中国IGBT不再“一芯难求”，本土厂商同欧日三分天下

在国内汽车行业，“一核难求”的现状已经被打破。IGBT（绝缘栅双极晶体管）是能量转换和传输的核心器件。使用IGBT进行功率转换可以提高用电效率和质量，这是解决能源短缺问题和减少碳排放的关键技术。IGBT约占电机驱动系统成本的一半，电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说，IGBT占整车成本7-10%，是除电池外第二昂贵的部件，这也决定了整车的能源效率。但不得不提的一个行业现实是，如此重要的动力装置，长期以来基本被英飞凌、三菱、富士电机、飞兆等外资巨头垄断。在国内市场，高端IGBT产能严重不足，长期依赖国际巨头，导致“一芯难求”。现在，这种“国外寡头垄断”的市场格局正在逐渐瓦解。随着以比亚迪为代表的本土新能源汽车制造商在IGBT领域的突破，中国新能源汽车的配套产业结构正在悄然发生变化。据了解，截至2018年11月，比亚迪已申请IGBT相关专利175项，其中授权专利114项。“我们可以自豪地说，中国可以在IGBT领域与欧洲和日本竞争。”比亚迪第六事业部总经理陈刚说。

“钉子”的大小和“心脏”的重要性说到IGBT，一些制造半导体的人并不太重视它。他们经常会想：它不就是一个分立器件吗？然而，与28nm/16nm集成电路制造一样，IGBT是国家“02专项”（“超大规模集成电路制造技术与全过程”）的重点支撑项目，在国家16个重大专项中排名第二，在业界被称为“02专项。IGBT芯片只有人类指甲大小，上面蚀刻着数十万甚至数十万个微结构电路，只有借助显微镜才能看清楚。然而，这种指甲大小的东西在能量转换和传输中扮演着类似心脏的角色，它被称为电力电子设备的“CPU”。与早期的电力电子器件相比，IGBT具有高输入阻抗、高速开关特性、低导通损耗等特点。使用IGBT进行功率转换可以提高用电效率和质量。其高效、节能、环保的特点是解决能源短缺问题、实现低碳排放的关键技术支撑。什么是IGBT？简单地说，它是一个开关：接通时可以视为导体，断开时是开路。IGBT结合了MOSFET和BJT的优点，如低驱动功率和低饱和电压。虽然IGBT的中文翻译是“绝缘栅双极晶体管”，但它最常见的形式是模块，而不是单管。该模块由多个并联的IGBT芯片组成，电流规格更大。IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用，是电动汽车和充电桩的核心技术部件。例如，在电气控制系统中，大功率DC/AC逆变器驱动汽车电机；车辆空调控制系统，低功率DC/AC逆变器，采用IGBT和FRD

电流较小；

在智能充电桩中，IGBT模块被用作开关元件。IGBT模块的优势显而易见，但令人惊讶的是，全球电动汽车领导者特斯拉只使用IGBT单管。因为单就价格而言，单管要比模块低得多。据了解，在全球新能源汽车公司中，除了特斯拉和中国少数低速电动车外，大多数品牌的新能源汽车都在使用IGBT模块。IGBT有望迎来发展的黄金时期，但中国市场多年来一直被外国巨头垄断。近年来，全球新能源汽车发展如火如荼。业内一致认为，电动化、智能化、网联化、共享化将是未来新能源汽车的发展趋势。电动平台是这些技术的重要基础。IGBT作为新能源汽车电源和供电系统中的核心器件，也将迎来发展的黄金时期。数据显示，2017年，全球新能源汽车销量超过120万辆，占全球汽车销量的1.2%。同时，用于新能源汽车的IGBT市场规模占IGBT市场的17%，达到7亿美元。2016年，全球电动汽车销量约为200万辆，IGBT管消耗约9亿美元，平均每辆车消耗约450美元。它是电动汽车中除电池外最昂贵的部件。其中，混合动力和PHEV汽车约有77万辆，每辆车需要约300美元的IGBT，123万辆纯电动汽车平均每辆车使用540美元的IGBT。用于大功率纯电动公交车的IGBT可能超过1000美元。巨大的市场潜力吸引了来自世界各地的电子巨头前来淘金。据统计，全球IGBT市场的主要竞争对手包括德国英飞凌、日本三菱、富士电气、美国安信、瑞士ABB等。前五名公司的全球市场份额超过70%。与此同时，这些国际巨头的合并和重组正在加速进行。前年，恩智浦与飞思卡尔合并，行业集中度进一步提高。此外，高通和英特尔等电子巨头正在争相进入汽车芯片市场。一些分析人士表示，中国将在新能源汽车市场未来的变化中发挥主导作用。根据BNEF的长期预测，随着新能源汽车在内燃机成本方面逐渐确立领先地位，到2025年，全球新能源汽车销量预计将增至1100万辆。其中，中国的全球市场份额将接近50%。随着新能源汽车的快速发展，GGII预测国内新能源汽车和充电桩市场将有200亿IGBT模块的需求。然而，一个可悲的事实是，在国内市场，高端IGBT的产能严重不足，汽车IGBT市场被英飞凌、斯特微电子、瑞萨电子、恩智浦等国际巨头垄断。“中国使用的芯片大多依赖进口，尤其是汽车电子控制核心芯片基本掌握在外国人手中，国内汽车电子芯片技术还远远落后。”中国汽车工程学会装备部主任陈长年曾有过这样的感受。与中国形成鲜明对比的是日本。以丰田为例，尽管当地有IGBT巨头，但在开发混合动力汽车时，它选择将IGBT管完全控制在自己手中，成为世界上唯一一家能够自行生产IGBT管的汽车制造商。因此，普锐斯获得了巨大的活力，成为世界上唯一一款强劲的混合动力汽车。突破技术壁垒，当地制造商努力在IGBT市场的浏览器中搜索关键词。“IGBT技术在中国有多落后？”这样的言论总是铺天盖地，仿佛落后的技术已经成为“一核难求”的最根本因素。事实上，国内的技术壁垒正在逐渐被打破。知乎上一位好评如潮的受访者表示：“作为一名IC农民工，生活在世界前三大存储工厂，我明显感觉到过去两年该行业的市场有所改善，国家也开始大力支持芯片行业。事实上，目前中国的半导体技术仍处于初级阶段，但有钱人仍然可以成功。就连我们公司的外国老板也表示中国半导体产业……

ry肯定会发展，但这需要几年时间。这些年是支付学费的过程。产量是一点一点地测试的。这条路仍然取决于我们的半导体工程师团队自己。"

这个答案与陈刚在比亚迪IGBT4.0大会上所说的非常相似。陈刚表示，比亚迪团队花了13年时间才在2017年开发出IGBT4.0。目前，在新能源汽车用IGBT方面，比亚迪已经开发出全新的汽车级产品IGBT4.0，其芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标已达到全球领先水平。具体而言，产品综合损耗较当前市场主流产品降低约20%，降低了整车功耗；产品模块的温度循环寿命可以是当前市场主流产品的10倍以上；在相同的工作条件下，与当前市场的主流产品相比，配备IGBT4.0的V-315系列模块的电流输出能力提高了15%。比亚迪并不是唯一一家将IGBT应用于汽车的汽车公司。2017年底，江苏宏威科技有限公司有限公司与北汽新能源汽车有限公司有限公司联合成立了宏威北汽新能量IGBT联合实验室，以提高汽车IGBT的性能；今年3月，上汽英飞凌汽车电源半导体（上海）有限公司（SAIC Infineon Automotive Power Semiconductor（Shanghai）Co.，Ltd.）正式开业，该公司是上汽和英飞凌的合资企业，持股比例为51:49；今年4月，针对新能源市场，中科君信推出了新能源汽车领域的DCS-IGBT芯片。据分析，2018-2025年期间，中国新能源汽车及相关产业驱动的IGBT市场规模总计超过1200亿元。华虹宏利集成一部研发总监杨继业认为，新能源汽车不仅是节能环保的迫切需要，也是中国汽车产业转型升级的突破口。IGBT作为新能源汽车电源和供电系统中的核心器件，将迎来绝佳的发展机遇。新能源汽车给国产IGBT带来的发展机遇不言而喻，挑战不容小觑。业内专业人士分析，从应用角度来看，汽车IGBT对其技术提出了更高的挑战。首先，汽车的质量消耗属性对IGBT的使用寿命提出了更高的要求，需要满足使用寿命数十万次甚至数百万次的功率循环要求；

其次，汽车需要面对更复杂的工况，如爬坡涉水、频繁启停等，这对其装配体积和散热效率提出了更高的要求。从行业角度来看，据了解，全球主要IGBT制造商均采用IDM模式。IDM商业模式是一种国际集成组件制造商模式。IDM制造商的业务范围涵盖IC设计、IC制造、封装和测试，甚至延伸到下游电子终端。美国、日本和欧洲的半导体行业普遍采用这种模式。例如英特尔、三星、TI、东芝、st微电子等，IDM企业注重技术积累，具有领先优势的第一匹马会不断提高技术门槛，因此后来者将更难赶上。对此，比亚迪IGBT产品中心产品总监杨钦耀表示，做IGTB的研发团队要与下游通信相结合，实现适合应用的产品实现，从而实现IGBT产业化。“人才培养和产品标准化也是实现IGBT产业化的必要条件。”杨钦耀分析道。在国内汽车行业，“一核难求”的现状已经被打破。IGBT（绝缘栅双极晶体管）是能量转换和传输的核心器件。使用IGBT进行功率转换可以提高用电效率和质量，这是解决能源短缺问题和减少碳排放的关键技术。IGBT约占电机驱动系统成本的一半，电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说，IGBT占整车成本7-10%，是除电池外第二昂贵的部件，这也决定了整车的能源效率。但不得不提的一个行业现实是，如此重要的动力装置，长期以来基本被英飞凌、三菱、富士电机、飞兆等外资巨头垄断。在国内市场，高端IGBT产能严重不足，长期依赖国际巨头，导致“一芯难求”。现在，这种“国外寡头垄断”的市场格局正在逐渐瓦解。随着以比亚迪为代表的本土新能源汽车制造商在IGBT领域的突破，中国新能源汽车的配套产业结构正在悄然发生变化。据了解，截至2018年11月，比亚迪已申请IGBT相关专利175项，其中授权专利114项。“我们可以自豪地说，中国可以在IGBT领域与欧洲和日本竞争。”比亚迪第六事业部总经理陈刚说。

“钉子”的大小和“心脏”的重要性说到IGBT，一些制造半导体的人并不太重视它。他们经常会想：它不就是一个分立器件吗？然而，与28nm/16nm集成电路制造一样，IGBT是国家“02专项”（“超大规模集成电路制造技术与全过程”）的重点支撑项目，在国家16个重大专项中排名第二，在业界被称为“02专项。IGBT芯片只有人类指甲大小，上面蚀刻着数十万甚至数十万个微结构电路，只有借助显微镜才能看清楚。然而，这种指甲大小的东西在能量转换和传输中扮演着类似心脏的角色，它被称为电力电子设备的“CPU”。与早期的电力电子器件相比，IGBT具有高输入阻抗、高速开关特性、低导通损耗等特点。使用IGBT进行功率转换可以提高用电效率和质量。其高效、节能、环保的特点是解决能源短缺问题、实现低碳排放的关键技术支撑。什么是IGBT？简单地说，它是一个开关：接通时可以视为导体，断开时是开路。IGBT结合了MOSFET和BJT的优点，如低驱动功率和低饱和电压。虽然IGBT的中文翻译是“绝缘栅双极晶体管”，但它最常见的形式是模块，而不是单管。该模块由多个IGBT c……组成……

ps并行，并且当前规格更大。IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用，是电动汽车和充电桩的核心技术部件。例如，在电气控制系统中，大功率DC/AC逆变器驱动汽车电机；车辆空调控制系统，低功率DC/AC逆变器，采用IGBT和FRD

电流较小；

在智能充电桩中，IGBT模块被用作开关元件。IGBT模块的优势显而易见，但令人惊讶的是，全球电动汽车领导者特斯拉只使用IGBT单管。因为单就价格而言，单管要比模块低得多。据了解，在全球新能源汽车公司中，除了特斯拉和中国少数低速电动车外，大多数品牌的新能源汽车都在使用IGBT模块。IGBT有望迎来发展的黄金时期，但中国市场多年来一直被外国巨头垄断。近年来，全球新能源汽车发展如火如荼。业内一致认为，电动化、智能化、网联化、共享化将是未来新能源汽车的发展趋势。电动平台是这些技术的重要基础。IGBT作为新能源汽车电源和供电系统中的核心器件，也将迎来发展的黄金时期。数据显示，2017年，全球新能源汽车销量超过120万辆，占全球汽车销量的1.2%。同时，用于新能源汽车的IGBT市场规模占IGBT市场的17%，达到7亿美元。2016年，全球电动汽车销量约为200万辆，IGBT管消耗约9亿美元，平均每辆车消耗约450美元。它是电动汽车中除电池外最昂贵的部件。其中，混合动力和PHEV汽车约有77万辆，每辆车需要约300美元的IGBT，123万辆纯电动汽车平均每辆车使用540美元的IGBT。用于大功率纯电动公交车的IGBT可能超过1000美元。巨大的市场潜力吸引了来自世界各地的电子巨头前来淘金。据统计，全球IGBT市场的主要竞争对手包括德国英飞凌、日本三菱、富士电气、美国安信、瑞士ABB等。前五名公司的全球市场份额超过70%。与此同时，这些国际巨头的合并和重组正在加速进行。前年，恩智浦与飞思卡尔合并，行业集中度进一步提高。此外，高通和英特尔等电子巨头正在争相进入汽车芯片市场。一些分析人士表示，中国将在新能源汽车市场未来的变化中发挥主导作用。根据BNEF的长期预测，随着新能源汽车在内燃机成本方面逐渐确立领先地位，到2025年，全球新能源汽车销量预计将增至1100万辆。其中，中国的全球市场份额将接近50%。随着新能源汽车的快速发展，GGII预测国内新能源汽车和充电桩市场将有200亿IGBT模块的需求。然而，一个可悲的事实是，在国内市场，高端IGBT的产能严重不足，汽车IGBT市场被英飞凌、斯特微电子、瑞萨电子、恩智浦等国际巨头垄断。“中国使用的芯片大多依赖进口，尤其是汽车电子控制核心芯片基本掌握在外国人手中，国内汽车电子芯片技术还远远落后。”中国汽车工程学会装备部主任陈长年曾有过这样的感受。与中国形成鲜明对比的是日本。以丰田为例，尽管当地有IGBT巨头，但在开发混合动力汽车时，它选择将IGBT管完全控制在自己手中，成为世界上唯一一家能够自行生产IGBT管的汽车制造商。因此，普锐斯获得了巨大的活力，成为世界上唯一一款强劲的混合动力汽车。突破技术壁垒，当地制造商努力在IGBT市场的浏览器中搜索关键词。“IGBT技术在中国有多落后？”这样的言论总是铺天盖地，仿佛落后的技术已经成为“一核难求”的最根本因素。事实上，国内的技术壁垒正在逐渐被打破。知乎上一位好评如潮的受访者表示：“作为一名IC农民工，生活在世界前三大存储工厂，我明显感觉到过去两年该行业的市场有所改善，国家也开始大力支持芯片行业。事实上，目前中国的半导体技术仍处于初级阶段，但有钱人仍然可以成功。就连我们公司的外国老板也表示中国半导体产业……

ry肯定会发展，但这需要几年时间。这些年是支付学费的过程。产量是一点一点地测试的。这条路仍然取决于我们的半导体工程师团队自己。"

这个答案与陈刚在比亚迪IGBT4.0大会上所说的非常相似。陈刚表示，比亚迪团队花了13年时间才在2017年开发出IGBT4.0。目前，在新能源汽车用IGBT方面，比亚迪已经开发出全新的汽车级产品IGBT4.0，其芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标已达到全球领先水平。具体而言，产品综合损耗较当前市场主流产品降低约20%，降低了整车功耗；产品模块的温度循环寿命可以是当前市场主流产品的10倍以上；在相同的工作条件下，与当前市场的主流产品相比，配备IGBT4.0的V-315系列模块的电流输出能力提高了15%。比亚迪并不是唯一一家将IGBT应用于汽车的汽车公司。2017年底，江苏宏威科技有限公司有限公司与北汽新能源汽车有限公司有限公司联合成立了宏威北汽新能量IGBT联合实验室，以提高汽车IGBT的性能；今年3月，上汽英飞凌汽车电源半导体（上海）有限公司（SAIC Infineon Automotive Power Semiconductor（Shanghai）Co.，Ltd.）正式开业，该公司是上汽和英飞凌的合资企业，持股比例为51:49；今年4月，针对新能源市场，中科君信推出了新能源汽车领域的DCS-IGBT芯片。据分析，2018-2025年期间，中国新能源汽车及相关产业驱动的IGBT市场规模总计超过1200亿元。华虹宏利集成一部研发总监杨继业认为，新能源汽车不仅是节能环保的迫切需要，也是中国汽车产业转型升级的突破口。IGBT作为新能源汽车电源和供电系统中的核心器件，将迎来绝佳的发展机遇。新能源汽车给国产IGBT带来的发展机遇不言而喻，挑战不容小觑。业内专业人士分析，从应用角度来看，汽车IGBT对其技术提出了更高的挑战。首先，汽车的质量消耗属性对IGBT的使用寿命提出了更高的要求，需要满足使用寿命数十万次甚至数百万次的功率循环要求；其次，汽车需要面对更复杂的工况，如爬坡涉水、频繁启停等，这对其装配体积和散热效率提出了更高的要求。从行业角度来看，据了解，全球主要IGBT制造商均采用IDM模式。IDM商业模式是一种国际集成组件制造商模式。IDM制造商的业务范围涵盖IC设计、IC制造、封装和测试，甚至延伸到下游电子终端。美国、日本和欧洲的半导体行业普遍采用这种模式。例如英特尔、三星、TI、东芝、st微电子等，IDM企业注重技术积累，具有领先优势的第一匹马会不断提高技术门槛，因此后来者将更难赶上。对此，比亚迪IGBT产品中心产品总监杨钦耀表示，做IGTB的研发团队要与下游通信相结合，实现适合应用的产品实现，从而实现IGBT产业化。“人才培养和产品标准化也是实现IGBT产业化的必要条件。”杨钦耀分析道。

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