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比亚迪推出新一代电动车芯片技术:能把百公里电耗降低3%

        中国大力发展的新能源汽车产业带来了汽车功率半导体产业的黄金时代,如今在这一长期被海外半导体巨头垄断的产业里,开始出现本土玩家的身影。
  发布会现场
          12月10日,新能源汽车制造商比亚迪(002594)在宁波发布了车规级IGBT4.0技术,并重点对其在IGBT方面的最新技术进行了解析。
          IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全称为“绝缘栅双极型晶体管”。IGBT在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备,以及工业领域(高压大电流场合的交直流电转换和变频控制)等领域应用极广,任何需要随时快速开关高压电的地方都会使用到IGBT。
          近年来,随着新能源汽车产业的蓬勃兴起,IGBT成为了新能源汽车电控系统和直流充电桩的核心器件,它直接控制驱动系统直、交流电的转换,决定了车辆的扭矩和最大输出功率等。IGBT芯片与动力电池电芯并称为电动车的 “双芯”,是影响电动车性能的关键技术,其成本占整车成本的5%左右。
          比亚迪第六事业部兼太阳能事业部总经理陈刚在当天的活动上发布了比亚迪IGBT4.0技术。
          陈刚介绍,相比当前市场主流产品,比亚迪IGBT4.0在电动车电流输出能力上高出15%;而其综合损耗,在同等工况下则降低约20%;温度循环寿命更是提升10倍以上。以比亚迪全新一代唐为例,仅综合损耗降低20%这一项,便意味着其百公里电耗将降低约3%。
 
        IGBT因设计门槛高、制造技术难、投资大,被业内称为电动车核心技术的“珠穆拉玛峰”。此前,该技术主要掌握在国际巨头手中。
          集邦咨询数据显示,2017年,我国IGBT市场规模为121亿元,2025年将达到522亿元,年复合增长率达19.9%。但我国IGBT起步较晚,国内市场份额主要被欧美、日本企业垄断,本土企业市场占比仅约为10%,进口依赖程度较高,国产替代空间巨大。
          “电池电芯和IGBT是比亚迪未来发展的核心技术,中国半导体需要快马加鞭追上世界的潮流。目前全球格局来讲,我们只能说迎头赶上。”陈刚在会后的媒体交流中表示,采用自主研发IGBT功率器件,意味着在这项关键技术和元件上面,比亚迪拥有了自主可控的能力,打破了国外企业的制约。 
          陈刚还表示,与工业级IGBT相比,IGBT在电动汽车领域的应用则面临更多的挑战。一方面,汽车的大众消费属性,对IGBT的寿命要求比较高(设计寿命在20年以上),需要满足使用寿命内数十万次甚至百万次的功率循环要求。另一方面,汽车面临着更为复杂的适用工况,需频繁启停、爬坡涉水、经历不同路况和环境温度等,高温、高湿、高振动对IGBT是极为严苛的考验,对装配体积和散热效率的要求都非常严格。
          据了解,比亚迪是国内较早开始布局IGBT产业的企业之一。2008年比亚迪收购了宁波中纬晶圆厂,开始IGBT的研发和生产。2009年至2018年,比亚迪自主研发的IGBT1.0、IGBT2.5、IGBT4.0技术陆续推出,并实现了批量装车。
          “比亚迪投资IGBT之后网上有很多消息,说我们月亏5000万,实际上没有亏这么多,但确实压力也不小。我们从2008年开始就做了大量的投入,但是一直到2014年之后才开始慢慢产生效益。” 比亚迪第六事业部高级研发经理吴海平坦言,IGBT产业在初期培育阶段既要在技术上攻坚克难,同时也面临着巨大的沉没成本。
          资料显示,目前比亚迪IGBT模块的月产能已达5万片,并已实现对外供应,到2019年有望实现IGBT月产10万片。比亚迪第六事业部产品总监杨钦耀在现场透露,比亚迪生产的IGBT芯片有一半供应给工业领域的客户,另一半用于新能源汽车。
          比亚迪还在发布会上透露,公司已投入大量资金布局性能更加优异的第三代半导体材料SiC(碳化硅),有望于2019年推出搭载SiC电控的电动车。预计到2023年,比亚迪旗下的电动车将全面搭载SiC电控。
          有产业研究报告指出,当前IGBT技术革新正在减缓,在第六代IGBT开发出来以后,IGBT产品所具有的优势已经几乎被开发殆尽,在技术上领先的国际厂商技术创新的速度将会有所减缓,而国内厂商则迎来宝贵的追赶时间。但另一个方面,目前国际主要的IGBT厂商采用的均为国际整合元件模式,这类企业注重技术积累,具有领先优势的企业会不断提高技术门槛,加大后来者追赶的难度。
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