本文由半導體產(chǎn)業(yè)縱橫(ID:ICVIEWS)根據(jù)第26屆集成電路制造年會暨供應(yīng)鏈創(chuàng)新發(fā)展大會(CICD)陳剛的演講整理
汽車生態(tài)可想象空間巨大,帶動車規(guī)半導體市場遠遠供不應(yīng)求。
5月23日,在第26屆集成電路制造年會暨供應(yīng)鏈創(chuàng)新發(fā)展大會(CICD)上,比亞迪半導體股份有限公司總經(jīng)理陳剛對于汽車集成電路市場是否供大于求的問題進行了回答,并且分享了比亞迪半導體目前的上車情況。他表示,新能源汽車賽道的半導體市場還遠遠地供不應(yīng)求。在這次會議上我們拿到了很多的信息:
車規(guī)半導體的市場即將跨入10000億規(guī)模
自主研發(fā)的首款功率半導體芯片,現(xiàn)已裝車超600萬輛
比亞迪·漢是全國首個搭載碳化硅的車型,現(xiàn)已裝車超50萬輛
比亞迪方程豹全系采用比亞迪碳化硅技術(shù)
在車規(guī)級MCU領(lǐng)域,比亞迪目前已經(jīng)累計裝車超億顆
三大件已經(jīng)上車,洗衣機也許很快就會上車了,娛樂汽車也會馬上來了
在4、5年前,國內(nèi)新能源汽車還比較少見,到現(xiàn)在廣州、深圳、北京的道路上,抬眼就可以看到新能源汽車。在新能源汽車的賽道上,中國毫無疑問是市場容量最高的、創(chuàng)新最前沿的國家。
從數(shù)據(jù)來看,2020年到2023年之間,中國新能源汽車的滲透率從5%,提升到34.5%。到2023年,有三分之一的汽車已經(jīng)是新能源汽車。在2024年剛過去的4月份,新能源汽車的滲透率已經(jīng)到了47%~48%,已經(jīng)接近甚至快要超過傳統(tǒng)的燃料汽車。陳剛預測,2025年滲透率將會達到60%。很多人認為,國內(nèi)新能源汽車高速發(fā)展,是由于政府的推動力。但比亞迪作為參與的企業(yè),表示這只是不重要的因素之一,最重要的因素是:中國新能源汽車的創(chuàng)新的基因,已經(jīng)深深地扎在參與新能源汽車的所有研發(fā)工程師的心里。比亞迪汽車的技術(shù)迭代,從2018年的IGBT 4.0到DiLink技術(shù),再到最近發(fā)布的易四方技術(shù)平臺,顛覆了傳統(tǒng)機械動力讓汽車更安全、更高效。對于集成電路如何在比亞迪上運用,比亞迪提了三個關(guān)鍵詞:高效、智能、集成。陳剛判斷到,新能源汽車電動化的上半場基本告一段落,全球已經(jīng)完全相信以鋰離子電池為代表的儲能電池,在新能源汽車上的廣泛應(yīng)用?,F(xiàn)在到了下半場,應(yīng)該擁抱智能化時代。智能化時代的推動,將創(chuàng)造車規(guī)級半導體巨額市場增量。
目前智能化發(fā)展尚未完全成熟,全球車規(guī)半導體市場在5,000億到6,000億之間。隨著智能化的發(fā)展,電動汽車上單車半導體的價格將超過了1萬元,目前全球市場大概9000萬的乘用車和專用車。因此,車規(guī)半導體的市場即將跨入萬億規(guī)模。智能化需要大量應(yīng)用半導體,包括大量的傳感器、計算芯片、功率芯片、基礎(chǔ)芯片等。因此,發(fā)展新能源汽車,必須要掌握核“芯”技術(shù),實現(xiàn)自主可控。比亞迪歡迎更多大陸本土半導體企業(yè)參與車規(guī)半導體的研發(fā)。陳剛表示,以半導體為基礎(chǔ),電動化與智能化螺旋式發(fā)展,相輔相成。
比亞迪新能源汽車整體解決方案,掌握自主芯片技術(shù),8大核心應(yīng)用系統(tǒng),覆蓋80%車用半導體。這里陳剛也提到,把車作為一個生態(tài),想象空間還是很大的,現(xiàn)在三大件已經(jīng)上車,洗衣機估計過段時間也會上車了;在安全性做好的前提下,馬上出來的就是娛樂汽車。汽車的生態(tài)遠遠比手機生態(tài)更大。功率半導體是電動化的關(guān)鍵技術(shù),比亞迪量化5個指標:更高電流密度、更高集成度、更高可靠性、更低損耗、更低成本。他也提到,自主研發(fā)車規(guī)級功率器件有四大技術(shù)難點:
第一,芯片技術(shù)工藝特殊復雜。芯片設(shè)計方面,需要綜合考慮多個可能矛盾或存在相關(guān)性的參數(shù),同時需考慮工藝實現(xiàn)性。晶圓制造方面,特殊工藝如高能注入、溝槽蝕刻、壽命控制薄片處理等遠超常規(guī)微電子工藝的要求,需減薄至100um以下完成注入、蝕刻、退火、金屬化等工藝。
第二,封裝技術(shù)遠高于工業(yè)要求。抗震性要求、小體積要求、失效率目標要求0 PPM、功率循環(huán)及抗冷熱沖擊能力都有要求。
第三,測試認證要求高。最低需滿足AECQ101和AGG324等器件級認證標準;通過復雜的汽車OTS驗證,極限工況驗證、冬季/夏季試驗,路試等。
第四,品質(zhì)控制要求高。有IATF16949、VDA等質(zhì)量管理體系,嚴格的設(shè)計、生產(chǎn)品質(zhì)控制和必要的老化篩選。這也能夠理解,中國車規(guī)級半導體的占比全球不到5%,這是與我國的集成電路地位不相匹配的。陳剛分享到,全球的十大車規(guī)半導體沒有一個在中國。出現(xiàn)這樣不匹配的原因在于,其他行業(yè)短平快、回錢快、利潤好,但車規(guī)半導體需要2-4年的長期驗證。但陳剛也提到,汽車產(chǎn)業(yè)鏈一旦進入,往后的10年、20年所獲得的高附加值,也都是穩(wěn)定可觀的。比亞迪深耕功率器件20年,全自主研發(fā)新能源汽車主電機驅(qū)動功率器件。目前已經(jīng)推出了IGBT 6.0,主要性能達到國際領(lǐng)先水平。相較市場主流芯片,電流密度提升25%,綜合損耗降低20%。
此外,自主研發(fā)的首款功率半導體芯片,現(xiàn)已裝車超600萬輛。對于碳化硅(SiC)技術(shù),比亞迪認為下一代的新能源,汽車動力的最強勁的來源是來源于碳化硅。SiC相比于Si材料優(yōu)良的性能,使得SiC MOS在新能源汽車電機驅(qū)動上帶來明顯的效率提升。目前,比亞迪SiC 3.0具有高密度平面柵技術(shù)和高可靠工藝關(guān)鍵工藝,主要性能達到國際先進水平。比亞迪·漢是全國首個搭載碳化硅的車型,現(xiàn)已裝車超50萬輛,比亞迪方程豹全系采用比亞迪碳化硅技術(shù)。
智能化創(chuàng)造車規(guī)級半導體巨額市場增量。智能傳感器的技術(shù)趨勢朝著高清、高速、智能發(fā)展;智能控制IC也逐漸成為汽車智能化核心技術(shù)。在車規(guī)級MCU領(lǐng)域,比亞迪目前已經(jīng)累計裝車超億顆。陳剛分享到,今年比亞迪半導體所承接的比亞迪新能源汽車的創(chuàng)新型項目大概有70-80個,比亞迪希望能夠和國內(nèi)學校、企業(yè)深度融合。
比亞迪始終秉承著:量產(chǎn)一代、儲備一代、研發(fā)一代的研發(fā)理念。從芯片設(shè)計、材料設(shè)備、晶圓制造、封裝測試、研究院、高校、整車零部件等,“芯”生態(tài)上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作、融合發(fā)展。讓新能源汽車在加快研發(fā)進度、縮短驗證周期、產(chǎn)品性能最優(yōu)化、產(chǎn)品可靠性以及供應(yīng)鏈的供應(yīng)安全方面共同努力。