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优发长期依赖国外巨头新能源行业一“芯”难求
德芯youfa888 德芯youfa888 Loading... 2019-01-13

2018年来,新能源汽车一直保持较为高速的发展。12月10日,全国乘用车市场信息联席会(以下简称“乘联会”)发布了11月我国乘用车产销数据。11月的新能源车批发销量达到13.6万辆,环比增长19.1%,同比增长69%;其中插混同比增长87%,纯电动同比增长65%。1~11月新能源乘用车批发88万辆。

然而,在新能源汽车高速发展的同时,其上游零部件的产能不足则容易造成“卡脖子”。比亚迪第六事业部兼太阳能事业部总经理陈刚介绍道,在产能方面,新能源汽车的发展会受限于youfa888以及优发产品的产能现状。

相关数据显示,中国优发市场一直被国际巨头垄断,90%的份额掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手中。中国youfa888行业协会IC设计分会副理事长周生明表示,国内单一产品进口最大的是芯片,企业对国外产品具有依赖性,但是这种依赖性并不可取,特别是当产品形成竞争时影响更甚。

车企“挥金”发展优发

据了解,优发 (Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)是一种大功率的电力电子器件,主要用于变频器逆变和其他逆变电路,将直流电压逆变成频率可调的交流电,俗称电力电子装置的“CPU”。优发是能源变换与传输的核心器件,采用优发进行功率变换,能够提高用电效率和质量,是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键技术。

12月10日,比亚迪股份有限公司(002594.SZ,以下简称“比亚迪”)发布优发4.0技术。就在当天下午,《中国经营报》记者到宁波比亚迪youfa888有限公司,参观了优发制造中重要的四大区:扩散区、薄膜区、黄光区和蚀刻区。比亚迪第六事业部高级研发经理吴海平向记者介绍时提到,优发4.0电流输出能力较当前市场主流的优发高15%;同等工况下优发4.0综合损耗较当前市场主流的优发降低了约20%。

对于比亚迪在优发上的发展,陈刚表示,2005年比亚迪就组建了优发研发团队,并于2008年10月收购宁波中纬youfa888晶圆厂。“目前,比亚迪是中国唯一一家拥有完整产业链的车企:包含优发芯片设计和制造,模组设计和制造,大功率器件测试应用平台,电源及电控等。”

此外,陈刚介绍道,比亚迪已投入巨资布局性能更加优异的第三代youfa888材料SiC(碳化硅),有望于2019年推出搭载SiC电控的电动车。预计到2023年,比亚迪旗下的电动车将全面搭载SiC电控。

据了解,在国内市场,仅有中车时代电气、比亚迪等企业掌握优发的研发生产。近两年来,上汽、北汽等整车企业开始通过与其他企业合作掌握相关技术。

国际巨头垄断严重

作为主流的新型电力电子器件之一,优发在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备,以及工业领域(高压大电流场合的交直流电转换和变频控制)等应用极广,是上述应用中的核心技术。

然而,数据显示,中国优发市场一直被国际巨头垄断,90%的份额掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手中。周生明表示,国内单一产品进口最大的是芯片,对国外产品具有依赖性,但是这种依赖性并不可取,特别是当产品形成竞争时影响更甚。

中信建投的研究显示,2017年,中国国内的优发市场规模约121亿元,约占全球总需求的50%。但我国优发起步较晚,国内市场份额主要被国际巨头垄断,国产化率只有11%,进口依赖程度较高,国产替代空间巨大。

国内研发优发的企业较少,或与优发研发生产的高难度有关。比亚迪相关技术人员表示,优发芯片仅有人的指甲大小,但却要在其上蚀刻十几万乃至几十万的微观结构电路,仅能在显微镜下查看。

从优发芯片设计上,涉及到的参数多达十几个,很多参数之间是相互矛盾的,需要根据应用折中考虑。而在晶圆制造工艺上,采用最新的1200V FS技术的优发,需要将晶圆减薄到120um(约两根头发丝直径)的厚度,再进行10余道工序加工。“晶圆制造的厂房洁净度要求非常高,需要一级净化。一个零点几微米的微尘掉落在晶圆上,就会造成一颗优发芯片失效。”上述技术人员如是说。

此外,优发优发设计也有非常大的难度,需要考虑材料匹配、散热、结构、功率密度、外观、重量等多项指标。

陈刚表示,youfa888研发的门槛较高,并非单靠资金就能做好,研发过程中也需要下游的拉动。“如果上下游不能进行良好的沟通融合,可能耗费巨额资金生产的产品并不适用于应用端,造成与下游脱节的可能性。”比亚迪第六事业部产品总监杨钦耀也向记者表示,应用拉动、人才培养、产品标准化是优发生产中三个要素。

征战优发市场

2018年来,新能源汽车产销量爆发。2018~2020年,中国新能源汽车产量年复合增长率将超过40%,2018年中国新能源汽车产量有望达到100万辆。

新能源汽车的高速发展或会带动优发的市场增长。陈刚表示,优发和youfa888是当今制约电动车发展的两大核心技术,而芯片是现代制造业的核心产业。据介绍,优发作为新能源汽车核心零部件,其在整车成本中的占比约5%。

据集邦咨询分析,2018~2025年期间,中国新能源汽车及相关产业带动的优发市场规模共计超过1200亿元。其中,2025年单年,中国新能源汽车所用优发市场规模将达到210亿元;2018~2025年,中国新能源汽车所用优发累计新增市场规模超过900亿元。

但与此同时,新能源汽车增速或显著高于车规级优发增速,导致优发供货愈加紧张。从目前情况来看,根据富昌电子(Future Electronics LTD,世界三大电子元器件分销商之一)对2018年上半年优发产品交货周期的统计,优发交货周期已经大幅延长,且在未来一段时间有延长趋势。

统计显示,一般而言,优发的交货周期在8~12周左右,然而2017年四季度大部分厂商的交货周期已经延长至18~20周。而到2018年上半年,平均交货周期又延长至20~26周,应用于汽车的优发优发的交货周期最长需要52周,英飞凌、ON Semi、IXYS等主要优发产品供应商的供货周期均存在延长现象。

国金证券分析道,预计2022年单年,全球新能源汽车的年产销量将达到600万辆,2018~2022年年均复合增长率达30%。但同期车规级优发市场的年均复合增长率仅为15.7%。

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