¿Qué tan salvaje es BYD en la fabricación de chips? Profundizando en su familia de patentes, encontré...
Los chips son un dolor oculto en la industria manufacturera avanzada de China. En el contexto de la debilidad general de la industria de chips de China, ¿qué tan bueno puede ser un chip fabricado por un fabricante de automóviles? Ya sea que la tecnología sea buena o no, las patentes tienen más voz. Entonces, verificamos todas las patentes de chips IGBT solicitadas por BYD y salieron los resultados del análisis: IGBT, el nombre científico es transistor bipolar de puerta aislada, comúnmente conocido como la "CPU" de los dispositivos electrónicos de potencia. IGBT es el dispositivo central para la conversión y transmisión de energía y la tecnología central de los vehículos de nueva energía, al igual que las baterías eléctricas.
El proceso de diseño y fabricación de chips IGBT es muy difícil. El IGBT de China ha estado estancado durante mucho tiempo y su capacidad de producción de IGBT de alta gama es muy insuficiente y depende casi por completo de gigantes internacionales como Infineon. A medida que la escala de la industria se expande, los vehículos de nueva energía de China necesitan urgentemente un "chip chino" IGBT robusto.
◆¿Cuántas patentes ha solicitado BYD?
En 2007, BYD presentó su primera solicitud de patente IGBT. Al 8 de mayo de 2020, BYD ha publicado 130 familias de patentes IGBT en la base de datos mundial de patentes de Derwent, incluidos 231 registros de patentes. Estos son los antecedentes técnicos completos actuales de los chips BYD IGBT, y el 75% de las patentes se distribuyen en China continental.
Entonces, ¿cuál es el nivel de las 231 patentes autorizadas en el círculo internacional?
Fuji Electric, Mitsubishi Electric e Infineon tienen la mayor cantidad de patentes de IGBT, pero todas comenzaron temprano. En la década de 1980, Fuji Electric y Mitsubishi Electric desarrollaron la tecnología IGBT. Actualmente, las dos empresas poseen las familias de patentes 1733 y 1056 respectivamente. Infineon sólo solicitó la primera patente IGBT en 1994, pero el número creció rápidamente. En los últimos años, ocupa el primer lugar en número de aplicaciones y se ha convertido en el chip IGBT dominante en las regulaciones de vehículos.
¡La investigación y el desarrollo de IGBT de BYD están más de 20 años por detrás de Japón! La base es débil y sólo puedes correr rápido. ¿Dónde me puse al día?
◆¿Cuál es el nivel técnico de BYD?
BYD creó el equipo IGBT en 2005 y adquirió el circuito integrado Ningbo Zhongwei en 2008, que se declaró insolvente y en quiebra. Después de esta transacción, BYD comenzó a desarrollar chips IGBT de forma independiente.
En 2015, la tecnología de proceso IGBT de BYD conquistó la tecnología sin perforación (NPT) y, en 2018, lanzó la tecnología IGBT4.0 de grado automotriz. Basado en tecnología sin perforación, se agrega una capa de parada de campo compuesta para reducir aún más el espesor de la viruta.
En una patente publicada en septiembre de 2018, BYD propuso una solución técnica para compuertas de zanjas profundas; en dos patentes publicadas en marzo y abril de 2019, propuso una solución técnica de capa de terminación de campo (corte de campo eléctrico).
Chips, a todo el mundo le gusta hablar de qué generación de tecnología, cuanto mayor es la generación, mayor es el nivel. No existe una regla determinada para la división algebraica de los niveles de tecnología de chips. Comparando un estándar de generación ampliamente adoptado, podemos encontrar que los chips BYD IGBT todavía se encuentran en la cuarta generación en su conjunto, y en los últimos dos años, hemos intentado lograr avances en la tecnología de quinta o incluso sexta generación.
A nivel internacional, en 2018, los chips IGBT ingresaron a la séptima generación de tecnología de "micro-puerta de trinchera + corte de campo", introduciendo productos de Mitsubishi Electric, Fuji Electric e Infineon. La iteración tecnológica de BYD todavía está en proceso de ponerse al día.
◆¿En qué se centra BYD?
Utilizamos dos métodos para observar las áreas clave de BYD IGBT.
El primero es la indexación de patentes sencilla y la clasificación manual de códigos Derwent.
La clasificación de códigos manual de Derwent muestra que, además de los transistores bipolares de puerta MOS clave, la deposición de material inorgánico (óxidos metálicos), el procesamiento de electrodos de puerta, electrodos y capas de interconexión, el tratamiento térmico de semiconductores (recocido, etc.). ), disipación de calor (incluida la disipación de calor de chips y módulos, etc.), materiales a base de silicio, sistemas de control de vehículos eléctricos, etc. , que también es un campo tecnológico concentrado para el diseño de patentes IGBT de BYD.
El segundo método es la minería de textos de patentes.
Con la ayuda de la plataforma de datos de patentes incoPat, los datos de patentes BYD IGBT se agrupan y se elabora un mapa topográfico de patentes clave para la investigación y el desarrollo tecnológico. Los contornos oscuros en el mapa representan las áreas intensivas de investigación y desarrollo de tecnología patentada de BYD.
A partir de esta imagen de patente, si usted es un técnico experto, puede comprender que las patentes IGBT de BYD incluyen principalmente: estructura IGBT, disipación de calor, chip IGBT, módulo IGBT, sustrato cerámico revestido de cobre ( ¿DBC? sustrato), tecnología de control electrónico, etc.
La investigación y el desarrollo de módulos eran en realidad el enfoque de BYD antes de 2010, y todavía se encontraba en un nivel relativamente bajo. ¿Qué ha estado haciendo BYD en los últimos tres años?
En los últimos tres años, los problemas técnicos que más han preocupado a BYD son la fabricación de sustratos, el empaquetado de chips IGBT y la disipación de calor.
Además, la empresa también se centra en tecnología de fabricación de chips IGBT, equipos de procesamiento, control de procesos y sistemas de control electrónico (incluida la localización de fallas en motores). Entre ellos, el enfoque actual de la investigación sobre la tecnología de fabricación de IGBT es la fotolitografía, la capa aislante de canales y el dopaje metálico por difusión.
Además, BYD ha invertido en el diseño del material semiconductor de tercera generación SiC (carburo de silicio), y su visión es reemplazar completamente los semiconductores basados en silicio por semiconductores basados en SiC en 2023.
◆¿Qué patentes principales tiene BYD?
La solidez de las patentes puede ilustrar la importancia de las patentes.
Consejo de conocimiento: La solidez de la patente (¿fuerza de la patente?) es el índice central de evaluación de patentes propuesto por Innography. Integra más de 10 variables que afectan el valor de la patente, que incluyen: número de reclamaciones de patente, número de documentos técnicos anteriores citados, número de citas de patentes, tamaño de la familia de patentes, tiempo de solicitud de patente, antigüedad de la patente, litigios sobre patentes, etc. El rango de valores de la fuerza de la patente es de 0 a 100. Cuanto mayor sea el valor de intensidad de la patente, más importante será la patente (es la patente principal de la empresa).
Un análisis de fortaleza de todas las familias de patentes de BYD muestra que hay 10 familias de patentes con fortalezas de patentes superiores a 60. Sí, estas son las principales patentes de tecnología IGBT de BYD, y también son las ciudades de patentes “inviolables” de BYD. El contenido de protección de estas patentes incluye protección contra sobrecorriente, protección contra sobretemperatura, sistemas de control electrónico y detección de fallas, tecnología de fabricación IGBT, etc.
Hemos facilitado amablemente los números de publicación de estas diez patentes. A través de la cuenta pública, puede encontrar el texto completo de la especificación de la patente para su estudio. Sólo podemos ayudarle hasta ahora.
◆¿Cuál es su nivel internacional?
Dicho todo esto (la mayoría de la gente no lo entiende), ¿cuál es el nivel de los chips BYD IGBT? Como "de bajo rendimiento", en comparación con los gigantes internacionales que han estado en el campo IGBT durante muchos años, ¿en qué lecciones debe centrarse BYD?
Vayamos primero directamente a la imagen:—
BYD, que se encuentra en el tercer cuadrante, tiene aproximadamente la misma posición competitiva que STMicroelectronics y Semiconductor, y está muy por delante en términos de competitividad técnica y fortaleza operativa está por detrás de empresas líderes como Infineon.
Infineon, Hitachi y Denso están en el cuadrante I, con la fuerza integral más fuerte; Fuji y Mitsubishi Electric están en el cuadrante IV, con una fuerte competitividad técnica pero una fuerza operativa ligeramente inferior; II cuadrante, lo que indica que la fuerza operativa es fuerte pero la fuerza técnica está ligeramente por detrás.
¿Dónde está la brecha técnica?
Utilizando el código manual de Derwent, se analizó el diseño de la tecnología de patentes IGBT de BYD y cinco empresas líderes: Infineon, Hitachi, Denso, Fuji y Mitsubishi Electric. Se puede ver que el diseño de patentes de las otras cinco empresas es más completo; 2. Transistores bipolares de puerta MOS, transistores y diodos bipolares, fabricación de transistores bipolares, deposición de óxido metálico sobre sustratos y otros materiales inorgánicos, transistores bipolares y electrodos de puerta. el campo técnico al que se centran 6 empresas.
Vale la pena señalar que el número de patentes de Infineon en los campos de óxidos metálicos depositados y electrodos de compuerta ha superado al de fabricación, lo que demuestra que Infineon tiene más diseños en tecnología de procesamiento de compuertas. . El más avanzado de la empresa.
Además, el diseño de I+D de BYD en el campo de los transistores de efecto de campo de puerta aislada (MOSFET) es actualmente relativamente débil. MOSFET es un semiconductor de baja potencia y no puede funcionar con alto voltaje y alta corriente. Esto está en línea con la estrategia de BYD de centrarse en el desarrollo de chips IGBT de calidad automotriz.
◆¿Tocar la pizarra? Focus
BYD ha estado fabricando chips durante 15 años desde que se fundó el equipo en 2005. En la actualidad, ha ganado cierta voz en el campo IGBT automotriz nacional e inicialmente ha formado un sistema de diseño de patentes que involucra materiales, disipación de calor, procesos de fabricación, protección de circuitos, sistemas de control electrónico, etc.
Sin embargo, en comparación con los principales gigantes IGBT como Infineon, Fuji Electric y Mitsubishi Electric, BYD todavía tiene un largo camino por recorrer, y la profundidad y amplitud de la investigación y el desarrollo aún deben mejorarse aún más.
Aunque los chips BYD IGBT ya han incluido tecnologías de quinta y sexta generación, los productos producidos en masa siguen siendo productos de cuarta generación. Mitsubishi Electric lanzó sus productos de sexta generación en 2009 y Fuji Electric comenzó a suministrar muestras de sus productos de séptima generación en 2015. Infineon, Fuji Electric y Mitsubishi Electric produjeron productos de séptima generación en 2018. A finales de 2018, BYD anunció que podría fabricar obleas de hasta 120 μm, mientras que los chips IGBT de Infineon pueden ser de hasta 40 μm...
En términos de comercialización, la cuota de mercado de BYD Semiconductor en el mundo Mercado IGBT Menos del 2%. Incluso en el mercado interno, la cuota de mercado de IGBT de BYD Auto es sólo de alrededor del 20%, y las empresas con financiación extranjera todavía se llevan la mayor parte del pastel. Por ejemplo, Infineon suministró 630.000 juegos de módulos IGBT al mercado de vehículos de nueva energía de China en 2019, lo que representa el 58% de la cuota de mercado.
Entonces, IGBT ha "domesticado" la electricidad, y BYD también está "domesticando" a los IGBT. La siguiente pregunta es, con el apoyo de capital multicanal, ¿puede BYD aprovechar el tiempo para apoderarse del pastel de Infineon?
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(Texto/Historia del coche)