隨著汽車產(chǎn)業(yè)駛?cè)?ldquo;智能賽道”，芯片等半導(dǎo)體器件在汽車組件中的數(shù)量占比和成本占比越來(lái)越高，變革中的汽車產(chǎn)業(yè)或?qū)⒁蛐酒厮堋?/p>

以車規(guī)級(jí)芯片為主的車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體器件是汽車電子的核心。尤其是在新能源汽車上，車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體的應(yīng)用更為廣泛。從雨刷、車窗到座椅，從安全系統(tǒng)到電池管理系統(tǒng)，再到車身控制和動(dòng)力控制，幾乎都離不開MCU(微控制單元)芯片，汽車電子的每一項(xiàng)創(chuàng)新都要通過MCU的運(yùn)算控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

近一年來(lái)，在全球“缺芯潮”影響下，眾多車企“一芯難求”。其中，車用MCU芯片緊缺是主要原因。比亞迪股份有限公司(下稱“比亞迪”)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，比亞迪依托車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體領(lǐng)域的長(zhǎng)期提前布局和自產(chǎn)自供，在眾多車企不得不減產(chǎn)或停產(chǎn)的同期，避開了正面沖擊，搶占了發(fā)展機(jī)遇。

一直以來(lái)，比亞迪都在打造全供應(yīng)鏈體系。半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，也是為了配套其產(chǎn)業(yè)發(fā)展衍生而來(lái)。十多年前，比亞迪進(jìn)入工業(yè)MCU領(lǐng)域。基于行業(yè)積淀和產(chǎn)業(yè)需求，比亞迪半導(dǎo)體業(yè)務(wù)從工業(yè)級(jí)MCU跨越延伸到車規(guī)級(jí)MCU，于2018年推出第一代8位車規(guī)級(jí)MCU芯片，2019年推出第一代32位車規(guī)級(jí)MCU芯片，并批量裝載于比亞迪全系列車型。

2020年初，比亞迪宣布其全資子公司深圳比亞迪微電子有限公司(下稱“比亞迪微電子”)重組完成，并更名為比亞迪半導(dǎo)體有限公司(下稱“比亞迪半導(dǎo)體”)，將半導(dǎo)體業(yè)務(wù)作為重要板塊進(jìn)行培育發(fā)展。

長(zhǎng)遠(yuǎn)布局加上坐得住冷板凳，成為比亞迪彎道超車的重要因素。據(jù)比亞迪半導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)人員介紹，車規(guī)級(jí)MCU的研發(fā)難度具體表現(xiàn)在四個(gè)層面上：工作溫度在零下40℃至零上125/150℃，交付不良率0ppm(百萬(wàn)分之零)，工作壽命大于15年，滿足ISO26262(《道路車輛功能安全》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))功能安全等級(jí)要求。因此，車規(guī)級(jí)MCU的技術(shù)難、壁壘高，具有研發(fā)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)門檻高、資金投入大和認(rèn)證周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。

在多年積累和第一代車規(guī)級(jí)MCU量產(chǎn)裝車基礎(chǔ)上，比亞迪相關(guān)負(fù)責(zé)人透露，比亞迪半導(dǎo)體未來(lái)將推出車規(guī)級(jí)8位超低功耗系列MCU等產(chǎn)品。

與此同時(shí)，比亞迪基于自身新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展，備受業(yè)內(nèi)關(guān)注的IGBT(絕緣柵雙極晶體管)業(yè)務(wù)也在不斷發(fā)力。

車規(guī)級(jí)IGBT，屬于汽車功率半導(dǎo)體的一種，是能量變換與傳輸?shù)暮诵钠骷Ｔ谛履茉雌囍校琁GBT主要應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等，被稱為電動(dòng)車“CPU(中央處理器)”，直接影響電動(dòng)車功率的釋放速度、汽車加速能力和最高時(shí)速等，決定了整車的性能表現(xiàn)，重要性不言而喻。

2005年，進(jìn)入電動(dòng)車賽道、已擁有領(lǐng)先電池技術(shù)的比亞迪將眼光瞄準(zhǔn)了IGBT，組建團(tuán)隊(duì)開啟了IGBT技術(shù)攻關(guān)。車規(guī)級(jí)IGBT參數(shù)優(yōu)化較為復(fù)雜，上百個(gè)參數(shù)需要相互折中，相互妥協(xié)。比亞迪半導(dǎo)體相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“比如在晶圓制造環(huán)節(jié)，芯片越薄，電流通過路徑越短，芯片上的能量損耗越低，整車?yán)m(xù)航能力就越高。但薄芯片極易破碎，工藝加工難度較大”。因此，IGBT被業(yè)內(nèi)稱為電動(dòng)車核心技術(shù)的“珠穆朗瑪峰”，長(zhǎng)期以來(lái)都由國(guó)外企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。

隨著技術(shù)突破，比亞迪逐步成為擁有芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊封裝與測(cè)試全產(chǎn)業(yè)鏈一體化經(jīng)營(yíng)能力的IGBT芯片量產(chǎn)裝車的IDM(垂直整合制造)廠商。 對(duì)于汽車廠商而言，IGBT的IDM模式在研發(fā)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一管理在品控上優(yōu)勢(shì)明顯。“比亞迪半導(dǎo)體充分利用比亞迪集團(tuán)整車平臺(tái)給予的產(chǎn)品驗(yàn)證機(jī)會(huì)，縮短了產(chǎn)品整體驗(yàn)證周期，能更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能指標(biāo)的平衡與優(yōu)化”。

2018年12月，比亞迪發(fā)布全新車規(guī)級(jí)“IGBT4.0”技術(shù)。相比市場(chǎng)主流產(chǎn)品，比亞迪的IGBT電流輸出能力高15%、綜合損耗降低約20%、溫度循環(huán)壽命提高約10倍。搭載比亞迪IGBT4.0后，整車百公里電耗能夠降低0.6kWh，用車成本大大降低。2020年，基于高密度Trench-FS(溝槽場(chǎng)截止)的IGBT5.0技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

比亞迪半導(dǎo)體相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這一領(lǐng)域未來(lái)市場(chǎng)潛力巨大。在技術(shù)和產(chǎn)能更為成熟的基礎(chǔ)上，其IGBT半導(dǎo)體未來(lái)或?qū)U(kuò)大外供。

公開信息顯示，比亞迪半導(dǎo)體未來(lái)將擴(kuò)充晶圓制造產(chǎn)能，提高半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈一體化經(jīng)營(yíng)能力。截至2021年6月21日，比亞迪半導(dǎo)體擁有已授權(quán)專利1191項(xiàng)，其中發(fā)明專利720項(xiàng)。

目前，比亞迪半導(dǎo)體已量產(chǎn)IGBT、SiC(碳化硅)器件、IPM(智能功率模塊)、MCU、CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器、電磁傳感器、LED(發(fā)光二極管)光源及顯示等產(chǎn)品，應(yīng)用于汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、整車熱管理系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、車載影像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等重要領(lǐng)域。

比亞迪相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，隨著汽車電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化程度的不斷提高以及車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體的單車價(jià)值持續(xù)提升，將帶動(dòng)車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體行業(yè)增速高于整車銷量增速。“中國(guó)的車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體行業(yè)有望迎來(lái)供給和需求的共振”。

(記者 孫飛 孟盈如)

關(guān)鍵詞： 汽車 智能賽道 產(chǎn)業(yè) 芯片 重塑