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對于車企而言，斥巨資布局車芯產(chǎn)業(yè)鏈，早已是家常便飯，特別是近幾年的“缺芯”折磨，讓車企布局更顯不遺余力。其中之一的汽車功率半導體，則是加碼重心。
通過梳理，不難發(fā)現(xiàn)，在全國的布局版圖中，幾乎能找到當前所有主流車企的身影。
圖源：蓋世汽車
車企的布局觸角，為何伸向功率半導體？
當前，汽車電氣化狂飆突進，推動各種DC-DC模塊、電機控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、高壓電路等部件需求量急劇攀升，功率半導體作為電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心元器件，需求量也跟著水漲船高。
根據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)，相較傳統(tǒng)燃油車，純電動車型中的功率半導體使用量大幅提升，目前占比已達最高，為55%；其次為MCU，達到11%；傳感器則占比7%。
除了使用量大幅增長之外，新能源汽車的單車功率半導體價值量也在往上走。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達458.7美元，約為傳統(tǒng)燃油車的5倍。受量價齊升帶動，汽車領(lǐng)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。
勢不可擋的電動化趨勢，量價齊升的需求空間，讓車規(guī)功率半導體的重要性愈發(fā)凸顯，車企的“落子”天平，也逐漸向該細分領(lǐng)域傾斜。
綜合來看，對車企而言，加碼車規(guī)功率半導體，一是可以提升產(chǎn)品競爭力。功率半導體涉及電動汽車的驅(qū)動效率、充電速度以及續(xù)航里程等多方面性能，通過布局，這些性能有望得到提升，整車產(chǎn)品的差異化競爭優(yōu)勢也將凸顯。
二是滿足技術(shù)自主可控的需求。當前，全球供應(yīng)鏈體系正在加速重構(gòu)，然而一直以來，包括功率半導體在內(nèi)的核心技術(shù)由歐美日企業(yè)主導，根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示，全球功率半導體前十名供應(yīng)商近乎全是海外企業(yè)，市場份額高達60%以上，國內(nèi)不得不主要依賴進口。
借由布局，車企可以加強自身的技術(shù)儲備和自主研發(fā)能力，在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中獲取更多的話語權(quán)，減少對外依賴。
三是提升供應(yīng)鏈安全與韌性。盡管目前大部分的汽車芯片供應(yīng)都已經(jīng)逐漸恢復正常，但諸如SiC等功率芯片需求仍超過供應(yīng)，疊加地緣政治風險加劇，未來芯片供應(yīng)形勢存在巨大的不確定性，這些令車企神經(jīng)依舊緊繃。
Stellantis不久前也預(yù)計，由于電動汽車需求增加，汽車軟件功能爆發(fā)式增長，未來幾年面臨芯片短缺的嚴重風險急劇增加。雖然目前芯片形勢“大為改善”，但距離下一次危機只是時間問題。
從富昌電子公布的2023年Q1芯片市場行情數(shù)據(jù)來看，IGBT在工業(yè)和車用領(lǐng)域的需求依然緊張。該數(shù)據(jù)顯示，英飛凌、IXYS、安森美、ST等主流功率器件原廠的IGBT產(chǎn)品及其相關(guān)配件交期均在50周左右徘徊，最高達54周，超過一年，且MOSFET的交期也類似，貨期處于長周期區(qū)域，與前兩年缺芯時期表現(xiàn)基本一致。另據(jù)三安光電日前預(yù)測，2025年SiC預(yù)計存在約400萬片的產(chǎn)能缺口。
面對車規(guī)級功率半導體指數(shù)級增長的需求與產(chǎn)能擴建速度之間不匹配的矛盾，某種程度上，通過滲入功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈的上下游，可以保障車企供應(yīng)鏈的穩(wěn)定與安全；同時，此舉也有助于提高生產(chǎn)效率，降低整體成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量。進一步來說，整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈也有望得到優(yōu)化和完善。
自研與合資成主要加碼模式
綜合各家對于芯片研發(fā)需求和資源選擇方式，可以看到當前車企的入局模式主要有三種：自主自研、合資/聯(lián)合研發(fā)和戰(zhàn)略投資。
首先來看第一種自主自研。由于車規(guī)級功率半導體是一個高技術(shù)壁壘的領(lǐng)域，對可靠性、安全性等要求極為苛刻，而國內(nèi)發(fā)展起步較晚，汽車行業(yè)供應(yīng)鏈又相對封閉，一直以來，英飛凌、安森美、意法半導體、三菱電機等歐美日等大廠憑借多年的技術(shù)積累和先進的制造能力占據(jù)了市場主導地位。
在全球前十大功率半導體廠商中，國內(nèi)僅聞泰科技旗下的安世半導體入榜。值得注意的是，安世半導體原本是荷蘭的一家半導體公司，于2019年被聞泰科技斥資268億元收購，這也是國內(nèi)史上最大規(guī)模的半導體收購案。
如此背景也就意味著國內(nèi)車企要想實現(xiàn)對功率芯片核心技術(shù)的自主掌控，現(xiàn)階段難度非常大，這也是一條慢慢“長征”之路。
長周期、高研發(fā)成本的投入需要企業(yè)持續(xù)不斷的輸血，加上后續(xù)的上車驗證、放量以及回報率問題也存在不確定性，因而選擇此方式的車企相對較少。
在功率半導體自研這條路上，比亞迪是“先行者”，早在2005年，比亞迪旗下的半導體公司——比亞迪半導體便開啟了IGBT自研之路。
2007年，比亞迪半導體建立IGBT模塊生產(chǎn)線，2009年完成首款車規(guī)級IGBT芯片開發(fā)，2018 年底發(fā)布車規(guī)級領(lǐng)域具有標桿性意義的IGBT4.0技術(shù)，2021年基于高密度Trench FS的IGBT 5.0技術(shù)實現(xiàn)量產(chǎn)。
目前，比亞迪半導體已經(jīng)躍居國內(nèi)的頭部IGBT模塊廠商，在國內(nèi)車用IGBT市場擁有超過兩成的市占率。除了IGBT，比亞迪半導體在MCU芯片領(lǐng)域也有很強的話語權(quán)。此外，其還實現(xiàn)了SiC器件、IPM、CMOS圖像傳感器、電磁傳感器、LED光源及顯示等產(chǎn)品量產(chǎn)。
某種程度上，在整個車市備受“缺芯”折磨的疫情三年期間，這些競爭優(yōu)勢，助推了比亞迪一路逆風奔跑。
數(shù)據(jù)顯示，2020年，比亞迪的全年銷量仍徘徊在四五十萬輛，然而到了2021年，比亞迪年銷售達71萬輛車；2022年，其銷量增長2.6倍，達到186.85萬輛；2023年上半年，比亞迪累計銷量更是達到125.56萬輛，同比增長94.25%，成功取代大眾成為中國乘用車市場的銷量冠軍，同時也在去年二季度一舉超越特斯拉成為全球新能源汽車銷冠。
在缺芯潮將車企與車規(guī)級半導體供應(yīng)之間鏈條長、中間層多的問題無限放大的同時，擁有產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢的車企，不僅能做到供應(yīng)鏈安全可控，還能進一步實現(xiàn)降本增效。
新傲科技總經(jīng)理王慶宇日前便直言，比亞迪能夠一枝獨秀，關(guān)鍵就在于比亞迪是國內(nèi)唯一擁有IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈IDM模式運營能力的車企，其搭建了從芯片設(shè)計、晶圓制造、模塊設(shè)計和整車應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈。
不過，在自研這條路上，不僅需要足夠的勇氣，也需要強大的底氣。在過去的十幾年里，比亞迪累計在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域投入了上千億元，擁有近7萬名技術(shù)研發(fā)人員，共申請專利超4萬余項。
基于比亞迪這一“楷模”在前，其他整車廠，特別是擁有雄厚資金和強大資源的傳統(tǒng)車企，攻勢明顯變強。
比如吉利去年也已經(jīng)孵化了自己的功率半導體公司——晶能微電子。今年3月，晶能微電子自主設(shè)計研發(fā)的首款車規(guī)級IGBT產(chǎn)品成功流片，多款產(chǎn)品也將于今年裝車；6月，該公司還宣布完成第二輪融資，強調(diào)將按既定目標，扎實推進功率半導體的設(shè)計研發(fā)、模塊制造和上車應(yīng)用。
又如長城設(shè)立的芯動半導體第三代半導體模組封測項目也已于今年2月在無錫動工，規(guī)劃車規(guī)級模組年產(chǎn)能120萬套，預(yù)計在今年9月具備設(shè)備全面入廠條件，最快于今年年底投入量產(chǎn)。
第二種聯(lián)合研發(fā)。技術(shù)高壁壘在前，車企要想實現(xiàn)自主自研，道阻且長，也因此，與相關(guān)公司達成戰(zhàn)略合作，成立合資公司采取聯(lián)合研發(fā)的方式入局，不失為一種絕佳的路徑。
事實上，這種方式已經(jīng)成為國內(nèi)多數(shù)車企的選擇。車企可以結(jié)合自身產(chǎn)品需求，做定制化的產(chǎn)品，芯片設(shè)計企業(yè)則負責芯片的開發(fā)工作，對車企來說整體的風險也相對較小。
比如今年6月，深藍汽車與斯達半導體達成合作，組建了一家全新的合資公司——重慶安達半導體有限公司，雙方將圍繞車規(guī)級功率半導體模塊開展合作，共同推進下一代功率半導體在新能源汽車領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用。
另有吉利牽手積塔半導體與華潤微，上汽與英飛凌，東風公司與株洲中車時代，理想汽車與三安半導體，長城與同光半導體等，皆通過戰(zhàn)略合作協(xié)議的簽署，力推自身實現(xiàn)車規(guī)級IGBT、SiC MOSFET等相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。
換句話說，以有限的自身資源和能力，實現(xiàn)雙方優(yōu)勢互補，從而取得最高的效率和產(chǎn)品質(zhì)量，在汽車賽道競爭白熱化的今天，顯得尤其重要。
此外，第三種戰(zhàn)略投資模式，在業(yè)內(nèi)早已司空見慣?；蚴菫閿U充自己的投資版圖，或是為自己培養(yǎng)潛在供應(yīng)商，總體上幾乎主流車企都已涉足。
單以瞻芯電子為例，在其成立以來的7輪融資中，便有北汽產(chǎn)業(yè)投資、小米集團、廣汽資本、小鵬汽車、上汽投資等現(xiàn)身。其中，在2022年2月，小鵬汽車更是獨家投資了該公司。作為國內(nèi)第一家自主開發(fā)并掌握6英寸SiC MOSFET產(chǎn)品以及工藝平臺的公司，瞻芯電子已經(jīng)建成了一座按車規(guī)級標準設(shè)計的SiC晶圓廠，潛在實力未來可期。
當然，除瞻芯電子之外，包括以安世半導體、比亞迪半導體、斯達半導、中車時代電氣和士蘭微等為代表的功率半導體企業(yè)，正在技術(shù)、車規(guī)認證、制造工藝、試驗測試、上車批量驗證等多方面積攢實力，慢慢脫穎而出。并且基于國產(chǎn)替代優(yōu)勢，該領(lǐng)域近年來更是涌現(xiàn)了眾多玩家，功率半導體也因此成為熱門創(chuàng)業(yè)賽道。
寫在最后
要想在新能源賽道展翅高飛，功率半導體或許是繞不開的話題，特別是未來芯片供應(yīng)存在著巨大不確定性，其關(guān)乎著整車成本控制、核心技術(shù)掌握與供應(yīng)鏈能力。
基于中國是全球最大功率半導體消費市場，車規(guī)級功率器件市場又是新能源賽道受益最大的細分領(lǐng)域之一，勢必將有越來越多的車企，義無反顧地，深深扎進車規(guī)級功率半導體“深海”中心。
關(guān)于《Seeds 發(fā)現(xiàn)》：
蓋世汽車《Seeds 發(fā)現(xiàn)》欄目，旨在打造一個鏈接初創(chuàng)企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)合作伙伴以及投資機構(gòu)、地方政府的服務(wù)平臺，為產(chǎn)業(yè)鏈上下游深度賦能。該欄目自啟動以來，一直致力于發(fā)掘智能電動汽車變革大潮中對行業(yè)具有重要啟發(fā)和引領(lǐng)作用的好公司、好技術(shù)、好的商業(yè)模式，推動汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力量的成長。
據(jù)蓋世汽車統(tǒng)計，經(jīng)《Seeds 發(fā)現(xiàn)》欄目報道過的初創(chuàng)公司，幾乎所有都已經(jīng)成功對接了產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)資源。未來，隨著智能化和電氣化的快速發(fā)展，賦予汽車無限想象的同時，不斷重塑汽車產(chǎn)業(yè)鏈，《Seeds 發(fā)現(xiàn)》欄目將繼續(xù)聚焦“風口”賽道，持續(xù)為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力量賦能。
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