电子发烧友网报道(文/吴子鹏)日前,全球最大的汽车芯片供应商英飞凌出现产品瑕疵问题,致使该公司放弃了这批从今年4月初到6月初生产的IGBT芯片。据悉,这批芯片原计划将被用于韩国现代汽车旗下IONIQ 5车型付。
此前,有韩国媒体报道称,现代汽车正在与英飞凌及其他全球车载半导体供应商进行商讨,以谋求IONIQ 5不出现中断生产的方案。8月5日,英飞凌再一次回应了芯片瑕疵事件,该公司称,“目前这一问题已经解决,随后公司也增加了产量,截至目前产量超过了最初的计划产量。”虽然英飞凌并未对现代汽车受到的影响做出回应,不过现在看来影响可控。
IONIQ 5难寻替代者
根据相关报道,此次英飞凌IGBT产品瑕疵问题源于最新的制造工艺,在替代现有氮离子而注入最新工艺铝离子的过程中出现了不良现象。
此前有业内人士认为,由于是整个批量的报废,芯片生产加上模块化,至少需要4个月左右的时间,因此英飞凌很难在10月中旬前将问题解决。现在看来,情况并非如此。
IGBT作为一种能源变换与传输的功率器件,与传统的电力电子器件相比,其有很多突出的优势,比如高输入阻抗、高速开关特性、低导通损耗等,在新能源汽车的电机驱动控制系统、车载空调控制系统、充电桩等环节中有重要的应用。
在当前的电动汽车设计框架下,IGBT产品性能的好坏和汽车性能好坏是直接挂钩的。比如在电动汽车充电时,IGBT芯片性能决定了汽车的充电速度,其担任着交直流转换的作用,把220V标准交流电转换成电池需要的直流电。IONIQ 5作为现代BEV专用品牌IONIQ中的第一款车型,提供800V的超快速充电能力,仅需18分钟即可充满80%的电量,完成这些高性能充电表现离不开IGBT。
英飞凌是全球IGBT产品的主要供应商之一,也是综合类和汽车IGBT最大的供应商,根据研究机构Omdia关于2020年全球IGBT市场的统计数据,全球各厂商排名中,英飞凌占比29.3%,排名第一位。
在汽车产业,除少数拥有自研IGBT产品的车厂,比如丰田和比亚迪,大部分车厂的电动汽车都会用到英飞凌IGBT产品。根据英飞凌官网介绍,在车规级IGBT方面,英飞凌提供广泛且专用的符合AEC-Q101标准的汽车IGBT,电压范围为600至1200 V,电流高达160 A。
因此,虽然有此突发事件,并不会影响英飞凌的市场地位。
并且,抛开供应商的品质和地位不谈,全球在车规级IGBT方面的缺货也为现代汽车寻找新供应商带来了挑战。根据元器件分销平台此前的分享,车规级IGBT的交期已经超过了50周。IGBT供应商内部人士表示,目前车规级IGBT的供需比为1:2,超过一半的订单需要排队等待出货。
并且,很多业内人士也都知道安森美停止接单的消息。根据此前的市场消息,安森美车用IGBT订单已满且不再接单,虽然不排除有部分客户重复下单的可能,但其2022年-2023年产能已全部售罄。安森美深圳公司的工作人员表示:“我们对大客户都是采取直供模式,且2年一签,我们现在的产能刚好能满足已签订单的需求。目前我们今年、明年的订单都已经全部订出去了,我们现在已经不接单了。没有足够的产能,接单也无法交付,还要面临违约的风险。不仅是我们,其他主要供应商也面临这样的情况。”
国产IGBT迎黄金周期
在谈到此次事件影响时,英飞凌韩国工作人员表示,全球芯片短缺将在一段时间内恶化。虽然这句话没有特别指出是讲车规级IGBT,然而车规级IGBT的短缺已经是不可避免的,并且有从业人士认为,随着新能源汽车渗透比提升,车规级IGBT的缺货情况很可能超过此前的车用MCU。
从当前的市场情况来看,IGBT国际供应商包括英飞凌、安森美、三菱、东芝、瑞萨等厂商的产能普遍处于紧缺状态,这对国产IGBT厂商而言是一个重大的发展机遇,尤其是在新能源汽车领域。
根据中商产业研究院发布的《2022年中国IGBT市场市场规模及应用领域分析》,目前在我国,新能源汽车已经成为IGBT最大的下游应用,应用占比达到了31%。
在一辆电动汽车上,电驱动系统约占总成本的15%-20%,而电驱动接近一半的成本被用在IGBT上,因此IGBT在电动车的成本占比在7%-10%。电动汽车单车IGBT价值可达2000元,高端车型甚至超过4000元。
近几年,随着国内新能源汽车的大力发展,国产车用IGBT迎来重大的发展机遇。
当前,国内大概有25家初具规模的IGBT厂商,其中包括采用IDM模式的中车时代、比亚迪半导体、士兰微、华微电子、华润微、台基股份、扬杰科技和科达半导体;采用fabless模式的中科君芯、达新半导体、紫光微电子、无锡新节能、芯派科技;供应IGBT模组的斯达半导体(也有自研IGBT芯片)、芯能半导体、西安永电、宏微科技、威海新佳、银茂微电子、翠展微电子;制造端则是华虹宏力、上海先进、中芯国际、方正微电子和华润上华。
而在这25家已经初具规模的国内IGBT相关厂商中,比亚迪半导体、斯达半导体和中车时代成为国产车用IGBT的代表力量,翠展微电子则是初创企业中在车用IGBT起势比较快的一家公司。
根据相关统计,今年一季度英飞凌在国内市场的装机量为25.3万套,依然排名第一,斯达半导体和比亚迪半导体分别以18.2万套和16.1万套排名第二位和第三位,时代电气的出货量为10万套。目前,英飞凌依然占据领先位置,不过国产厂商增速明显,有着很猛的追赶势头。
从国际IGBT厂商的布局来看,未来国产IGBT厂商的主要成长压力依然是来自英飞凌,无论是从品牌力还是市场投资来看,都是如此。
在技术层面,英飞凌最新推出的第七代IGBT产品采用微沟槽MPT技术,而斯达半导体基于第七代微沟槽Trench Field Stop技术的新一代车规级650V/750V IGBT芯片也预计于2022年开始批量供货。不过,IGBT作为重要的工业和汽车零部件,稳定性也是一个考量,据悉英飞凌工业级IGBT上机使用一年不良率在5‰左右,而国产IGBT则在3%左右。当然,车规级有自己的标准,不过英飞凌长期以来积累的口碑依然会是国产IGBT在汽车市场做开拓时的一个阻碍。
其次,英飞凌在国内有很大的投资力度,比如英飞凌对无锡工厂的扩产投资。无锡工厂扩产后,成为英飞凌最大的IGBT生产基地之一,有着更加丰富的IGBT产品线,这些举动也给国产车用IGBT厂商带来更大的竞争压力。
写在最后
当前,汽车正处于变革的时代,这也给传统相对稳定的汽车芯片供应打开了缺口,车用IGBT供不应求给国产厂商带来一个宝贵的窗口期,加上国内新能源汽车发展大势,国产厂商有了“时势造英雄”的机会。然而,英飞凌作为长期以来的车用IGBT霸主,势必会带给国产厂商最大的挑战,虽然在现代IONIQ 5供应上英飞凌出现“翻车事故”,但这对于该公司长期以来积攒的口碑损害预计有限。
不过,无论过往国际厂商多么强大,国产IGBT厂商都需要紧抓汽车产业变革的大机遇,在政策和资金的扶持下,持续壮大国产车用IGBT的力量。
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