文/球子 审核/子扬 校正/知秋
尽管我国在集成电路产业上取得了较大进步,但从整个行业来看,部分细分领域仍旧存在明显的短板,比如功率芯片。
2800亿芯片市场
对于功率芯片部分读者都不是很熟悉,简单来讲,该芯片的作用主要是电能转化和电路控制等,在工控、汽车电子、消费电子以及计算机电子等领域均有广泛应用。
目前,全球功率芯片市场规模正在稳步提升,根据知名市调机构公布的功率半导体市场分析报告来看,预计2021年,将增至441亿美元,约合人民币2800亿,粗略估算下来,年复合增增长率为4%。
在此背景下,新能源汽车对功率芯片的需求拉升极为明显,比如在新能源汽车广泛应用的IGBT功率芯片,年复增长率远超整个功率芯片行业。
根据相关机构预测,预计到2025年,IBGT芯片的市场规模将达到了456亿元,年复增长率为32%。
在新能源汽车领域,IGBT芯片是高压系统的重要组成部分,主要作用是用于交流电和直流电的转换,具有能源转换和高效节能的优点。
但需要明白的是,IGBT芯片在新能源汽车中虽然重要,但并非所有的芯片企业都能制造,因为这类芯片设计的技术壁垒极高,同时,还涉及电磁学、热学等多类学术领域,相比其它种类的功率芯片,难度要高不少。
国内市场被外企瓜分
如今,我国新能源汽车产业正处于高速发展的阶段,对于IGBT芯片的需求量也是与日俱增,但同时也面临一个问题,对海外企业依赖程度较高。
由于我国相关芯片企业进军半导体功率芯片较晚,市场份额几乎被外企所瓜分。
数据显示,我国有95%的高端IGBT芯片依赖进口,如日本的三菱和富士电机、德国的英飞凌等均是国内车企业深度合作的对象,他们几乎是垄断了国内超90%的高端IGBT市场。
那么,我国在IGBT芯片方面为何会落后?
其实原因很简单,除了上述技术壁垒高,还有一部分原因,我国在功率半导体方面没有形成集群,相关产业链严重落后于海外企业。
以英飞凌为例,其在IGBT芯片的研发方面,已经进行了超7次技术迭代,反观国内企业研发的IGBT芯片水平,也仅仅只是与英飞凌的第四代IGBT产品相当,差距不可谓不明显。
纵观IBGT赛道的竞争,头部效应集中的现象非常明显,龙头企业从设计、制造以及设备,都已经实现自主可控。
要知道,我国已经成长为全球最大的新能源汽车市场,仅在2020年,我国新能源汽车的累计销量便占到了全球总份额的40%,这也就意味着,IGBT芯片拥有巨大的发展空间。
国产厂商加速突围
相比手机芯片,车规级芯片不需要追赶摩尔定律,整个行业的格局并不容易产生较大的变化。纵观国内IGBT芯片的发展格局来看,国产半导体企业已经加速在IGBT芯片方面的突围,比如时代电气,其自主研发的IGBT芯片成功运用在高铁产业上,性能更是并肩英飞凌;
再比如比亚迪,其自主研发的IGBT芯片已经成功实现商用,产品已经进入小康汽车、福田汽车以及北京时代等车企的供应链体系。值得一提的是,比亚迪在国内IGBT市场中,已经从外企手中抢下20%的市场份额。
同时,12月14日,比亚迪再次重磅推出自主研发的1200V功率器件驱动芯片BF1181,该产品应用范围将更加广泛,如电源模块、工业电机控制以及太阳能逆变器等等。
根据笔者了解,比亚迪这款自研的芯片,将在12月份便可以实现大规模供货友商。
从上述来看,国产企业已经加快IGBT芯片的自主,根据智研咨询预测,预计到2024年,我国IGBT市场自给率将提升到40%。
写到最后
不可否认的是,因为芯片荒的原因,全球头部的IGBT芯片企业出现了产能不足的情况,为国产芯片企业崛起提供了机会。
但需要明白的是,英飞凌等欧美日龙头芯片企业已经在功率芯片技术方面迭代了数十年,技术积累雄厚,所以,笔者认为,国产IGBT企业目前的实力还不足以向这些头部企业发起挑战。
其实,功率芯片产业,就是一个滚雪球的赛道,只要国产半导体企业不断迭代升级技术,未来,有机会实现对外企的超越。
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