中國儲能網(wǎng)訊：缺芯少核”，一直制約著我國新能源汽車發(fā)展。
我國新能源汽車用IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）芯片及模塊90%以上需要進口，今年以來IGBT芯片價格上漲超過40%，近來供貨周期8至12周，最長52周！
這組數(shù)據(jù)反映的現(xiàn)狀，就是我國新能源汽車電控核心技術缺失的一個縮影。“這些年來，新能源汽車‘三電’中的動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但電控方面與國外先進技術相比還有不小的差距。”中國汽車工業(yè)協(xié)會顧問杜芳慈向《中國汽車報》記者表示。
核心技術缺失
近期，業(yè)內有消息稱，目前外方IGBT的正常供貨周期最快也要兩個月左右，慢的甚至要近一年。缺貨是真是假難以驗證，不過目前國內缺乏IGBT核心技術卻是不爭的事實。
IGBT對于新能源汽車電控有多重要？作為電動汽車的“CPU”，IGBT可以說是汽車電控的核心，如交流與直流的轉換、電壓高低的轉換，以及對電機的變頻控制，甚至熱管理系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、空調系統(tǒng)等，都離不開IGBT。在一定程度上，IGBT的性能直接決定著電動汽車的性能。一般情況下，一輛純電動汽車需要數(shù)百個IGBT模塊，其成本占整個電控部分成本的近50%，同時占整車成本的近10%。相比之下，在這方面混動車所需略少，而電動大巴的成本更高。
因為IGBT芯片和模塊的技術“門檻”高，不僅涉及設計、制造、封裝三個高精尖技術領域，而且難度大、周期長、投入高，至今國內企業(yè)絕大多數(shù)都沒有掌握最先進的車規(guī)級IGBT技術，即使有的企業(yè)目前擁有的相關技術也與國外存在代差，沒有任何一家國際芯片巨頭愿意轉讓該領域的技術。因此，我國每年要花費上百億元人民幣從國外大量采購。
目前，德國英飛凌、日本三菱電機和富士電機是IGBT全球三大巨頭。日本技術實力雄厚，即使是英飛凌也只能在日本之外的國際市場參與競爭。在跨國汽車品牌中，只有豐田汽車擁有完整的車用IGBT技術，并實現(xiàn)了自給自足。
正因如此，“缺芯”的現(xiàn)狀引發(fā)業(yè)界極大關注。今年三月，政協(xié)第十三屆全國委員會第二次會議上，多位政協(xié)委員呼吁要大力推進工業(yè)半導體及IGBT模塊產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并形成第2282號提案。近日，工信部在答復中指出，對此要調整完善政策實施細則，更好的支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展……深入推進產(chǎn)學研用協(xié)同，促進我國工業(yè)半導體材料、芯片、器件及IGBT模塊產(chǎn)業(yè)的技術迭代和應用推廣。
競爭帶來改變
近日，有消息稱，為應對可能的國際貿易風險，華為已開始研發(fā)IGBT技術。其實，在此之前，比亞迪有感于受制于人的困境，歷時十三年、耗資十多億元攻克了這一技術難關。
早在2018年，比亞迪就發(fā)布了達到國際一流水準的車規(guī)級IGBT4.0，其不僅突破了晶圓設計、模塊散熱、封裝工藝和制造等關鍵技術，打破了國外專利和技術封鎖，同時也成為了國內唯一一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈并量產(chǎn)的車企。比亞迪搭載IGBT4.0的電控系統(tǒng)，為比亞迪的整車提供了對電流準確有效的控制。
“核心技術如果不掌握在自己手里，就難以把控市場?！北葋喌细呒壐笨偛眉嫫嚬こ萄芯吭涸洪L廉玉波向《中國汽車報》記者介紹，去年市場上出現(xiàn)IGBT供應不足，比亞迪不僅對IGBT價格擁有話語權，實現(xiàn)了產(chǎn)能的三分之一對外銷售，而且實現(xiàn)了核心技術和產(chǎn)業(yè)安全不受制于人。
至今，國內有的企業(yè)也在發(fā)力IGBT相關技術。10月17日，國電南瑞發(fā)布公告，擬與國網(wǎng)下屬科研單位全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司共同投資設立南瑞聯(lián)研功率半導體有限公司，國電南瑞以“IGBT模塊產(chǎn)業(yè)化項目”部分募資5.59億元出資，占比69.8%。
11月21日，國產(chǎn)IGBT企業(yè)嘉興斯達成功過會，近日將于上交所上市，其業(yè)務主要為對采購的IGBT芯片進行模塊化封裝。此外，臺基股份、士蘭微、中車時代電氣、揚杰科技、同方股份、中芯國際等公司均涉足IGBT產(chǎn)業(yè)，但大多處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的封裝部分。
電控發(fā)展新方向
當今世界，技術發(fā)展日新月異，已成常態(tài)，對于集中了眾多高新技術的新能源汽車領域更是如此。在電控領域，晶體管的進化、控制理念的升級都是發(fā)展的結果。
在晶體管方面，特斯拉Model 3已經(jīng)使用了SiC MOSFET（碳化硅功率場效應晶體管）來替代IGBT，比亞迪的SiC MOSFET也即將裝車。這一新型晶體管的耐高溫、大電流沖擊等性能更強，模塊尺寸更小，效率更高，而且能縮短充電時間，減少電損耗幫助增加續(xù)航里程，雖然本身成本目前高于IGBT，但可以通過各相關系統(tǒng)效率的提升來降低整車制造成本。
在控制系統(tǒng)方面，基于數(shù)字化浪潮，電控的“域控制器”也開始出現(xiàn)了。簡單而言，域即區(qū)域，域控制器可以將汽車電控的各部分功能劃分成幾個區(qū)域，如動力傳動域、車身電子域、輔助駕駛域等，然后利用處理能力強大的多核處理器芯片，相對集中地進行管理。由此可以將車內的觸控顯示屏、儀表顯示屏，電子地圖、通信顯示等盡量整合為更少的顯示屏，實現(xiàn)智能化、集中化管理。今年的法蘭克福車展上，大陸集團已經(jīng)推出了全新的以“域控制”主導的集成車身電子平臺（IIP），可以在一臺計算機上同時運行多個不同需求的操作系統(tǒng)。
可以預見，隨著汽車“新四化”的發(fā)展，電控技術的演進將會呈現(xiàn)更新更快更強的態(tài)勢?！耙袊H視野，不斷提高競爭意識，加強技術創(chuàng)新，努力轉型升級，加快我國新能源汽車‘三電’技術發(fā)展，是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)由大到強轉變的基礎?！倍欧即日J為。
