功率半导体是智能汽车的“心脏”。无论是在引擎、驱动系统中的变速箱控制和制动、或者转向控制等都离不开功率芯片。一辆传统内燃汽车的功率半导体成本约为71美元,但混合动力汽车的功率半导体成本已经达到354美元,而纯电动汽车的功率半导体成本甚至达到了387美元,可以看出,随着传统内燃汽车的市场逐步向电动汽车转移的过程中,对功率半导体的需求也会越来越大。
过去,MOSFET一直是功率器件里的主力产品,但近年来随着新能源电动汽车的快速发展,对IGBT的需求大幅增长,传统燃油车中仅有少量IGBT单管用于发动机点火器,而在新能源汽车中,逆变器、车载充电机、DC-DC升压器等均需要用到IGBT,IGBT作为新能源车主导型功率器件,约占整车成本的7%-10%,仅次于锂电池。
在过去相当长的一段时间里,汽车功率半导体市场一直由欧、美、日等外资巨头牢牢占据着主导地位,随着近年来新能源汽车的发展,许多本土企业也纷纷入局,做起了国产替代。放眼市场,不论是传统Si功率器件IGBT、MOSFET,还是以SiC、GaN等为代表的第三代半导体,国内都有企业布局。
可以说功率器件的国产替代正在火热进行中,不禁让人疑问:
汽车各类功率器件的需求量及趋势是怎样的?
汽车功率器件未来的出货方向是什么?是标准化还是定制化?
SiC功率半导体的行业现状和前景是怎样的?
国产替代进程及未来竞争格局是怎样的?
日前,在芯智库组织的,主题为“汽车功率器件国产替代正当时”的【相约芯期二】系列沙龙活动上,嘉宾们围绕上述问题展开了详细讨论。
按照惯例,接下来和大家汇报一下本次沙龙的具体情况:
和芯智库的定位一脉相承,我们要保证沙龙活动的高浓度产业属性,因此在每次收集到报名表单后会严格筛选,本次沙龙共有24位嘉宾报名,基本都是产业人或者曾经的产业人。我们邀请了多位大咖对国产功率器件的相关问题进行了精彩的讨论,讨论过后,我们让嘉宾们自由发言,针对自己目前遇到的问题进行提问,随后再让嘉宾们针对单独的问题进行解答,嘉宾们收获颇丰,芯智库列举了部分问题,摘取如下:汽车领域的功率器件国产替代规模是多少?未来趋势是什么样的?“目前汽车功率器件的国产化率已经达到30~40%的规模,我们觉得未来汽车也好,新能源也好,在IGBT之类的产品上面应该是能完全实现国产化的。目前这类产品还存在一定的技术门槛,包括产品的一致性、稳定性,但这些都是会被我们慢慢突破的,因为有这么多功率半导体公司齐头并进,所以我对这个整个市场是有很大信心的,包括现在很多合资品牌的汽车厂家,他们也在做国产功率器件的验证和测试,包括造车新势力,现在也陆陆续续开始用国产。所以只要放开验证和使用的口子,我相信在汽车端的IGBT模块,未来都会进行替换。”“未来的核心竞争点是围绕在SiC方案上,因为目前我们国产的SiC方案是起步比较晚的,和国外相比还存在一些差距,而且整个市场的产业链还没有完全打通,目前国内能做的只是一些封测业务,核心资源还掌握在像罗姆这样的厂商手里,未来如果我们想把封测做大的话,资源还会受到限制,所以这也会是未来的一个瓶颈。
预计大概3-15年左右,会在SiC的焦点上形成一个竞争,这个竞争它不仅仅是封测的竞争,还会继续往上游转移。IGBT是目前功率器件里面,市场增长最迅猛的领域,其中一个是目前很火爆的新能源汽车,基本上像去年的话翻倍增长,今年可能还增量200万辆,对应至少40亿的空间。另外就是目前国内和国际上非常提倡的新能源发电,包括风电、新兴的储能、光伏,储能是未来新增的光伏市场,所以这一块在未来的需求量也是巨大的,从这块来讲也是未来国产厂商要去竞争的。”汽车功率器件未来的出货方向是什么?是标准化还是定制化?“我觉得目前功率器件已经到了一个很大的节点,对于厂商来讲,本身的毛利不高,你要去寻求一些新的方案,包括新的降本方案。对系统厂商来讲,他要去追求更高的功率密度比,追求更好的性价比,包括整车厂、Tier1厂也在自己做这种定制化方案,我觉得这是一种趋势。然后在SiC的模组里面,这块的优势更加凸显,未来也是一个趋势。”“主要是SiC这一材料,确实好的不得了,唯一的缺点就是目前成本太高了,但成本这个东西,只要我们把规模做上来之后,成本是一定会大规模降低的。我们国家在材料这一块,如果近两三年能够有大规模的突破的话,可能会加速SiC在新能源汽车里面的使用。也就是说从我们一些上游企业合作的信息来看,大家都很有信心在未来,可能三年左右让材料成本下降一倍,这个前景是非常好的,当然跟国际上相比差距还是有的。为什么我们现在强调进口替代?意味着我们确实是在某些地方还有点落后,需要我们这些从业人员继续努力,因为新能源汽车市场在我们这边的产业环境非常好,打通这个任督二脉,在新能源领域上使用,应该是非常有机会的。”“我们在做国产化替代是会考虑到汽车行业本身有一些对电子行业的基本的要求,比如说功能安全方面,如果你有产线设计的话,可能还有一些生产方面的要求。另外就是看你之前有没有去做过相关的汽车业务,包括你的汽车业务在你整个业务中的占比是多少?这都是很重要的东西,我记得有一个供应商,前前后后有5年左右,都在审核他的产品质量、PPM、对产线的控制情况等等,总之还是很谨慎的。”“汽车要求很高,从芯片设计到封测,到后面去做AEC-Q认证,到后面去做Tier1,再到后面去车厂,需要很长的周期,从消费电子的角度来说,可能半年一年就搞定了,但车规有各种验证和体系,那都是你的难点和痛点,企业都是需要花费时间和费用的,这是一方面。另一方面,对于代工厂来说,他们可选的面更多,消费工业已经足够赚钱了。现在一些主机厂已经开始采取行动,因为缺货事关自己的企业,所以他们在选择产品的时候将认证体系尽量简化。第二由于车规的验证周期很长,所以必须有一个紧密度客户关系,从设计开始就要一直保持。”“车规级测试对产品有很高的要求,要先满足车厂的标准要求,才能去产线上生产,这个验证的周期很长,如果没有一两年的时间是很难做到的,另外还要和OEM厂保持好关系。”每次沙龙活动后,我们的核心筹备团队都会进行全面复盘,不断迭代,才能不断进化。上次会议中我们提到的沙龙前的一对一沟通和现场串场情况,在这次会议中进行的更加连贯,整个会议如期推进,由主持人控场引导每个环节顺利进行,最后的讨论环节,嘉宾们提出心中的疑问,主持人也会针对各嘉宾擅长的领域,引导相应的嘉宾进行解答。除此之外,本次大会的话题始终围绕着主题进行,没有偏移主题,使嘉宾有所收获,后续我们会继续提前收集话题,选出嘉宾们最感兴趣的内容,从中提炼出沙龙的主题,为嘉宾提供输出。这次沙龙的改进建议是增加上下游联动,以后我们在邀请嘉宾时,会将嘉宾均衡覆盖到产业链的上、中、下游,这样可以避免产业链出现断链,如这次沙龙我们请到的Tier1厂商较少,后续芯智库会继续加强,力求从产业链的全方位给嘉宾带来有价值的内容。【相约芯期二】系列沙龙是芯智库每周固定活动,是一个主打线下私密社交,围绕细分话题,展开深度讨论,有干货有亮点的沙龙活动,不仅善于发现问题,更致力于为芯智库会员解决问题。(所有深度内容只有参加沙龙才能获取~)
和芯智库的定位一脉相承,我们要保证沙龙活动的高浓度产业属性,因此在每次收集到报名表单后会严格筛选。三次沙龙活动下来,我们的后台数据显示,沙龙嘉宾的产业属性浓度可以达到95%以上。沙龙最重要的始终是内容供应链的质量,首先在话题上,我们会提前做好用户调研,根据调研结果确定下一次沙龙的主题,最终会从几十个问题中优选出大家关注的几个核心问题展开深度讨论。根据调研结果确定下一次沙龙的主题,我们会同步邀请该领域内的资深专家加入话题讨论。这位专家可能是该领域龙头企业的创始人,也可能是深耕该领域多年的技术大牛,或者是来自终端的供应链大佬……交流碰撞中,合作机会可能已经埋下了种子。在首次线下活动结束后,我们组织了汽车功率半导体龙头企业和汽车客户的专项对接会,高效率帮助8家汽车客户成功对接。我们芯智库不仅会发现行业痛点及背后的原因,我们更擅长解决问题,全方位为会员提供价值。4月12日,我们将举行芯智库第五期沙龙,请关注报名信息。(有机会加入芯智库核心群)
芯智库是由天风研究和芯片超人发起成立的中国半导体产业的专家智库和高端圈子。结合芯片超人深度扎根产业的优势和天风研究在各行业的体系化研究优势,以打造芯片专家智库和芯片专家圈为起点,进一步通过深度访谈和立体化跟踪打造各领域的企业库、项目库、资源库、数据库、产业图谱和指数化趋势分析。(了解更多芯智库相关信息可查阅文末推荐阅读→芯智库成立:我们决定连接芯片行业的一切 )
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