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继电池、芯片之后,车企又下场造功率器件了!碳化硅全场最佳
2023-12-07 来源:贤集网
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关键词:碳化硅电动汽车MCU

近日理想汽车在招聘信息中披露,公司在新加坡成立功率器件研发办公室,目前公开四个技术岗,包括SiC功率模块失效分析/物理分析专家、SiC功率模块工艺专家、SiC功率模块电气设计专家和SiC功率模块设计专家。

这也意味着理想正在筹备自研碳化硅功率模块,未来或可能建立功率模块封测产线。


电动汽车时代,功率模块和碳化硅地位越来越高

电动汽车与燃油汽车的成本结构产生了很大差异,在电动汽车中,电池成本占比最高,达到40%-50%,而电驱动系统占到全车成本15%-20%。其中功率模块就占到驱动系统一半左右的成本,如果功率模块从IGBT换成SiC模块,成本还会继续提升。



功率模块是由多个功率单管比如IGBT、MOSFET等按照不同的需求,通过特殊的封装将多个单管组成整体的模块。由于整合了驱动电路等,功率模块在高压、大电流场景应用的同时,还能够简化外部电路,在电动汽车主驱逆变器等方面起到重要作用。

理想汽车在近期的广州车展上展示了旗下首款纯电车型理想MEGA,采用了800V高压平台以及SiC模块,实现5C快充,峰值充电功率超过500kW。在未来的800V平台中,SiC器件在高压大电流场景中的效率优势,将会使得SiC功率模块将会成为800V车型中不可或缺的部分。

实际上理想汽车去年3月还与三安半导体共同成立了苏州斯科半导体,主要面向功率半导体的研发和生产。根据理想汽车官方公布的消息,去年8月理想汽车位于江苏苏州高新区的功率半导体研发及生产基地就已经正式启动建设,该生产基地未来将主要专注SiC功率模块的研发和生产。

理想汽车当时表示,预计该生产基地2022年内竣工后进入设备安装和调试阶段,2023年上半年启动样品试制,2024年正式投产后预计产能将逐步提升并最终达到240万只碳化硅半桥功率模块的年生产能力。

面对2024年800V平台上量,以及旗下首款纯电车型上市,理想早已做好准备。


车企纷纷选择自研

对于电车来说,随着各国对于新能源政策的推行,现在电车市场仍然处在一个上升时期。

既然电车的需求不少,有关电车的DC-DC模块、电机控制系统、电池管理系统、高压电路等部件需求自然跟着增加,半导体功率器件作为电子装置的核心元器件,需求量直线飙升。

功率半导体在电车上的使用比重远超传统的油车,此外,以SiC和IGBT为代表的功率器件在电车上的价值比重也高于油车。新能源汽车的单车功率半导体价值量达458.7美元,约为传统燃油车的5倍。而量价齐升带动,汽车领域功率半导体市场份额逐年提高,金额约为160亿美元。

在纯电动车中,价值占比前三的分别是,功率半导体(55%)、MCU芯片(11%)、传感芯片(7%)。

迎着电动化的趋势,车规级功率半导体的地位越发重要,车企将权重逐渐移向功率半导体的领域,自然是无可厚非。

假如,这些功率半导体元器件供应充足,或许车企们的行动会放缓。但现实是,过去几年车规级功率半导体一直处于短缺紧张的局面中,尽管目前大部分的汽车芯片供应都已经逐渐恢复正常,但诸如SiC等功率芯片需求依然处于供不应求状态。

上述的电车市场火热外加车功率半导体供应紧张局面,这两者结合迫使车企们踏足功率半导体领域。

车企涉足功率半导体领域,一是可以提高自己品牌的竞争力。SiC功率元器件应用在电车上,通过其优良的物理特性,可以提升电车的驱动效率、缩短电车的充电时间、增加电车的续航里程,这些性能的提升可以让自己旗下的整车产品竞争优势凸显。

二是将技术掌控在自己手中。目前,全球功率半导体供应商前十名全是海外企业,功率半导体技术都掌握在这些欧美日企业的手中,国内功率半导体元器件不得不依赖进口,这对国内车企在全球市场的竞争是不利的。加强企业的自助研发能力和技术储备,打破技术壁垒,将技术掌握在自己手中,在产业链中将获得更多的话语权,减少对外界依赖,这是国内车企未来发展趋势。

三是可以获得安全稳定的供应链。在前几年芯片短缺,交货长达几十周,有些车企的产品被迫减产或者停产。如今,英飞凌、安森美、意法的MOSFET、IGBT等功率半导体器件交货周期长达50周。未来,SiC功率元器件的短缺局面或将继续持续一段时间。面对这样不稳定的供货关系,车企理所当然地想要自己下场来建立一个稳定的供应链,保证自己在面对市场波动时将损失降到最低。



新能源产投集体投资布局SiC

10月24日晚,中芯集成发布公告称,公司新设立合资公司芯联动力科技(绍兴)有限公司(下称“芯联动力”)已完成工商注册登记手续,注册资本5亿元,中芯集成投资2.55亿元,为芯联动力控股股东。据了解,芯联动力是车规级碳化硅(SiC)制造及模组封装的一站式系统解决方案提供者。中芯集成是目前国内唯一能够实现大规模碳化硅MOS量产的公司,汽车芯片相关的IGBT出货量及车规级碳化硅MOS均是国内领先。

芯联动力创始股东阵容可以说是星光熠熠,除了中芯集成以外,尚颀资本和恒旭资本是上汽集团旗下产业投资平台,小鹏星航资本是小鹏汽车旗下产投,宁德晨道投资是宁德时代的投资平台,立翎基金是立讯精密家族办公室,博原资本是博世的投资平台,阳光电源则是国内领先的光伏企业。

多个中外新能源企业和车企集体联手国内半导体公司成立合资公司并成为创始股东,在国内半导体行业鲜有遇见。芯联动力的成立,反映了新能源及汽车产业对于高价值且具备稳定产能的车规级半导体产品的重视及布局。

据公开信息显示,尽管全球芯片产业自2022年下半年以来整体遇冷,但汽车芯片却逆势进入快速增长期。中芯集成今年上半年汽车业务同比增长达510.67%,直接带动公司的主营业务实现超过60%的增长。

中芯集成的CEO赵奇表示:“中芯集成已经成为新能源产业核心芯片的支柱性力量,公司营收产生于新能源汽车和风光储等新能源工控方面的占比已经超过80%。此次联合产业链重要伙伴一起,是要在SiCMOS方面实现技术领先和大规模量产,支撑国内在新能源汽车和风光储等中、高端应用上实现自主可控、技术领先、规模充足,进而为国内新能源产业继续保持领先地位和快速迭代发展奠定器件级基础。”

博原资本认为,随着新能源汽车功率半导体价值量的提升,以碳化硅为代表的新一代半导体正在高速增长阶段。芯联动力是国内少数提供车规级碳化硅芯片的晶圆代工企业。企业拥有完善的产线生产能力和技术研发能力,将加速实现下一技术的落地。



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