車規(guī)功率器件千億賽道，國產占比不到一成，如何突破？

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，在新能源汽車超預期發(fā)展、供應鏈安全、國產替代進程加速推進的驅動下，國內已經(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

按技術特點與功能的不同，功率半導體器件可以分為二極管、晶閘管、晶體管等產品。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，二者在開關速度、開關頻率等方面呈現(xiàn)互補關系；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用電流，被廣泛應用率高功率場景；

BJT是結構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MOSFET、屏蔽柵MOSFET等，分別具有不同的功率和頻率特性，應用場景較為廣泛；

而IGBT 的出現(xiàn)大大拓寬了硅基功率半導體的工作電壓范圍，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)、光伏和風電等領域具有廣泛的應用。

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。

值得強調的是，隨著近年來汽車電動化的發(fā)展，功率半導體的具體應用場景已經(jīng)從燃油車時代的輔助驅動系統(tǒng)單一場景不斷向牽引逆變器、OBC、高低壓輔助驅動系統(tǒng)、DC/DC模塊、充電樁等多個細分領域拓展，以此帶來了內部功率半導體使用數(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，汽車領域功率半導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鏈能力上取得領先是關鍵之一。要發(fā)展新能源汽車，就繞不開功率半導體。為此，近年來大批新能源汽車企業(yè)紛紛扎進這一領域。

車廠進入造功率半導體主要有兩種類型，一種是類似比亞迪半導體，依靠自有整車平臺進行生產，目前比亞迪半導體已經(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。

上汽集團與英飛凌公司合資設立上汽英飛凌，上汽英飛凌已經(jīng)大批量生產車規(guī)級IGBT，并廣泛應用于國內眾多新能源汽車。東風汽車與中國中車聯(lián)合成立的智新半導體，智新半導體于2021年7月正式將IGBT生產線投入量產，該產線以第六代IGBT技術為基礎，首批下線的IGBT模塊將搭載于東風風神、嵐圖等自主品牌車型上。據(jù)悉，智新半導體建成的一期年產能為30萬只，二期建成后，年產能將達120萬只。與此同時，智新半導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體，2022年4月該公司宣布“芯聚能碳化硅主驅模塊”成功登陸“smart精靈#1”量產純電動車，成為內地第一批由第三方提供的、進入量產乘用車的碳化硅主驅模塊，也標志著芯聚能半導體碳化硅模塊和使用碳化硅模塊的控制器均已進入量產狀態(tài)。

2022年8月理想汽車與國內半導體領先企業(yè)湖南三安半導體共同出資組建的蘇州斯科半導體公司打造，預計2022年內竣工后進入設備安裝和調試階段，2023年上半年啟動樣品試制，2024年正式投產后預計產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能力。


共同吹起汽車功率半導體國產化的號角

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

目前，零跑汽車導入了士蘭微的產品。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。

小鵬汽車導入了中車時代的產品。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、比亞迪半導體等在內的多家本土半導體企業(yè)的IGBT供應能力。

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