掌控核心技術(shù) 比亞迪如何打造“中國芯”

　　12月10日晚，比亞迪在寧波正式發(fā)布了全新一代車規(guī)級IGBT標(biāo)桿性產(chǎn)品——比亞迪IGBT4.0。本次發(fā)布，標(biāo)志著，在IGBT領(lǐng)域，比亞迪已經(jīng)掌握了全球領(lǐng)先的核心技術(shù)，為其未來在新能源汽車領(lǐng)域發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，更是為其成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

比亞迪的“中國芯”

中國企業(yè)紛紛出海 比亞迪實(shí)現(xiàn)多個“零”突破

　　近年來，中國企業(yè)隨著自身不斷的發(fā)展，“出海”已經(jīng)成為很多企業(yè)必須要面對的選擇。然而，選擇“出?！边@條路，企業(yè)就將迎來一道接一道的難題。其中，企業(yè)是否掌握核心技術(shù)的控制權(quán)，成為其“出?！敝飞掀鸬?jīng)Q定作用的關(guān)鍵因素之一。而在新能源汽車領(lǐng)域，比亞迪近年來無疑在國內(nèi)的“出?！贝髴簟?017年5月，比亞迪成功在西班牙第三大城市瓦倫西亞贏得了首個電動公交巴士訂單，標(biāo)志著中國企業(yè)在西班牙電動巴士領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“零”的突破。此外，比亞迪還在圣庫加特、巴達(dá)洛納、巴達(dá)霍斯等多個城市收獲電動巴士訂單，是唯一一家成功進(jìn)入西班牙電動巴士市場的中國企業(yè)，市場占有率約16%。

　　比亞迪的突破也不只是在歐洲，2015年2月，比亞迪成為首個成功進(jìn)入日本市場的中國汽車品牌。同年4月，比亞迪拿下美國加利福尼亞60輛純電動巴士訂單。同年5月，比亞迪與巴西最大巴士車身制造商馬可波羅正式簽約，在巴西生產(chǎn)比亞迪電動大巴。2016年3月，比亞迪獲得印度尼西亞150臺電動大巴訂單，創(chuàng)下東南亞地區(qū)最大電動大巴訂單的記錄。

　　這一系的“零”突破出海，究竟比亞迪是如何做到的呢？當(dāng)然是與比亞迪對核心技術(shù)的掌控所分不開的。比亞迪與其他傳統(tǒng)車廠不同，以科學(xué)技術(shù)為根本立足點(diǎn)的比亞迪，擁有其他車企所沒有的科技企業(yè)基因，從創(chuàng)立之初，就本著一定要掌握核心技術(shù)的理念，進(jìn)行的長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一——IGBT

　　什么是IGBT？

　　IGBT為英文Insulated Gate Bipolar Transistor的縮寫，中文名稱為絕緣柵雙極型晶體管。是電能變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的“CPU”，應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)，如軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域。

IGBT是電動汽車的核心零部件之一

　　單就一臺純電動汽車來說，IGBT約占電機(jī)驅(qū)動兄臺那個成本的一半，占整車成本的7-10%，是除電池之外成本第二高的元件。整車內(nèi)，包括高壓充電機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)等多個電器組件均需使用到IGBT，其無疑是新能源汽車的核心技術(shù)之一，其好壞將直接影響電動車功率的釋放速度。

　　IGBT的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀如何？

　　資料顯示，IGBT在未來3-5年將繼續(xù)成為制約新能源汽車行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸之一：IGBT作為新能源汽車核心零部件，其在整車成本中的占比約5%。IGBT因技術(shù)難、投資大，與動力電池一起，被業(yè)內(nèi)稱為新能源汽車核心技術(shù)的“珠穆拉瑪峰”，長期以來制約了新能源汽車的大規(guī)模商業(yè)化。

此前IGBT主要依靠進(jìn)口

　　目前，電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，涌現(xiàn)出以比亞迪為代表的眾多國內(nèi)動力電池企業(yè)，引領(lǐng)全球動力電池的發(fā)展，2017年國內(nèi)動力電池產(chǎn)量達(dá)44.5GWh(數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII) 《2017年中國動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》)，基本滿足了新能源汽車的配套要求。但我國IGBT的發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，中高端IGBT產(chǎn)能嚴(yán)重不足，長期依賴國際巨頭，導(dǎo)致“一芯難求”。根據(jù)世界三大電子元器件分銷商之一富昌電子（Future Electronics LTD）的統(tǒng)計(jì)：2018年，應(yīng)用于新能源汽車的IGBT模塊的交貨周期最長已經(jīng)達(dá)到52周（IGBT的交貨周期正常情況下為8-12周）。而2018-2022年全球新能源汽車產(chǎn)量年復(fù)合增長率達(dá)30%，但同期車規(guī)級IGBT產(chǎn)量的年復(fù)合增長率僅為15.7%（IGBT產(chǎn)業(yè)整體同期為8.2% ）?？梢灶A(yù)見，未來幾年全球車規(guī)級IGBT市場的供應(yīng)將愈加緊張。

　　比亞迪做了什么？

　　長期以來，IGBT的核心技術(shù)始終掌握在國外廠商手里。2009年，比亞迪推出IGBT，標(biāo)志著中國在IGBT技術(shù)上實(shí)現(xiàn)零的突破，打破了國際巨頭的技術(shù)壟斷，對于促進(jìn)我國芯片產(chǎn)業(yè)以及新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。十幾年前，當(dāng)外界還不看好電動車的前景、甚至對IGBT還不太了解的情況下，在2003年就開始布局電動車的比亞迪就預(yù)見IGBT將會是影響電動車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，在研發(fā)團(tuán)隊(duì)組建、產(chǎn)線建設(shè)等各方面投入重金，默默布局IGBT產(chǎn)業(yè)。目前，比亞迪是中國唯一一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企：包含IGBT芯片設(shè)計(jì)和制造、模組設(shè)計(jì)和制造、大功率器件測試應(yīng)用平臺、電源及電控等。

比亞迪IGBT4.0的成功研發(fā)

　　本次發(fā)布會上，比亞迪正式公布旗下IGBT4.0研發(fā)成功，其性能已經(jīng)達(dá)到了全球領(lǐng)先水平：

　　芯片損耗：比亞迪 IGBT4.0產(chǎn)品的綜合損耗相比當(dāng)前市場主流產(chǎn)品降低了約20%，使得整車電耗降低。以全新一代唐為例，在其他條件不變的情況下，采用比亞迪 IGBT4.0較采用當(dāng)前市場主流的IGBT，百公里電耗少約3%。

　　溫度循環(huán)能力：IGBT4.0產(chǎn)品模塊的溫度循環(huán)壽命可以做到當(dāng)前市場主流產(chǎn)品的10倍以上。

　　電流輸出能力：搭載IGBT4.0的V-315系列模塊在同等工況下較當(dāng)前市場主流產(chǎn)品的電流輸出能力提升15%，支持整車具有更強(qiáng)的加速能力。

比亞迪IGBT4.0晶圓

　　比亞迪IGBT4.0的研發(fā)成功，也展現(xiàn)了比亞迪在晶圓、芯片等制作工藝上，也達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先的水準(zhǔn)。資料顯示，在大規(guī)模應(yīng)用的1200V車規(guī)級IGBT芯片的晶圓厚度上，比亞迪處于全球先進(jìn)水平，可將晶圓厚度減薄到120um（約兩根頭發(fā)絲直徑）；比亞迪IGBT生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度要求達(dá)到最高等級的一級，即指每立方英尺（0.0283立方米）中，直徑超過0.5微米的微塵離子不能超過1個；在晶圓的產(chǎn)品分析中，需要用到倍率高達(dá)500,000倍的掃描電子顯微鏡進(jìn)行。相比之下，2000倍的倍率就足以使困擾眾多城市于“無形”、直徑只有人類頭發(fā)絲1/20的PM2.5細(xì)顆粒物顯露“真身”；晶圓的制造用水，標(biāo)準(zhǔn)需達(dá)到超純水（也就是幾乎去除氧和氫以外所有原子的水）。為達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)，需要經(jīng)過20多層凈化；為保證產(chǎn)品品質(zhì)，晶圓生產(chǎn)所需的光刻機(jī)需要保持平穩(wěn)。在晶圓工廠，光刻機(jī)需要放在特制的防震臺上，避免路過的車輛、甚至從旁經(jīng)過的人的腳步對其的影響。此外，為了防震，晶圓工廠的地基需要打到巖石層。

比亞迪IGBT4.0為新能源汽車帶來了什么？

　　經(jīng)過上述介紹，我們了解到比亞迪IGBT4.0無論從性能還是從工藝上，都已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)際使用中，比亞迪IGBT4.0又帶來了什么呢？根據(jù)現(xiàn)場發(fā)言人的介紹，得益于在IGBT領(lǐng)域的成果，比亞迪新能源車的超凡性能得以成功落地，并具有持續(xù)迭代升級的能力。

比亞迪IGBT4.0所帶來的提升

　　一、雙模“542”黑科技：IGBT為比亞迪提供對電流的準(zhǔn)確、有效控制，使得比亞迪全新一代唐得以實(shí)現(xiàn)百公里加速4.5秒、全時(shí)電四驅(qū)、百公里油耗2升以內(nèi)，從超強(qiáng)加速、全時(shí)電四驅(qū)、超低油耗三方面重新定義高性能汽車標(biāo)準(zhǔn)。

　　二、純電超凡性能：在比亞迪IGBT對電流準(zhǔn)確、有效的控制下，比亞迪全新一代唐EV的百公里加速時(shí)間達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先的4.4秒。同時(shí)，比亞迪IGBT在芯片損耗、電流輸出能力等方面的優(yōu)異性能，極大提升驅(qū)動系統(tǒng)的工作效率，和電池等其他關(guān)鍵技術(shù)一起，將比亞迪全新一代唐EV的續(xù)航里程提升到了600公里（60KM/小時(shí)等速續(xù)航下）。

從比亞迪IGBT4.0看比亞迪的“中國芯”夢想

比亞迪是國內(nèi)唯一擁有IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈的車企

　　當(dāng)然，比亞迪IGBT4.0的成功研發(fā)也只是比亞迪實(shí)現(xiàn)“中國芯”夢想的一小步。近年來，比亞迪取得了多項(xiàng)研發(fā)成功，打破了國外企業(yè)的壟斷局面。比亞迪電流傳感器，目前已成為國內(nèi)車用控制領(lǐng)域銷量之最；率先在車內(nèi)使用130萬像素星光級車規(guī)CMOS圖像傳感器；推出全球首款車規(guī)級PM2.5傳感器等等，這一系列的成績，都是比亞迪成為全球最大車規(guī)級功率半導(dǎo)體供應(yīng)商前進(jìn)的腳步。比亞迪方面表示，比亞迪立志于成為（車規(guī)級）功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，并為“中國芯”的騰飛，添磚加瓦。 

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