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IGBT6.0年底推出!比亚迪半导体:明年国内新能源汽车销量将突破600万辆
2021-11-04 来源:中电网
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关键词: IGBT6 IGBT 比亚迪半导体 新能源汽车

自去年四季度以来,由于众多车厂对于全球汽车市场需求的错误估计,以及全球晶圆制造产能持续紧缺的影响,造成了汽车产业的严重缺芯。特别是在新能源汽车市场,由于汽车的电动化、智能化、自动化,使得新能源汽车对于芯片需求爆发式增长,在目前新能源汽车渗透率持续上升的背景之下,这也加剧了目前汽车芯片紧缺的问题。这也使得国内汽车产业对于汽车芯片的自主可控更加的关注。

作为国产汽车芯片领域的领军企业,比亚迪半导体股份有限公司(以下简称“比亚迪半导体”)总经理陈刚先生在11月3日的“全球CEO峰会”上,介绍了比亚迪半导体在汽车芯片领域的布局,分享了上下游产业链协同合作的“芯生态”,同时预测2022年国内新能源汽车市场出货量将突破600万辆。

根据比亚迪半导体分享的数据显示,目前国内新能源汽车市场高速发展,预计今年年底渗透率将突破20%。而在几年前,国家各部委对国内新能源汽车发展的预测是,2025年中国新能源车的渗透率可以到达20%左右,可是今年已经轻松突破了20%,这也意味着中国新能源汽车的发展已经大大超过了之前的预期。

“现在很多传统的燃油汽车都在找芯片,新能源汽车对芯片的巨大消耗,也是其中重要原因之一。”陈刚说到。

另外,从不同类型汽车的电子零部件成本占比来看,传统的紧凑型燃油轿车的电子零部件成本占比大约仅16%左右,纯电动轿车的电子零部件成本占比已经超过了60%。显然,对于新能源汽车来说,半导体芯片已经成为了最为关键的部分。同时,随着汽车的智能化、自动加速化,对于半导体芯片的需求将会进一步大幅增长。

虽然中国是全球汽车的第一大市场,中国的新能源汽车产量也是持续稳居全球第一,但是在汽车芯片领域国内却非常的薄弱,不仅是在汽车芯片设计、还是在汽车芯片制造上。

陈刚表示:“我们跟很多晶圆厂都有沟通过,他们的产能当中,车规半导体所占的比重大多不到4%。4%的晶圆制造产能,要支持车规半导体未来20%的应用端,这个差距可想而知。以英飞凌和TI为代表的车规级芯片企业,我们也希望上游晶圆厂能够把车规级芯片产能比例提升。我们也衷心希望,除了比亚迪半导体以外,能够有更多的中国半导体厂商参与到新能源汽车产业的发展当中。除了在消费类电子以外,车规级的高智能化、高效率的芯片,也是我们应该突破的。”

在汽车芯片方面,可以分为:感知层——传感器芯片(CIS、雷达、速度、角速度传感器等)、决策层——计算芯片(CPU、GPU、MCU、ECU、VCU、AI芯片等)、执行层——电机、电控和转向系统所需的功率芯片(MOSFT、IGBT等)。

国内汽车产业要想更加自主可控的发展,就必须要加速发展国产车规级半导体,需要提供更高的电流密度、更高集成度、更高可靠性、更低损耗、更低成本的车规级半导体。特别是在目前“缺芯”的问题下,我们还需要考虑,在全球晶圆制造产能不足的情况下,如何通过设计、工艺方面的创新,让有限的晶圆支持更多的汽车芯片的需求。

一直以来,比亚迪半导体在车规级功率芯片领域,特别是IGBT上,有着深厚的积累。IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全称“绝缘栅双极型晶体管”,其芯片与动力电池电芯并称为电动车的 “双芯”,是影响电动车性能的关键技术,其成本占整车成本的5%左右。对于电动车而言,IGBT直接控制驱动系统直、交流电的转换,决定了车辆的扭矩和最大输出功率等。

据陈刚介绍,2018年比亚迪半导体就已经从IGBT2.5迈向了IGBT4.0,采用精细化平面栅工艺,相比前代,电流密度提升了25%,芯片面积减少了22%,总损耗减少了25%。目前IGBT4.0是比亚迪超级混动DMI核心技术之一,电控效率可以高达98.5%。今年年底比亚迪半导体还将会推出IGBT6.0,未来还会推出IGBT7.0。目的就是在同样的电流需求情况下,把密度做得更高,把芯片面积做得更小,把损耗做得更低。

除了IGBT之外,比亚迪半导体还推出了功率模块技术。陈刚表示,在功率器件上,除了芯片设计本身之外,封装也很关键。需要高度散热的器件,在所有的封装上,包括真空焊接、各种复合材料、超声波焊接、纳米银烧结以及超小型双面烧结等等,都需要大家集成创新,包括材料、散热、工艺,很多方面都不是一家企业能独立做到的,需要集合中国所有上下游的力量,一起给新能源汽车赋能。

除了IGBT之外,比亚迪半导体还拥有MOSFET、IPM、MCU、CMOS图像传感器、电磁及压力传感器、LED光源、车载LED显示等多种车规级半导体产品。

陈刚认为,未来随着汽车的电动化、智能化和自动驾驶的发展,对于对电子器件的要求越来越广泛,这将是一个巨大的机遇。中国以及海外很多半导体企业,都在纷纷进入车规行业。但是未来的“芯生态”需要打破传统的垂直协同的模式,即主机厂跟Teir1的零部件厂商沟通,零部件厂商再跟模组厂沟通,模组厂跟芯片厂沟通,芯片厂再跟晶圆厂沟通,这种传统的信息链传递模式已经不合时宜,这也是造成现在新能源汽车半导体的短缺的一大关键因素。未来的“芯生态”需要需要的是全新的上下游产业链协同的模式,需要整车厂、零部件厂、模组厂、芯片设计厂、晶圆厂一起协同发展。

 

那么,比亚迪半导体在上下游产业链协同的“芯生态”模式下,将如何来打造车规级半导体整体解决方案呢?

陈刚表示:“第一,我们以高效为核心,重点提升功率半导体的效率,我们跟英飞凌的共识是一样的,现在是以硅基为主,未来碳化硅器件在车上应用将会越来越多。现在随着电动车的需求,以及电需求的增加,未来需要更大的功率驱动保障;第二,以智能、集成为核心,重点提高关键芯片智能化程度,满足车规级高控制能力需求。未来车上的芯片算力,从现在的30TOPS、60TOPS,未来可能会达到200TOPS、400TOPS甚至上千TOPS,才能支持大家期望的L4、L5级的自动驾驶。”

 

陈刚还介绍了比亚迪在车规半导体上的整体布局,主要包括:功率半导体、智能控制IC、智能传感器、光电半导体、制造服务。全面覆盖了车规级半导体核心应用系统,包括整车热管理系统、照明系统、电控系统、充电逆变系统、车身及车载相关系统、ADAS系统、电池管理系统等。

最后,对于中国新能源汽车市场的发展前景,陈刚也给出了非常乐观的预测数据,他表示,今年全年国内新能源汽车销量将达到320万辆,预计明年新能源汽车销量将会大幅增长,达到600万辆。这将产生出极为庞大的汽车半导体需求,所以更是需要大家共同去推动“芯生态”的协同模式,行业上下游充分协同合作才能够做到。



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