IGBT被業(yè)界譽為功率變流裝置“CPU”，今年迎來“缺貨潮”。數(shù)據(jù)顯示，2018年車規(guī)級IGBT模塊的交貨周期已從正常8-12周延長至最長52周，業(yè)界預計隨著全球電動車市場持續(xù)增長，未來幾年全球車規(guī)級IGBT供應將愈加緊張。

對于目前大部分IGBT依賴海外進口的中國市場而言，在這波供不應求現(xiàn)象中更顯被動。不過，日前國產IGBT傳來好消息——比亞迪正式發(fā)布其車規(guī)級IGBT4.0技術，為國IGBT產業(yè)發(fā)展打上一陣強心劑。

發(fā)布IGBT 4.0：綜合損耗降低20%

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）全稱“絕緣柵雙極型晶體管”，據(jù)集邦咨詢了解，IGBT模塊作為新能源汽車電控系統(tǒng)和直流充電樁的核心器件，成本占到新能源整車成本的10%，占到充電樁成本的20%，未來新能源汽車將成為IGBT產業(yè)擴張的主要驅動力。

集邦咨詢數(shù)據(jù)顯示，2017年我國IGBT市場規(guī)模為121億元，2025年將達到522億元，年復合增長率達19.9%。但我國IGBT起步較晚，國內市場份額主要被歐美、日本企業(yè)壟斷，本土企業(yè)市場占比僅約為10%，進口依賴程度較高、國產替代空間巨大，而比亞迪則是國內少數(shù)掌握IGBT技術的企業(yè)之一。

12月10日，比亞迪在寧波舉行“比亞迪核心技術解析會之IGBT電動中國芯”，正式發(fā)布其自主研發(fā)的車規(guī)級IGBT 4.0技術，引起了業(yè)界的廣泛關注。

比亞迪IGBT 4.0電壓規(guī)格為1200V，電流規(guī)格為25A~200A，工作頻率方面，標準型為1KHZ~16KHZ、快速型16KHZ~25KHZ。據(jù)現(xiàn)場介紹，比亞迪這次推出的IGBT 4.0技術不僅在性能上遠高于自家前代IGBT 2.5，而且在諸多關鍵技術指標上均優(yōu)于當前市場主流產品。

首先電流輸出方面，比亞迪IGBT4.0的電流輸出能力較當前市場主流的IGBT高15%，支持整車具有更強的加速能力和更大的功率輸出能力。

此外芯片損耗方面，比亞迪IGBT4.0在同等工況下綜合損耗較當前市場主流的IGBT降低了約20%。這意味著電流通過IGBT器件時受到的損耗降低，使得整車電耗顯著降低。以比亞迪全新一代唐為例，采用比亞迪 IGBT4.0較采用當前市場主流的IGBT百公里電耗少約3%。

再者，比亞迪IGBT4.0的溫度循環(huán)壽命可以做到當前市場主流IGBT的10倍以上。這意味著比亞迪電動車在應對各種極端氣候、路況時，能有更高的可靠性和更長的使用壽命。

據(jù)悉，比亞迪電動車就以其優(yōu)異的性能與穩(wěn)定的可靠性，完成了從新疆吐魯番的高溫，到北歐的極寒、再到西藏高原的高海拔等全球最嚴苛自然環(huán)境的測試，并在全球300多個市場成功經歷了各種氣候、路況、駕駛習慣的考驗，得到廣泛認可。

比亞迪全新一代唐EV在2018廣州車展上正式對外預售，得益于比亞迪IGBT技術，新車百公里加速4.4s、綜合工況續(xù)航里程預計超過500km。在比亞迪自研IGBT的加持下，其插電式混合動力汽車，率先搭載了“542”黑科技——“百公里加速5秒以內、全時電四驅、百公里油耗2升以內”。

十三年IGBT自研之路

現(xiàn)場有媒體問及比亞迪是否擔心國內更多競爭者出現(xiàn)，比亞迪第六事業(yè)部兼太陽能事業(yè)部總經理陳剛表示，比亞迪對此抱著開放的心態(tài)，歡迎國內企業(yè)加入到IGBT產業(yè)陣營，但希望企業(yè)清楚其中的艱辛困難，因為比亞迪在這條路上走了十三年。

根據(jù)比亞迪官方消息，2005年比亞迪正式組建IGBT研發(fā)團隊，正式開啟了IGBT自研之路，并于2007年建立IGBT模塊生產線，完成首款電動汽車IGBT模塊樣品組裝。

2008年，比亞迪斥資1.71億元人民幣收購寧波中緯晶圓代工廠，將其整合到微電子產業(yè)鏈中，為其IGBT產業(yè)布局再添晶圓制造一環(huán)。2009年，比亞迪IGBT芯片通過了中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會組織的科技成果鑒定，打破了國際巨頭的技術壟斷。

成功研發(fā)出IGBT 1.0后，比亞迪繼續(xù)發(fā)力，2012年IGBT2.0芯片研發(fā)成功，2014年其搭載IGBT2.0芯片的模塊在e6、K9等新能源車型上批量裝車，緊接著，2015年比亞迪IGBT 2.5芯片研發(fā)成功，2017年IGBT 4.0芯片研發(fā)成功，首款雙面水冷IGBT模塊研發(fā)成功。

如今，比亞迪已相繼掌握IGBT芯片設計和制造、模組設計和制造、大功率器件測試應用平臺、電源及電控等環(huán)節(jié)，是中國唯一一家擁有IGBT完整產業(yè)鏈的車企。

除了十三年的技術積累外，比亞迪下游終端應用亦為其IGBT技術起到了巨大的拉動作用。

數(shù)據(jù)顯示，比亞迪過去三年電動車銷量位居全球第一，其自家IGBT產品應用于自家的電動車上，在解決了IGBT供應緊缺問題的同時，也解決了國產IGBT等車規(guī)級功率器件驗證難、應用難等問題。

“比亞迪依靠自身強大的研發(fā)實力、人才的聚集、產業(yè)鏈的配套，在汽車功率半導體領域有了非常核心的突破，這個突破不是今天想，明天投入就能實現(xiàn)的，是積累了十多年的技術、人才和產業(yè)鏈才能實現(xiàn)的。”中國半導體行業(yè)協(xié)會IC設計分會副理事長周生明在活動現(xiàn)場如此表示。

據(jù)透露，今年年底比亞迪的IGBT芯片月產能5萬片，即可月供5萬輛車，且比亞迪亦正在規(guī)劃擴產，預計2020年可實現(xiàn)月產能10萬片，屆時可實現(xiàn)對外銷售；此外，比亞迪深圳IGBT模塊生產線也正在擴產。

除了產能外，比亞迪在技術上亦同步拓展，以求實現(xiàn)外銷。目前比亞迪IGBT 4.0以1200V為主，但正在同步開發(fā)650V、750V以滿足市場主流整車廠商需求，預計明年第一季度將可正式開始認證。

從產業(yè)角度看，比亞迪實現(xiàn)IGBT全產業(yè)鏈的自研自用已是一大突破，未來若實現(xiàn)車規(guī)級IGBT產品外銷，將有加速IGBT國產替代進程。

斥巨資布局碳化硅

當然了，比亞迪并不滿足于此，將未來瞄準了碳化硅。

陳剛表示，比亞迪仍繼續(xù)致力于下一代產品的研發(fā)，在芯片和封裝層面均作了布局，比亞迪的IGBT未來還會有5.0、6.0等技術更新迭代，將充分挖掘IGBT的潛力。為了尋求更低芯片損耗、更強的電流輸出，碳化硅器件是比亞迪一個明確的方向。

據(jù)悉，比亞迪已投入巨資布局第三代半導體材料SiC，并將整合材料（高純碳化硅粉）、單晶襯底、外延片、芯片、封裝等SiC基半導體全產業(yè)鏈，致力于降低SiC器件的制造成本，加快其在電動車領域的應用，是國內最早進行SiC全產業(yè)鏈布局的車企。

在這發(fā)布會上，比亞迪宣布已成功研發(fā)了SiC MOSFET，有望于2019年推出搭載SiC電控的電動車。預計到2023年，比亞迪將在旗下的電動車中實現(xiàn)SiC基車用功率半導體對硅基IGBT的全面替代，將整車性能在現(xiàn)有基礎上再提升10%。

陳剛認為，SiC MOSFET將成為比亞迪電動車性能持續(xù)迭代更新的新一代“殺手锏”。