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2018年来，新能源汽车一直保持较为高速的发展。12月10日，全国乘用车市场信息联席会(以下简称“乘联会”)发布了11月我国乘用车产销数据。11月的新能源车批发销量达到13.6万辆，环比增长19.1%，同比增长69%；其中插混同比增长87%，纯电动同比增长65%。1~11月新能源乘用车批发88万辆。
然而，在新能源汽车高速发展的同时，其上游零部件的产能不足则容易造成“卡脖子”。比亚迪第六事业部兼太阳能事业部总经理陈刚介绍道，在产能方面，新能源汽车的发展会受限于电池以及IGBT产品的产能现状。
相关数据显示，中国IGBT市场一直被国际巨头垄断，90%的份额掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手中。中国半导体行业协会IC设计分会副理事长周生明表示，国内单一产品进口最大的是芯片，企业对国外产品具有依赖性，但是这种依赖性并不可取，特别是当产品形成竞争时影响更甚。
车企“挥金”发展IGBT
据了解，IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是一种大功率的电力电子器件，主要用于变频器逆变和其他逆变电路，将直流电压逆变成频率可调的交流电，俗称电力电子装置的“CPU”。IGBT是能源变换与传输的核心器件，采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键技术。
12月10日，比亚迪股份有限公司(002594.SZ，以下简称“比亚迪”)发布IGBT4.0技术。就在当天下午，《中国经营报》记者到宁波比亚迪半导体有限公司，参观了IGBT制造中重要的四大区：扩散区、薄膜区、黄光区和蚀刻区。比亚迪第六事业部高级研发经理吴海平向记者介绍时提到，IGBT4.0电流输出能力较当前市场主流的IGBT高15%；同等工况下IGBT4.0综合损耗较当前市场主流的IGBT降低了约20%。
对于比亚迪在IGBT上的发展，陈刚表示，2005年比亚迪就组建了IGBT研发团队，并于2008年10月收购宁波中纬半导体晶圆厂。“目前，比亚迪是中国唯一一家拥有完整产业链的车企：包含IGBT芯片设计和制造，模组设计和制造，大功率器件测试应用平台，电源及电控等。”
此外，陈刚介绍道，比亚迪已投入巨资布局性能更加优异的第三代半导体材料SiC(碳化硅)，有望于2019年推出搭载SiC电控的电动车。预计到2023年，比亚迪旗下的电动车将全面搭载SiC电控。
据了解，在国内市场，仅有中车时代电气、比亚迪等企业掌握IGBT的研发生产。近两年来，上汽、北汽等整车企业开始通过与其他企业合作掌握相关技术。
国际巨头垄断严重
作为主流的新型电力电子器件之一，IGBT在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备，以及工业领域(高压大电流场合的交直流电转换和变频控制)等应用极广，是上述应用中的核心技术。
然而，数据显示，中国IGBT市场一直被国际巨头垄断，90%的份额掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手中。周生明表示，国内单一产品进口最大的是芯片，对国外产品具有依赖性，但是这种依赖性并不可取，特别是当产品形成竞争时影响更甚。
中信建投的研究显示，2017年，中国国内的IGBT市场规模约121亿元，约占全球总需求的50%。但我国IGBT起步较晚，国内市场份额主要被国际巨头垄断，国产化率只有11%，进口依赖程度较高，国产替代空间巨大。
国内研发IGBT的企业较少，或与IGBT研发生产的高难度有关。比亚迪相关技术人员表示，IGBT芯片仅有人的指甲大小，但却要在其上蚀刻十几万乃至几十万的微观结构电路，仅能在显微镜下查看。
从IGBT芯片设计上，涉及到的参数多达十几个，很多参数之间是相互矛盾的，需要根据应用折中考虑。而在晶圆制造工艺上，采用最新的1200V FS技术的IGBT，需要将晶圆减薄到120um(约两根头发丝直径)的厚度，再进行10余道工序加工。“晶圆制造的厂房洁净度要求非常高，需要一级净化。一个零点几微米的微尘掉落在晶圆上，就会造成一颗IGBT芯片失效。”上述技术人员如是说。
此外，IGBT模块设计也有非常大的难度，需要考虑材料匹配、散热、结构、功率密度、外观、重量等多项指标。
陈刚表示，半导体研发的门槛较高，并非单靠资金就能做好，研发过程中也需要下游的拉动。“如果上下游不能进行良好的沟通融合，可能耗费巨额资金生产的产品并不适用于应用端，造成与下游脱节的可能性。”比亚迪第六事业部产品总监杨钦耀也向记者表示，应用拉动、人才培养、产品标准化是IGBT生产中三个要素。
征战IGBT市场
2018年来，新能源汽车产销量爆发。2018~2020年，中国新能源汽车产量年复合增长率将超过40%，2018年中国新能源汽车产量有望达到100万辆。
新能源汽车的高速发展或会带动IGBT的市场增长。陈刚表示，IGBT和电池是当今制约电动车发展的两大核心技术，而芯片是现代制造业的核心产业。据介绍，IGBT作为新能源汽车核心零部件，其在整车成本中的占比约5%。
据集邦咨询分析，2018~2025年期间，中国新能源汽车及相关产业带动的IGBT市场规模共计超过1200亿元。其中，2025年单年，中国新能源汽车所用IGBT市场规模将达到210亿元；2018~2025年，中国新能源汽车所用IGBT累计新增市场规模超过900亿元。
但与此同时，新能源汽车增速或显著高于车规级IGBT增速，导致IGBT供货愈加紧张。从目前情况来看，根据富昌电子(Future Electronics LTD，世界三大电子元器件分销商之一)对2018年上半年IGBT产品交货周期的统计，IGBT交货周期已经大幅延长，且在未来一段时间有延长趋势。
统计显示，一般而言，IGBT的交货周期在8~12周左右，然而2017年四季度大部分厂商的交货周期已经延长至18~20周。而到2018年上半年，平均交货周期又延长至20~26周，应用于汽车的IGBT模块的交货周期最长需要52周，英飞凌、ON Semi、IXYS等主要IGBT产品供应商的供货周期均存在延长现象。
国金证券分析道，预计2022年单年，全球新能源汽车的年产销量将达到600万辆，2018~2022年年均复合增长率达30%。但同期车规级IGBT市场的年均复合增长率仅为15.7%。
