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“第四次工业革命,会以何种面貌呈现?”关于这个问题,已经被大家讨论了无数次。
按照主流认知,只有能源利用模式和社会运行机制产生本质进步,才称得上“革命”级的产业进步。从这个观点出发,第四次产业革命的巨幅画卷,需要同时集齐:可控核聚变、物联网、量子计算机三个技术拼图。
描述虽然很科幻,近年来,相关的技术突破也不时见诸报端,但何时投入民用?尚无确定的时日。
既然宏伟蓝图无法实现,于是有人开始重新定义蓝图的内涵。关于新的技术变革,最近两年又出现一个新观点:有人认为,以当前人类的科技水准,相比20年前,已经有了极大的飞跃。一个最直观的例子,今天的手机,哪怕是功能最落后的老年智能机,其算力都远超当年打败国际象棋大师的IBM超级电脑——深蓝。这是否已经算是新的“技术革命”了?
虽然这个结论略显牵强,但这个思维发散的方向却是值得深思的。人无法预知未来,也没有谁能够为技术变革的方向圈定路线。它可能远在天边望尘莫及,也可能就在眼前的灯火阑珊处。
比如,近期功率芯片行业的新变化,或许就是技术革命大爆发的前奏。
一、IGBT:很需要,但是被垄断“我们的订单,要到年末才可能完成。”英飞凌CEOReinhardPloss一句话,让IGBT芯片的价格大幅飙升。
IGBT芯片是什么?专业上讲是“绝缘栅双极晶体管芯片”,业内简称功率芯片。结构上讲,IGBT由双极结型晶体管和场效应管共同构成。其主要功能是通过调节电压、电流、相位、频率,保障电子产品各个元器件的协调运行。形象地讲,IGBT相当于电能驱动产品的“心脏”,有了它,电器内部的电子流动,才能有序进行。
前段时间,在中国电动汽车百人会上,有专家提到的“中国车企‘缺芯少魂’”,所谓的“芯”,指的就是IGBT芯片。
正所谓“功能决定用途”,IGBT芯片在传统的轨道交通、内燃机车、电网系统、家用电器等多个领域,均发挥着关键作用。其中,超高压IGBT芯片,主要应用于高铁、轨道电车、高压电网等领域;而中低压IGBT芯片则应用于电视、冰箱等传统家电。
经过近30多年的市场调节,全球IGBT芯片的供求格局基本平衡。然而随着新能源相关产业的崛起,IGBT芯片的供求平衡被打破。年,就是供需失衡的爆发之年。
而在这一年,“缺芯”的不止新能源汽车产业。
二、被“卡脖子”的IGBT产业先看光伏产业方面。“双碳”大目标的提出,成为绿色能源快速发展的助推器。
年,我国风电、太阳能发电双双进入快车道。其中,风电装机总容量达到3.28亿千瓦,同比增长16.6%,当年新增装机容量,世界占比超过50%。太阳能应用的光伏产业,装机总容量也突破3亿千瓦,累计安装容量全球占比35.9%。
由IGBT芯片构成的储能逆变器,是风电、光伏的两大系统核心零部件。基于此,我国在拥有最大的“风光”产业规模和市场需求的同时,也成为了IGBT芯片的最主要买家。
说完了光伏,再看新能源汽车。
年,我国、乃至全球新能源汽车,都经历了爆发式增长。国际市场方面,特斯拉总销量首次接近百万关口,而国内方面,仅靠新能源汽车销量,比亚迪就冲进了汽车销量总榜的前十名,新能源汽车更是实现了.6%的增长率。
可以看到,象征行业未来的新能源发电、新能源交通两个领域,中国都走在了世界前列,然而可惜的是,在IGBT这一关键元器件领域,我国却长期处于被“割韭菜”的不利局面。
三、国内IGBT格局:群雄竞发,后继有人截至年,全球IGBT市场基本被欧、美、日企业占据。其中,前文提到的德国英飞凌,前身是西门子的半导体部门,年正式独立,无论是在IGBT分立器件,还是IGBT模块方面,均占有全球30%的市场份额。而以英飞凌、三菱电机、富士电机为首的IGBT国际巨头,长期垄断全球70%左右的市场。
国内方面,仅英飞凌一家,就分走了47.5%的蛋糕。而占据利润大头的中高端IGBT芯片及主流器件,国际企业市占率高达90%以上。
面对新能源汽车产业链的被动局面,难怪专家学者们会痛心疾首地说“缺芯少魂”。不过面对外企的技术垄断,国内企业并没有坐以待毙。
自年开始,国产IGBT行业龙头斯达半导、兰士微先后杀入IGBT榜单前10。其中,斯达半导年产量约为万片,兰士微的车用IGBT模块,年产能也有万片左右。
而号称“啥都能做”的比亚迪,早在年即开始布局IGBT的自研之路。随着比亚迪IGBT生产线建设的基本完成,自年起,比亚迪也将拥有至少60万片的车载IGBT产能。
而且在源源不断地参与到IGBT竞逐中的中国企业,已经有一些成功者,率先进入到了“研发——盈利——扩大研发”的良性循环中。
比如实现半导体分立器件产业链垂直一体化的扬杰科技,凭借比肩英飞凌第4代IGBT的自研功率芯片,在过去一年时间里,就创造了营收同比增长5倍的突出业绩。在二级市场上,扬杰科技的股价也从年的不到20元,涨到如今突破80元,2年翻4倍。
中国的企业们起步虽晚,技术方面尚需完善,但至少在目前来看,已经对英飞凌等企业的低端产品构成了威胁。当年华为靠“农村包围城市”,与爱立信、诺基亚在全球通信设备“三分天下”,今天IGBT领域的中国半导体公司们,同样拥有这个能力。
四、结语从蒸汽时代,英国掠夺煤矿,到电气时代,美国圈占油田,进入新能源时代,制造储能装置的碳酸锂,和主导储能逆变的IGBT芯片,已经生产高端半导体的重要原材料——稀土,又成为了世界各国争相抢夺的紧缺资源。
每个时代都有自己的主流技术,每种技术背后,都有对应的原材料以及核心部件。谁在这些关键材料和技术领域占据优势,谁就掌握了一整个时代的行业主导权。
发展IGBT芯片,目前中国既有新能源上升风口期的“天时”,又有庞大的需求市场和稀土储备的“地利”,还有海量人才储备和攻坚企业集群的“人和”,终结欧美企业的垄断地位,直至取而代之,我们需要的只是时间。
而且,我们相信这个时间,不会太长!
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