智新科技周海鹰：新能源汽车之“心”：功率半导体器件及其整车应用

2021年6月17日至19日，由中国汽车工业协会主办的第十一届中国汽车论坛在嘉定举行。站在新五年的起点上，本届论坛以“新起点、新战略格局——推动汽车产业高质量发展”为主题，设置“一次闭门峰会+一次会议论坛+两次中外论坛+12场主题论坛”，全方位汇聚政府领导、全球汽车企业领袖、汽车行业精英，共商汽车产业强市大计，落实国家提出的“二氧化碳排放峰值、碳中和”战略目标要求，助力打造。其中，智芯科技有限公司CTO周海婴在6月19日下午举行的“汽车芯荒与中国对策”主题论坛上做了主题演讲。以下为现场演讲:

周海婴:我很高兴有机会参加这样一个重要的论坛。演讲的嘉宾中好像有车企。也很荣幸作为车企代表介绍一下车企在这次“芯片荒”中的现状，以及我们的思考和对策。我的题目是新能源汽车的“心脏”。只是现在很大一部分是计算芯片或者逻辑芯片，负责计算。我们称之为汽车的大脑，负责智能。IGBT和碳化硅强调功率半导体器件，更需要输出强大的功率，因此我们将报告的主题定义为新能源汽车的心脏。在这里我就介绍一下东风致新在汽车芯片，尤其是功率器件方面的一些动作。这是我们在网上找到的一张图，介绍了传统燃油车和智能电动车的核心部件对比。我们觉得未来智能化最好的载体是新能源汽车，尤其是纯电动汽车。你会看到电动汽车需要大量的汽车电子电气器件，里面会有大量的功率器件和逻辑芯片器件。前面的嘉宾对计算和控制芯片做了详细的分析，我在这里也来分析一下，尤其是汽车级半导体的市场情况。2020年，纯粹从汽车半导体市场来看，燃油汽车中的芯片价值将为457美元，而电动汽车中的芯片价值将达到834美元。这里仅指芯片，如果扩展到板级汽车电子产品，价值会更加丰富。刚才大家谈到了芯片的分类，包括功率芯片、控制芯片、传感器芯片、存储芯片、高性能AI芯片等等。未来的汽车不仅仅是传统的发动机+底盘+变速箱，还有芯片+操作系统作为核心部件来定义汽车的特性。分析芯片自主性。刚才大家有不同的数据，比如5%，15%。我们发现只有3%左右的汽车芯片可以完全自主。在全球八大汽车电子厂商中，基本都是外企，符合现状。国内做汽车芯片的企业比较缺乏，所以才强调要进入汽车芯片领域，国产替代。分解汽车的费用。我是新能源车。在新能源汽车中，除了电池，最大的价值单元是电控。在电机控制器中，如果算上IGBT和单片机，会占到50%的数值，如果算上汽车的一些电阻电容单元，会达到70%左右。半导体和元器件已经占据了电控的核心价值。我们公司在汽车产业链中的核心是Tier 1的作用。但我们也是电机和电子控制的制造商，以及核心电力驱动组件的供应商。从这个角度可以看出，汽车功率半导体在汽车整体成本中的价值是非常高的。特别是根据未来电动汽车的发展趋势，我们正在做一个800V的高压平台电驱动平台。为了支持快速充电服务、更高的功率密度和高可靠性，功率器件需要更强的性能。因此，基于碳化硅和砷化镓的新一代汽车电源器件也处于预研状态。这是我们的市场前景……全球功率半导体器件的t，我们会看到根据国家新能源汽车的整体布局。根据董事长在今年上海车展发布的东风公司“十四五”新战略规划，2025年新能源汽车将达到100万辆，约占国内市场份额的15-20%。我们认为新能源汽车未来的发展空间很大。作为新能源汽车的核心，IGBT等动力装置有着非常大的市场空间。对于生产工艺来说，功率器件和逻辑芯片是一样的，比如晶圆、代工、封装、制造。我们公司当时也遇到了“芯荒”，指的是IGBT电力设备的芯荒。我们的车是造出来的，但是我们没有IGBT动力装置。这种情况在2016年和2017年都发生过，也正是这一点促使我们集团下定决心，自己做IGBT封测和国内替代。我们已经建立了一个新的半导体公司，专注于制造IGBT模块，基于在国内完全独立控制资源的能力。今年，IGBT模块已经量产，现在已经量产并在集团自有板块的车型中供货。IGBT包装技术简介，有两种核心包装模式。一种是6in1 IGBT模块模式，另一种是单管模式。我们采用6合1包装模式。让我们谈谈下一代IGBT碳化硅器件。现在就高压快充来说，我们判断从2023年开始，或者2022年底，新能源汽车，尤其是纯电动汽车可能是高压平台，比如750-850V V，这因此需要碳化硅功率器件。我们可以看到，与IGBT相比，碳化硅器件的成本仍然相对较高。我们现在正在做预研项目，和主机厂合作做一个800V的高压电驱动平台，可能会在今年10月的东风科技周上展示。这个平台的设计目标是不增加整车成本。如何才能做到？高压器件的成本会增加，但会带来更高的效率，这意味着我可以减少电池组。从这个角度来说，降低功耗就会降低成本。通过这方面，我们使用碳化硅器件，力争实现10分钟350公里的快充能力。所以减少电池组的使用，减少电力的使用，会带来成本的降低，因为逆变器如果使用碳化硅，体积会更小，会降低材料成本和相应电子元器件的成本。整体而言，整车成本可以保持不变，甚至略有降低。如果能达到这个水平，我相信碳化硅器件的使用会得到广泛推广，这将导致新能源汽车成本的降低，更好地与燃油汽车竞争。这是我们从国内外的研究中找到的一些供应商资源，他们可以做碳化硅的所有方面，从衬底和外延到模块和器件。智信通过与CRRC时代半导体的合资公司成立了由智信控制的智信半导体公司，以完成此类密封和测试能力。刚才是科普，是汽车级功率半导体及其应用。先说一下这个“芯片荒”东风的布局，包括新能源智能网联汽车的核心零部件，未来的电动化、智能化、网联化，东风的布局，以及智信的实际对策。首先，现在一个很重要的趋势是，核心主机厂都在积极布局新能源、三电、电机、电池、电控。包括SAIC、广汽、比亚迪、长城、蔚来、特斯拉和东风。我所在的公司是智芯科技，基于东风集团对三电的需求和未来智能网联的发展，专注于电驱动、电控、动力器件、电池布局等核心零部件技术和资源控制能力的建设。现在，集团给我们的定义是R&D的主要定位和生产新能源智能网联的核心部件。当然我们也有比较大的生产基地。我们公司的定位其实是围绕国家新能源汽车“三横三纵”的技术路线图展开的。首先，驱动电机和电力电子设备，其中我们现在有一个完整的r……ge的纯电动驱动装配平台从70千瓦到240千瓦不等，混合动力调平，非常先进的八层扁线电机定子生产线，一体化电机控制器和动力装置。在动力电池领域，通过与当代安培科技有限公司的合作，我们拥有电池公司和电池组公司。此外，在网联和智能领域，我们正在积极布局与汽车安全融合的安全网关域控制器的开发，包括功能安全和信息安全，以及安全车辆的评估分析能力，我们就是从这个角度定位的。我们的核心产品种类繁多，基本围绕新能源和智能网联的核心部件。这是公司的结构。智芯有三个子公司，其中一个专门做电池组，其中BMS是我们完全自主的知识产权。我们有执行控制，也就是电源域控制器，包括VCU、MCU和TCU，包括二合一和一体机电源域控制器。智芯半导体目前的布局在功率器件。以后，特别是在今年逻辑芯片“芯片荒”非常严重的情况下，集团领导给我们布置了一个题目，就是如何保证汽车芯片供应的安全，让我们来回答。上周，集团领导在我公司调研时，明确要求我公司承担如此光荣的使命。如何保证芯片的安全性，其实是如何实现汽车芯片国产替代的核心。未来，刚才何老师也介绍了。作为主机厂，主机厂也会考虑在汽车芯片这边做一些布局，包括投资合资企业，参与一些汽车芯片的定制。我们在这里也有一些计划。我们的主要产品是纯电/混动电驱动总成和电池组，也是燃料电池的落地单元，燃料电池的电驱动系统也由智芯承担。这是整个公司的主要业务和架构。在智能网络中，这是芯片使用最多的地方。我们自己的定位是专注于安全网关域控制的基础软硬件产品和服务。我们更注重算法和数据在自动驾驶中的应用。我们有比较强的制造能力，以及很多电控产品的开发能力，这是核心的电源域控制开发能力。基于此，发展域控，从功能安全和信息安全融合的角度，为下一代电子电气架构定制专用汽车核心零部件产品和服务。目前芯片的选择基本都是国外的，国内的芯片相对较少。还有一些控制芯片和网关芯片，也是我们很大的需求。在这一块，我们也愿意和国内在这里做这些芯片的企业紧密合作。最后回到功率器件，我刚才提到功率器件现在可以为企业提供芯片来源，国内可能有斯达半导体和比亚迪，包括CRRC，在国内已经起步，至少已经开始被替代。我们的布局是一期850A到900A容量的功率器件模块。现在已经量产，在自主品牌乘用车上替代。我们的芯片像英飞凌相比进口的在价格上还是有很大优势的，并且已经在电控系统中使用。随着集团“十四五”2025年100万辆新能源汽车的目标，公司将很快启动二期动力装置项目的规划。这是我们现在拥有的生产线，掌握的包装能力。在芯片方面，我们在做IGBT封测，投资了近3亿的生产线，包括无尘车间。这样的投资已经开始大规模生产。我的报告到此结束。这里我想说，东风作为央企，这次在“芯片荒”中受到重创，也导致整车企业短期停产。作为央企，推动汽车芯片国产化也是我们的责任。两周前，湖北省还组织了湖北汽车芯片产业的规划和布局，也强调了作为龙头央企，要有担当。芯片投资也是一个非常大的产业挑战……。我们希望很多车企和芯片公司能够合作，共同推动芯片在汽车上的应用。我觉得在民用车上完全替代国产汽车，大家可能还是有顾虑的，包括芯片的性价比，一致性，可靠性。但是在军车上，像越野车，这将是一个非常好的起点。可以先把我们优秀的国产芯片用在机型上。如果有好的应用和示范，相信以后推广到普通民用车上会更容易更方便。我的报告到了，谢谢！2021年6月17日至19日，由中国汽车工业协会主办的第十一届中国汽车论坛在嘉定举行。站在新五年的起点上，本届论坛以“新起点、新战略格局——推动汽车产业高质量发展”为主题，设置“一次闭门峰会+一次会议论坛+两次中外论坛+12场主题论坛”，全方位汇聚政府领导、全球汽车企业领袖、汽车行业精英，共商汽车产业强市大计，落实国家提出的“二氧化碳排放峰值、碳中和”战略目标要求，助力打造。其中，智芯科技有限公司CTO周海婴在6月19日下午举行的“汽车芯荒与中国对策”主题论坛上做了主题演讲。以下为现场演讲:

周海婴:我很高兴有机会参加这样一个重要的论坛。演讲的嘉宾中好像有车企。也很荣幸作为车企代表介绍一下车企在这次“芯片荒”中的现状，以及我们的思考和对策。我的题目是新能源汽车的“心脏”。只是现在很大一部分是计算芯片或者逻辑芯片，负责计算。我们称之为汽车的大脑，负责智能。IGBT和碳化硅强调功率半导体器件，更需要输出强大的功率，因此我们将报告的主题定义为新能源汽车的心脏。在这里我就介绍一下东风致新在汽车芯片，尤其是功率器件方面的一些动作。这是我们在网上找到的一张图，介绍了传统燃油车和智能电动车的核心部件对比。我们觉得未来智能化最好的载体是新能源汽车，尤其是纯电动汽车。你会看到电动汽车需要大量的汽车电子电气器件，里面会有大量的功率器件和逻辑芯片器件。前面的嘉宾对计算和控制芯片做了详细的分析，我在这里也来分析一下，尤其是汽车级半导体的市场情况。2020年，纯粹从汽车半导体市场来看，燃油汽车中的芯片价值将为457美元，而电动汽车中的芯片价值将达到834美元。这里仅指芯片，如果扩展到板级汽车电子产品，价值会更加丰富。刚才大家谈到了芯片的分类，包括功率芯片、控制芯片、传感器芯片、存储芯片、高性能AI芯片等等。未来的汽车不仅仅是传统的发动机+底盘+变速箱，还有芯片+操作系统作为核心部件来定义汽车的特性。分析芯片自主性。刚才大家有不同的数据，比如5%，15%。我们发现只有3%左右的汽车芯片可以完全自主。在全球八大汽车电子厂商中，基本都是外企，符合现状。国内做汽车芯片的企业比较缺乏，所以才强调要进入汽车芯片领域，国产替代。分解汽车的费用。我是新能源车。在新能源汽车中，除了电池，最大的价值单元是电控。在电机控制器中，如果算上IGBT和单片机，会占到50%的数值，如果算上汽车的一些电阻电容单元，会达到70%左右。半导体和元器件已经占据了电控的核心价值。我们公司在汽车产业链中的核心是Tier 1的作用。但我们也是电机和电子控制的制造商，以及核心电力驱动组件的供应商。从这个角度可以看出，汽车功率半导体在汽车整体成本中的价值是非常高的。特别是根据未来电动汽车的发展趋势，我们正在做一个800V的高压平台电驱动平台。为了支持快速充电服务、更高的功率密度和高可靠性，功率器件需要更强的性能。因此，基于碳化硅和砷化镓的新一代汽车电源器件也处于预研状态。这是我们的市场前景……st为全球功率半导体器件，根据国家新能源汽车整体布局我们会看到。根据董事长在今年上海车展发布的东风公司“十四五”新战略规划，2025年新能源汽车将达到100万辆，约占国内市场份额的15-20%。我们认为新能源汽车未来的发展空间很大。作为新能源汽车的核心，IGBT等动力装置有着非常大的市场空间。对于生产工艺来说，功率器件和逻辑芯片是一样的，比如晶圆、代工、封装、制造。我们公司当时也遇到了“芯荒”，指的是IGBT电力设备的芯荒。我们的车是造出来的，但是我们没有IGBT动力装置。这种情况在2016年和2017年都发生过，也正是这一点促使我们集团下定决心，自己做IGBT封测和国内替代。我们已经建立了一个新的半导体公司，专注于制造IGBT模块，基于在国内完全独立控制资源的能力。今年，IGBT模块已经量产，现在已经量产并在集团自有板块的车型中供货。IGBT包装技术简介，有两种核心包装模式。一种是6in1 IGBT模块模式，另一种是单管模式。我们采用6合1包装模式。让我们谈谈下一代IGBT碳化硅器件。现在就高压快充来说，我们判断从2023年开始，或者2022年底，新能源汽车，尤其是纯电动汽车可能是高压平台，比如750-850V V，这因此需要碳化硅功率器件。我们可以看到，与IGBT相比，碳化硅器件的成本仍然相对较高。我们现在正在做预研项目，和主机厂合作做一个800V的高压电驱动平台，可能会在今年10月的东风科技周上展示。这个平台的设计目标是不增加整车成本。如何才能做到？高压器件的成本会增加，但会带来更高的效率，这意味着我可以减少电池组。从这个角度来说，降低功耗就会降低成本。通过这方面，我们使用碳化硅器件，力争实现10分钟350公里的快充能力。所以减少电池组的使用，减少电力的使用，会带来成本的降低，因为逆变器如果使用碳化硅，体积会更小，会降低材料成本和相应电子元器件的成本。整体而言，整车成本可以保持不变，甚至略有降低。如果能达到这个水平，我相信碳化硅器件的使用会得到广泛推广，这将导致新能源汽车成本的降低，更好地与燃油汽车竞争。这是我们从国内外的研究中找到的一些供应商资源，他们可以做碳化硅的所有方面，从衬底和外延到模块和器件。智信通过与CRRC时代半导体的合资公司成立了由智信控制的智信半导体公司，以完成此类密封和测试能力。刚才是科普，是汽车级功率半导体及其应用。先说一下这个“芯片荒”东风的布局，包括新能源智能网联汽车的核心零部件，未来的电动化、智能化、网联化，东风的布局，以及智信的实际对策。首先，现在一个很重要的趋势是，核心主机厂都在积极布局新能源、三电、电机、电池、电控。包括SAIC、广汽、比亚迪、长城、蔚来、特斯拉和东风。我所在的公司是智芯科技，基于东风集团对三电的需求和未来智能网联的发展，专注于电驱动、电控、动力器件、电池布局等核心零部件技术和资源控制能力的建设。现在，集团给我们的定义是R&D的主要定位和生产新能源智能网联的核心部件。当然我们也有比较大的生产基地。我们公司的定位其实是围绕国家新能源汽车“三横三纵”的技术路线图展开的。首先，驱动电机和电力电子设备，其中我们现在有一个完整的……从70千瓦到240千瓦的一系列纯电动驱动装配平台、混合动力调平、非常先进的八层扁平线电机定子生产线、一体化电机控制器和功率设备。在动力电池领域，通过与当代安培科技有限公司的合作，我们拥有电池公司和电池组公司。此外，在网联和智能领域，我们正在积极布局与汽车安全融合的安全网关域控制器的开发，包括功能安全和信息安全，以及安全车辆的评估分析能力，我们就是从这个角度定位的。我们的核心产品种类繁多，基本围绕新能源和智能网联的核心部件。这是公司的结构。智芯有三个子公司，其中一个专门做电池组，其中BMS是我们完全自主的知识产权。我们有执行控制，也就是电源域控制器，包括VCU、MCU和TCU，包括二合一和一体机电源域控制器。智芯半导体目前的布局在功率器件。以后，特别是在今年逻辑芯片“芯片荒”非常严重的情况下，集团领导给我们布置了一个题目，就是如何保证汽车芯片供应的安全，让我们来回答。上周，集团领导在我公司调研时，明确要求我公司承担如此光荣的使命。如何保证芯片的安全性，其实是如何实现汽车芯片国产替代的核心。未来，刚才何老师也介绍了。作为主机厂，主机厂也会考虑在汽车芯片这边做一些布局，包括投资合资企业，参与一些汽车芯片的定制。我们在这里也有一些计划。我们的主要产品是纯电/混动电驱动总成和电池组，也是燃料电池的落地单元，燃料电池的电驱动系统也由智芯承担。这是整个公司的主要业务和架构。在智能网络中，这是芯片使用最多的地方。我们自己的定位是专注于安全网关域控制的基础软硬件产品和服务。我们更注重算法和数据在自动驾驶中的应用。我们有比较强的制造能力，以及很多电控产品的开发能力，这是核心的电源域控制开发能力。基于此，发展域控，从功能安全和信息安全一体化的角度，为下一代电子电气架构定制专用汽车核心零部件产品和服务。目前芯片的选择基本都是国外的，国内的芯片相对较少。还有一些控制芯片和网关芯片，也是我们很大的需求。在这一块，我们也愿意和国内在这里做这些芯片的企业紧密合作。最后回到功率器件，我刚才提到功率器件现在可以为企业提供芯片来源，国内可能有斯达半导体和比亚迪，包括CRRC，在国内已经起步，至少已经开始被替代。我们的布局是一期850A到900A容量的功率器件模块。现在已经量产，在自主品牌乘用车上替代。我们的芯片像英飞凌相比进口的在价格上还是有很大优势的，并且已经在电控系统中使用。随着集团“十四五”2025年100万辆新能源汽车的目标，公司将很快启动二期动力装置项目的规划。这是我们现在拥有的生产线，掌握的包装能力。在芯片方面，我们在做IGBT封测，投资了近3亿的生产线，包括无尘车间。这样的投资已经开始大规模生产。我的报告到此结束。这里我想说，东风作为央企，这次在“芯片荒”中受到重创，也导致整车企业短期停产。作为央企，推动汽车芯片国产化也是我们的责任。两周前，湖北省还组织了湖北汽车芯片产业的规划和布局，也强调了作为龙头央企，要有担当。芯片投资也是一个非常大的产业通道……名词（noun的缩写）我们希望很多车企和芯片公司能够合作，共同推动芯片在汽车上的应用。我觉得在民用车上完全替代国产汽车，大家可能还是有顾虑的，包括芯片的性价比，一致性，可靠性。但是在军车上，像越野车，这将是一个非常好的起点。可以先把我们优秀的国产芯片用在机型上。如果有好的应用和示范，相信以后推广到普通民用车上会更容易更方便。我的报告到了，谢谢！

标签：东风比亚迪长城特斯拉蔚来

汽车资讯热门资讯