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新能源车企支持国产化 中国功率器件迎发展拐点

2017-09-30 14:16:02 来源:半导体器件应用网 作者:黄扬芳

【大比特导读】功率半导体作为决定新能源汽车性能的重要组成部分,自英、法、德等国家相继颁布禁售传统燃料汽车时间表,市场需求更是迅速上升。那么,在前景一片大好的环境下,新能源汽车能否成为我国功率半导体产业的成长拐点?车载功率半导体离“国产化”还有多远?

功率半导体作为决定新能源汽车性能的重要组成部分,自英、法、德等国家相继颁布禁售传统燃料汽车时间表,市场需求更是迅速上升。那么,在前景一片大好的环境下,新能源汽车能否成为我国功率半导体产业的成长拐点?车载功率半导体离“国产化”还有多远?

禁燃推动功率器件市场

9月9日,工信部副部长辛国斌在论坛期间透露,针对一些国家已经制订了停止生产销售传统能源汽车的时间表,目前工信部也启动了相关研究,将制订中国禁售燃油车的时间表。消息一出,立即引起业内外人士的激烈讨论。

其实,早在2015年8月,美国加州就提出可能在2030年禁止传统燃油车上市销售。2016年4月,荷兰宣布在2025年禁止境内继续销售汽油和柴油汽车;2016年5月,挪威政党一致同意2025年起禁止燃油汽车销售;2016年10月,德国宣布自2030年起在境内全面停止使用以汽油和柴油为燃料的汽车。到了2017年,印度、法国均表示将在2030年禁售燃油车,英国政府也宣布将于2040年起全面禁售燃油车。而中国作为连续八年蝉联全球汽车市场冠军,基于能源安全和环境问题,禁售燃油车成为必然趋势。

在采访过程中,半导体器件应用网记者发现许多企业对禁售时间表的颁布充满期待,并十分看好国内新能源汽车产业的发展。

奋发电子(东莞)有限公司业务经理杨进祥就表示:“传统燃油车对环境的冲击挺大的,尤其是大城市,鉴于物联网加快汽车智能化进程,禁售时间表一旦出台,必定会在很大程度上推动新能源汽车产业的发展。”

东莞市美希电子有限公司工程部总经理张良也表示,目前我国很多车企在新能源汽车领域都有自己的布局,从技术到产品销量均取得不俗的成绩。因此,汽车朝新能源方向前进是大势所趋,只有顺应这一发展趋势,才能立足于未来的汽车市场。

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基础功率器件国产化没问题

经过几年的井喷式发展,我国新能源汽车的规模效应开始显现,推广新能源汽车已经是当前和未来的走向。新能源汽车产业为功率半导体产业发展提供了新的契机。目前我国新能源汽车产业快速发展,新增了大量的电力管控需求,其中,IGBT模块占到新能源汽车动力电控系统成本的30%,整流模块占到直流充电桩成本的20%。

然而,2016年中国功率半导体市场规模达到了1496亿元,占据全球40%以上的市场份额,需求非常旺盛,但是国内企业供给能力不足,特别是高端产品领域,90%的市场份额被国外企业占据,国产化空间巨大。

据了解,从市场竞争格局来看,美国功率器件处于世界领先地位,拥有一批具有全球影响力的厂商,例如 TI、Fairchild、NS、Linear、IR、Maxim、ADI、ONSemiconductor和 Vishay 等厂商。欧洲拥有 Infineon、ST 和 NXP 三家全球半导体大厂。日本主要有 Toshiba、Renesas、NEC、Ricoh、Sanke、Seiko、Sanyo、Sharp、Fujitsu、Rohm、Matsushita、Fuji Electric 等。中国台湾拥有立锜、富鼎先进、茂达、安茂、致新和沛亨等一批厂商。

对此,江苏捷捷微电子股份有限公司市场部部长何新建在接受半导体器件应用记者采访时讲道:“目前我国半导体企业主要从事基础材料以及生产设备技术的研究,这是两个比较薄弱的环节。事实上,很多产品是能够设计出来的,但由于工艺设备的限制,导致其精度达不到,或者是材料达不到要求。”

IGBT为例,要成功设计、制造IGBT,必须有集产品设计、芯片制造、封装测试、可靠性试验、系统应用等成套技术的研究、开发及产品制造于一体的自动化、专业化和规模化程度领先的大功率IGBT产业化基地。但是国内IGBT工艺设备购买和配套十分困难。每道制作工艺都有专用设备配套。其中有的国内没有,或技术水平达不到。如:德国的真空焊接机,能把晶片焊接空洞率控制在低于1%,而国产设备空洞率高达20%到50%。外国设备未必会卖给中国,例如薄片加工设备。又如:日本产的表面喷砂设备,日本政府不准出口。

何新建透露,目前公司在新能源汽车领域主要生产保护器件,其次是整流器件。在他看来,功率器件的范畴比较大,国内企业在MOSFET方面还有一些技术瓶颈,但对于其他基础功率器件实现国产化完全没有问题。

功率器件包括功率IC和功率分立器件,功率分立器件则主要包括可控硅、晶闸管、MOSFET、IGBT等。

深圳宝铭微电子有限公司市场部经理黎忠瑾也表示,中低端功率半导体国产化并不存在什么问题。在他看来,国内也有出现一些领先的高端技术产品,但市场接受度需要一定的时间,树立品牌是一个循序渐进的过程,这也是我国高端产品至今无法实现国产化的因素之一。

有业内人士用“鸿沟”来形容中国功率半导体与国际品牌的差距。但南京银茂微电子制造有限公司销售部陈先生表示,“鸿沟”倒是不至于,但差距还是存在的,目前最核心的差距还是在芯片上,但如果单从模块上看,国内的整个工艺已经相当成熟了。

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国产车企支持功率器件国产化

2017-2020年,新能源汽车所带动的IGBT市场规模将达到1034亿元,充电桩所带动的IGBT市场规模将达到200亿元,合计超1200亿的市场。IGBT占新能源汽车整车成本的近10%,但我国IGBT 自给率仍旧很低,高达 90%依赖进口。

中国车企非常清楚,无法掌握IGBT技术就如被人捏住喉咙,因此很多车企正在与功率器件企业合作推动IGBT的国产化。比如2015年比亚迪与上海先进的合作就推动了IGBT的国产化。

在接受半导体器件应用网记者的采访时,北京世纪金光半导体有限公司销售经理那永鑫就表示:“目前国外很多功率半导体企业的高端产品对国内进行封锁,即使可以买到价格也极高,国内大部分行业都希望功率半导体能够国产化。”

据悉,世纪金光就与国内新能源汽车整车制造商合作建立联合实验室。对此,那永鑫认为,同为国内企业,车企与功率半导体企业的配合度会更高,另外,使用自主产品也可大大降低成本,做到双赢,这也是在推动国产第三代半导体在新能源汽车上的应用。

银茂微电子的陈先生也表示,他们公司的功率半导体主要应用在新能源汽车的发动机驱动上,目前还处于积累经验阶段,让产品做得更稳定。从当前来看,新能源车企对功率器件的国产化认可度较高,也很积极地跟厂商做一些沟通。因此在新能源汽车的契机上实现功率半导体国产化的希望很大。

不过,尽管许多业内人士对功率半导体国产化持乐观态度,但记者在采访过程中也听到不一样的声音。广东先捷电子股份有限公司董事长郑烽认为,现阶段难以实现国产化。我国在中高端领域的完整产业链才成型不久,整体的产业规模较小,由于技术门槛高,产业规模发展速度也远低于低端领域。以IGBT制造为例,国内年复合增长率约为15%,尽管高于全球约10%的增长速度,具备广阔的国产替代空间,但国内产业规模还是跟不上市场需求。

同时他认为,我国要在新能源汽车的契机上实现功率半导体国产化,仅从高端入手是不行的,应该“立足低端,发展中端,超越高端”。目前,我国半导体领域的低端产品已经有相当的规模和市场,具备在低端领域全面实现国产化的条件;中端产品领域的发展是最重要也是最艰难的,在加大技术投入,培养相关技术人才的同时也要不断完善产业链,做好行业细分发展;而在高端领域,尽管产业规模仍是弱势,但高端技术水平已经达到了世界先进行列,因此应该在新材料新技术领域不断创新发展,争取在高端技术领域实现“弯道超车”。

中国IGBT奋起直追

尽管如此,郑烽也坚信我国在战略布局上存在一定的优势,比如首条8英寸IGBT芯片线在2014年就已建成,打破了国外技术垄断。另外,我国车载功率半导体还有后发优势,从这一角度看,国内厂商可以借鉴国外先进的技术思路,少走弯路,追赶速度远超大品牌摸索发展的速度。

从全球来看,中国新能源汽车市场的发展速度遥遥领先,这为未来中国IGBT等功率器件的技术成熟和快速发展提供了决定性帮助。

2011到2016年,我国新能源汽车产销量从不足5000辆发展到51万辆,已占全球新能源产销量50%。2016年7月份,中国汽车技术研究中心得出的统计数据显示,中国已录得新能源汽车整车制造企业超过200家。

近几年来,随着市场的刺激以及国家政策的扶持,国内出现了一批IGBT方面的公司并取得了令人欣喜的成绩。

除了取得重大突破的中车外,国内还有其他正在IGBT上深耕的国产厂商。例如深圳比亚迪、杭州士兰微、吉林华微、中航微电子、中环股份等;模组厂商西安永电、西安爱帕克、威海新佳、江苏宏微、嘉兴斯达、南京银茂、深圳比亚迪等;芯片设计厂商中科君芯、西安芯派、宁波达新、无锡同方微、无锡新洁能、山东科达等;芯片制造厂商华虹宏力、上海先进、深圳方正微、中芯国际、华润上华等。

伴随越来越多的国内企业进入 IGBT 领域,国外公司垄断的局面正在逐步打破。

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