中國作為全球最大的新能源汽車市場，其銷量占全球比重已達53%。但在車規(guī)功率器件市場方面，一直以來卻被國際巨頭占據(jù)，國內(nèi)自給率僅8%，存在巨大的供需缺口。

可喜的是，在新能源汽車超預(yù)期發(fā)展、供應(yīng)鏈安全、國產(chǎn)替代進程加速推進的驅(qū)動下，國內(nèi)已經(jīng)有一批車規(guī)功率器件廠商崛起，并且迎來快速發(fā)展。


車規(guī)功率器件量價齊升，市場規(guī)模早已超千億

按技術(shù)特點與功能的不同，功率半導(dǎo)體器件可以分為二極管、晶閘管、晶體管等產(chǎn)品。其中，晶體管包含BJT、MOSFET、IGBT等熱門品線，總體占比超過70%，是功率半導(dǎo)體市場份額中最大的品類。

具體來看，二極管中商業(yè)化較為成功的器件包括PiN功率二極管和肖特基勢壘功率二極管，二者在開關(guān)速度、開關(guān)頻率等方面呈現(xiàn)互補關(guān)系；晶閘管則是一種半控型功率器件，早期由于其較高的電壓和應(yīng)用電流，被廣泛應(yīng)用率高功率場景；

BJT是結(jié)構(gòu)相對簡單的功率器件，其在功率和頻率上的表現(xiàn)都不突出，但由于其工藝成熟、成本較低等優(yōu)點，仍在低端功率應(yīng)用場景中具備一定的份額；

功率 MOS 可以進一步細分為平面型MOSFET、溝槽型MOSFET、超結(jié)MOSFET、屏蔽柵MOSFET等，分別具有不同的功率和頻率特性，應(yīng)用場景較為廣泛；

而IGBT 的出現(xiàn)大大拓寬了硅基功率半導(dǎo)體的工作電壓范圍，其最高工作電壓達到 6500V，同時具備功率 MOS 相對合適的工作頻率，在電動車、軌道交通、電網(wǎng)、光伏和風(fēng)電等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

市場規(guī)模方面，根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)，2020年全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模達到 452 億美元，其中功率 IC 市場規(guī)模為 243 億美元，功率器件市場規(guī)模為 209 億美元。功率器件中，二極管、晶閘管、BJT、功率 MOS 和 IGBT 的市場規(guī)模分別為 38.7 億美元、4.7 億美元、18.1 億美元、81 億美元和 66.5 億美元。

值得強調(diào)的是，隨著近年來汽車電動化的發(fā)展，功率半導(dǎo)體的具體應(yīng)用場景已經(jīng)從燃油車時代的輔助驅(qū)動系統(tǒng)單一場景不斷向牽引逆變器、OBC、高低壓輔助驅(qū)動系統(tǒng)、DC/DC模塊、充電樁等多個細分領(lǐng)域拓展，以此帶來了內(nèi)部功率半導(dǎo)體使用數(shù)量的快速增加。

除了數(shù)量大幅增長之外，相較于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車的功率越大，電氣化程度越高，其單車功率半導(dǎo)體價值量也就越大。根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)，目前新能源汽車的單車功率半導(dǎo)體價值量可達到458.7美元，約為傳統(tǒng)燃油車87.6美元的 5 倍。在量價齊升的帶動下，汽車領(lǐng)域功率半導(dǎo)體市場份額逐年提高，目前占比已經(jīng)達到35%，金額約為160億美元。


車廠進入功率半導(dǎo)體賽道

在新能源汽車的競爭中，汽車企業(yè)如何在成本控制和供應(yīng)鏈能力上取得領(lǐng)先是關(guān)鍵之一。要發(fā)展新能源汽車，就繞不開功率半導(dǎo)體。為此，近年來大批新能源汽車企業(yè)紛紛扎進這一領(lǐng)域。

車廠進入造功率半導(dǎo)體主要有兩種類型，一種是類似比亞迪半導(dǎo)體，依靠自有整車平臺進行生產(chǎn)，目前比亞迪半導(dǎo)體已經(jīng)實現(xiàn)了累計逾百萬輛的IGBT模塊裝車量。但由于功率半導(dǎo)體器件進入有一定門檻，更多的車廠選擇通過合資的方式實現(xiàn)快速量產(chǎn)。

上汽集團與英飛凌公司合資設(shè)立上汽英飛凌，上汽英飛凌已經(jīng)大批量生產(chǎn)車規(guī)級IGBT，并廣泛應(yīng)用于國內(nèi)眾多新能源汽車。東風(fēng)汽車與中國中車聯(lián)合成立的智新半導(dǎo)體，智新半導(dǎo)體于2021年7月正式將IGBT生產(chǎn)線投入量產(chǎn)，該產(chǎn)線以第六代IGBT技術(shù)為基礎(chǔ)，首批下線的IGBT模塊將搭載于東風(fēng)風(fēng)神、嵐圖等自主品牌車型上。據(jù)悉，智新半導(dǎo)體建成的一期年產(chǎn)能為30萬只，二期建成后，年產(chǎn)能將達120萬只。與此同時，智新半導(dǎo)體碳化硅模塊也已進入研發(fā)階段。

2021年5月吉利汽車旗下威睿電動汽車與芯聚能半導(dǎo)體，2022年4月該公司宣布“芯聚能碳化硅主驅(qū)模塊”成功登陸“smart精靈#1”量產(chǎn)純電動車，成為內(nèi)地第一批由第三方提供的、進入量產(chǎn)乘用車的碳化硅主驅(qū)模塊，也標志著芯聚能半導(dǎo)體碳化硅模塊和使用碳化硅模塊的控制器均已進入量產(chǎn)狀態(tài)。

2022年8月理想汽車與國內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)先企業(yè)湖南三安半導(dǎo)體共同出資組建的蘇州斯科半導(dǎo)體公司打造，預(yù)計2022年內(nèi)竣工后進入設(shè)備安裝和調(diào)試階段，2023年上半年啟動樣品試制，2024年正式投產(chǎn)后預(yù)計產(chǎn)能將逐步提升并最終達到240萬只碳化硅半橋功率模塊的年生產(chǎn)能力。


共同吹起汽車功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化的號角

造車新勢力新造車品牌需求量相對較小，對半導(dǎo)體大廠的議價權(quán)相對較弱，出于成本控制和供應(yīng)鏈保障的原因，造車新勢力在功率半導(dǎo)體產(chǎn)品上已經(jīng)向國內(nèi)的廠商打開了大門。

目前，零跑汽車導(dǎo)入了士蘭微的產(chǎn)品。士蘭微的IGBT模塊B1采用IGBT4芯片，適用30-60kW的電動汽車，即A00級車，被零跑T03大量采用。

小鵬汽車導(dǎo)入了中車時代的產(chǎn)品。而在此之前，小鵬汽車和理想汽車類似，同時還評估了包括斯達半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體等在內(nèi)的多家本土半導(dǎo)體企業(yè)的IGBT供應(yīng)能力。

無論是造車新勢力下場，還是傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體大廠發(fā)力車規(guī)賽道，可以確定的是，國產(chǎn)車與國內(nèi)半導(dǎo)體廠商的合作與溝通正在變得更加密切。這對于國產(chǎn)汽車和國產(chǎn)半導(dǎo)體廠商都是件好事。