比亞迪推出第四代IGBT，核心技術(shù)告別卡脖時(shí)代

不過，國外早在上世紀(jì)80年代便開啟了對(duì)IGBT的研究生產(chǎn)，要在產(chǎn)品上追上國外先進(jìn)水平，顯然需要更多時(shí)間。

因此，中途比亞迪的IGBT芯片又歷經(jīng)8年，多次迭代，其間，比亞迪還與上海先進(jìn)半導(dǎo)體在2015年達(dá)成了戰(zhàn)略合作，以利用后者的半導(dǎo)體制造技術(shù)。

終于在2017年，比亞迪的第四代IGBT研發(fā)成功、投產(chǎn)、裝車。

IGBT 4.0，便被用于比亞迪新一代主力車型——百公里加速時(shí)間達(dá)到4.5秒的唐。這輛車每一次狂暴的動(dòng)力輸出背后，都有這枚比亞迪自研的IGBT的功勞。

▲比亞迪唐DM，百公里加速4.5秒

當(dāng)然，技術(shù)是不斷進(jìn)步的。此前，國外IGBT已經(jīng)經(jīng)歷了六次技術(shù)迭代，功率半導(dǎo)體基礎(chǔ)的材料，也從硅（Si）、砷化鎵（GaAs） ，進(jìn)化到了碳化硅（SiC）?；谔蓟璐蛟斓墓β拾雽?dǎo)體，更能耐高溫，可以承受更高的電壓——這樣，原本耐壓能力不強(qiáng)的MOSFET，在用上碳化硅過后，能夠支持的電壓也能與現(xiàn)今車用的IGBT媲美。

而比亞迪已經(jīng)研發(fā)出了基于碳化硅的MOSFET，明年便會(huì)推出搭載這一器件的電動(dòng)車，車輛的電驅(qū)性能還會(huì)提升10%。往后，比亞迪計(jì)劃在其新能源車產(chǎn)品中，逐步用碳化硅基的功率半導(dǎo)體替代硅基IGBT。

中國如何突破國外巨頭統(tǒng)治的IGBT市場？

實(shí)際上，比亞迪這樣在新能源車用IGBT上取得突破的選手，在國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)確實(shí)是鳳毛麟角。

IGBT芯片按工作電壓，大致分為1700V以下、1700V-3300V、3300V-6500V三類。

其中，工作電壓等級(jí)在3300-6500V的IGBT主要對(duì)應(yīng)發(fā)電、電力傳輸行業(yè)，1700-3300V的IGBT在高鐵等軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用較多。

而1700V以下用途中，發(fā)展勢(shì)頭最猛的新興產(chǎn)業(yè)，正是新能源車。

然而，目前IGBT的主要生產(chǎn)廠家，無一例外是國外公司，英飛凌、三菱、富士、安森美、德儀、ABB等霸占市場。

其中國內(nèi)新能源車領(lǐng)域的IGBT市場，絕大多數(shù)份額仍然被國外半導(dǎo)體巨頭英飛凌占據(jù)——這一數(shù)據(jù)一度達(dá)到70%。

在2016年全球銷量TOP10的新能源車，有8款使用了英飛凌的IGBT，其中有我們無比熟悉的Model S/X，以及通用Bolt EV，甚至包括比亞迪的唐與秦，甚至也使用了英飛凌的晶圓生產(chǎn)。英飛凌憑借壟斷優(yōu)勢(shì)，攫取高額利潤，IGBT成本居高不下。

而比亞迪的IGBT 4.0推向市場、應(yīng)用于車型上，則代表了一支重要的國產(chǎn)力量，加入到了這場新能源車核心技術(shù)、核心器件的競賽當(dāng)中來。

在更早之前，中車集團(tuán)在2014年，完成了高鐵用IGBT的研發(fā)、生產(chǎn)，打破了三菱在這一領(lǐng)域的統(tǒng)治，不僅實(shí)現(xiàn)了自產(chǎn)自用，還隨高鐵項(xiàng)目的對(duì)外輸出開始向國外供貨。

比亞迪與中車，儼然成為了國產(chǎn)IGBT生產(chǎn)應(yīng)用的雙子星。

在這背后，國內(nèi)的（高壓）IGBT產(chǎn)業(yè)鏈，在下游急切的應(yīng)用需求下，也開始逐步建立起來，士蘭微、華微、華虹、先進(jìn)半導(dǎo)體等等一系列IGBT的IC設(shè)計(jì)、晶圓制造公司也成長起來，國內(nèi)的IGBT產(chǎn)業(yè)鏈正在初步成型。而比亞迪自身，也表態(tài)將會(huì)對(duì)外開放其IGBT供貨。

在一個(gè)產(chǎn)業(yè)集群形成后，中國的IGBT乃至更多類型的功率半導(dǎo)體，將有更充足的底氣與國外巨頭抗衡。

比亞迪將在材料上進(jìn)一步突破

最后，比亞迪宣布，在材料上進(jìn)一步突破，有望于 2019 年推出搭載 SiC 電控的電動(dòng)車。預(yù)計(jì)到 2023 年，比亞迪將在旗下的電動(dòng)車中，實(shí)現(xiàn) SiC 基車用功率半導(dǎo)體對(duì)硅基 IGBT 的全面替代，將整車性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提升 10 %。

SiC 具備高耐壓、低損耗、高效率的特性，是替代 Si 的第三代半導(dǎo)體材料