¿Es realmente asombroso el IGBT de BYD?
Por supuesto, el mayor componente de coste de los vehículos de nueva energía es la batería, y el segundo más alto es el IGBT (transistor bipolar de puerta aislada). Como uno de los "núcleos duales" tan famosos como las celdas de batería, los IGBT, que representan aproximadamente el 5% del costo total del vehículo, están adquiriendo cada vez más importancia.
¿Qué importancia puede tener el IGBT? Es decir, puede controlar directamente la conversión entre corriente continua y alterna del sistema de propulsión y determinar indicadores básicos como el par y la potencia máxima de salida del vehículo eléctrico. Se puede decir que "un movimiento afecta a todo el cuerpo".
Por lo tanto, el proyecto BYD IGBT con una inversión total de 654,38 mil millones de yuanes comenzó oficialmente a construirse en Changsha recientemente, lo que sin duda es muy llamativo. Se informa que el proyecto ha diseñado una línea de producción con una producción anual de 250.000 obleas de 8 pulgadas, que puede satisfacer las necesidades de producción anual de 500.000 vehículos de nueva energía.
Hoy en día, la capacidad de producción de obleas de chips IGBT de BYD ha alcanzado las 50.000 piezas/mes y se espera que alcance 654,38 millones de piezas/mes en 2021. Puede suministrar 12.000 vehículos de nueva energía al año, lo que equivale a 2019. Ventas totales de vehículos de nuevas energías.
Sin embargo, lo que nos preocupa es ¿hasta qué punto ha llegado la tecnología IGBT de BYD? En todo el panorama IGBT, ¿dónde está BYD?
Romper el monopolio
Como semiconductor de potencia, los IGBT se utilizan ampliamente en industrias estratégicas como electrodomésticos, aviones, barcos, transporte y redes eléctricas. Además, el IGBT también es un proyecto de soporte clave del "Proyecto Especial 02" nacional, que reemplaza por completo al MOSFET de potencia tradicional, y se denomina "CPU" de la industria de la electrónica de potencia.
En el campo de las nuevas energías, la aplicación de IGBT también es muy importante. Por ejemplo, en términos de los aspectos de las "tres electricidad" de los vehículos eléctricos, el Modelo S de Tesla utiliza un motor de propulsión asíncrono trifásico, en el que se utilizan 28 chips IGBT de plástico para cada fase para el control de la propulsión, y 84 chips IGBT para cada fase. tres fases. Calcular la cantidad total muestra cuán grande es la demanda. Además, los componentes centrales de las pilas de carga también requieren chips IGBT.
Pero durante mucho tiempo ha estado monopolizado por unos pocos IDM (fabricantes de dispositivos integrados), como Infineon, Fuji Electric, Mitsubishi y otras empresas con financiación extranjera.
Los datos muestran que Infineon suministró 628.000 conjuntos de módulos IGBT al mercado nacional de vehículos de pasajeros eléctricos durante 2065, 438+09, lo que representa el 58% de la cuota de mercado. BYD suministró 194.000 unidades, lo que representa el 18% del mercado. Se puede decir que sin BYD, las empresas nacionales no podrían aliviar la situación de "estancamiento" en el mercado de chips IGBT estándar automotriz de China. Esto es cierto.
Es gratificante que BYD haya roto el monopolio de los gigantes internacionales. Sin embargo, vale la pena señalar que si el índice de autoabastecimiento de IGBT de BYD es de alrededor del 70% (o más) en 2019, es decir, cerca de 150.000 unidades, y el suministro externo es de más de 40.000 unidades, BYD sigue siendo bastante conservadora.
Por lo tanto, el 14 de abril, BYD anunció que establecería una "BYD Semiconductor Co., Ltd." independiente integrando el negocio de semiconductores de la compañía para expandir el volumen de negocios IGBT y mejorar las perspectivas comerciales. Según las predicciones de la CICC, el valor de mercado de BYD Semiconductor después de su escisión y cotización en bolsa puede alcanzar los 30 mil millones de yuanes. Sin duda, sólo los IGBT externos pueden aportar tales beneficios.
Según estadísticas relevantes de 2018, en un vehículo eléctrico puro, el IGBT representa aproximadamente la mitad del costo del sistema de motor de accionamiento, y el sistema de motor de accionamiento representa entre el 15% y el 20% del costo del vehículo completo En otras palabras, IGBT representa entre el 7% y el 10% del costo del vehículo. Un informe de CITIC Securities muestra que los IGBT representan actualmente entre 2.500 y 3.500 yuanes en el costo de los vehículos híbridos enchufables. El costo de las bicicletas IGBT para vehículos eléctricos puros de clase A o superior es de 2.000 a 4.000 yuanes. más alto, a 5.000 yuanes más.
Además, CITIC Securities cree que el alto crecimiento de los vehículos eléctricos a nivel mundial (especialmente los vehículos de clase A y superiores) impulsará una gran demanda de IGBT. El espacio industrial en 2020 es de aproximadamente 9.700 millones de yuanes y se espera que alcance los 37.000 millones de yuanes en 2025, con una tasa de crecimiento anual compuesta de más del 30%. Por lo tanto, si las ventas de IGBT de BYD aumentan, los ingresos definitivamente serán considerables.
Se informa que el próximo plan de BYD es esforzarse por que la proporción de suministro externo de IGBT supere el 50%. En el pasado, BYD luchó sola y mostró la debilidad técnica de sus propias marcas en partes clave. Ahora la situación se ha aliviado.
Sin embargo, si observamos las tendencias de desarrollo de la tecnología IGBT internacional, BYD tiene que acelerar su ritmo.
Modelo de competencia
BYD ha adoptado previamente IGBT desarrollados de forma independiente en sus modelos Qin y Tang, pero no se anunció por primera vez hasta septiembre de 2008. A juzgar por el número de patentes, hasta noviembre de 2018, BYD ha solicitado 175 patentes relacionadas con IGBT en este campo, incluidas 114 patentes autorizadas.
Hasta ahora, la carga acumulada de BYD Auto IGBT ha superado los 600.000 vehículos. Si acaba de leer los informes de BYD, se sentirá orgulloso. Sin embargo, mirando a su alrededor, BYD se enfrenta a jugadores fuertes.
Desde la perspectiva del voltaje de aplicación IGBT, los automóviles se encuentran principalmente entre 600v-1200v. Infineon tiene una ventaja abrumadora en este rango. Aunque ON Semiconductor también tiene mercado en el campo de 600 V-1200 V, se encuentra principalmente en el campo no relacionado con los vehículos. Mitsubishi y Fuji Electric se han dividido el mercado japonés. Todos los IGBT híbridos de Toyota se fabrican internamente y tienen su propia cadena de suministro de producción de IGBT completa.
Además de estos gigantes, según el último informe de IHS Markit, está Star Semiconductor (603290), que ocupó el octavo puesto en cuota de mercado global de componentes IGBT en 2018 y la única empresa china en entrar en el TOP10. En el mundo, también se ha convertido en un fuerte oponente de BYD.
Según el informe anual de Star Semiconductor, que acaba de estar en el mercado durante dos meses, los módulos IGBT a nivel de vehículo que produjo el año pasado se han comparado con más de 20 empresas de automóviles, por un total de más de 16.000 vehículos de nueva energía (y según las estadísticas de la era NE, el suministro de módulos IGBT de Star Semiconductor en 2065 es de 1,7, 1,29 conjuntos). Si se utiliza en industrias de control industrial y energía, electrodomésticos blancos de conversión de frecuencia y otras industrias, Star Semiconductor Los ingresos de IGBT han superado a BYD Semiconductor.
Y en términos de solidez técnica de IGBT, BYD ha desarrollado hasta IGBT 4.0 (equivalente a la quinta generación en el mundo), mientras que Star Semiconductor ha desarrollado hasta la sexta generación. Los chips IGBT de 650V/750V de la compañía basados en la tecnología de corte de campo de trinchera de sexta generación y sus chips de diodos de recuperación rápida de soporte se han utilizado en la industria automotriz de nueva energía.
A nivel mundial, los IGBT se han desarrollado hasta la 7,5.ª generación y Mitsubishi Electric lanzó la séptima generación en 2012. El nivel actual de Mitsubishi Electric puede considerarse como la 7.5ª generación, y BYD lanzó la tecnología IGBT 4.0 (la tecnología global de quinta generación) en 2018 y 12, por lo que la brecha sigue siendo muy grande.
¿Qué tan grande es la brecha?
Sin embargo, se reconoce que la tecnología IGBT se encuentra actualmente cerca de su apogeo. Hoy en día, la ciencia y la tecnología cambian cada día que pasa. Fuera del campo de batalla de los IGBT, la próxima generación competirá por la tecnología SiC (carburo de silicio). Toyota dijo una vez: "El SiC es tan importante como los motores de gasolina".
De hecho, el carburo de silicio (SiC) es un material industrial antiguo que se utiliza ampliamente y se produjo en masa en 1893. Como material semiconductor de tercera generación, tiene un enorme potencial de desarrollo. Además, la tecnología SiC se ha popularizado por completo en Japón, ya sea una fábrica grande como Mitsubishi o una fábrica pequeña como Fuji Electric o Rohm, tienen la capacidad de fabricar fácilmente componentes de SiC.
Dada la importancia del SiC, la estrategia de Toyota es producirlo de forma totalmente independiente. De hecho, Toyota ha estado investigando el SiC desde la década de 1980, liderando el mundo por 30 años. En 2014, Toyota pudo realizar una prueba de producción de sustratos de SiC clave.
Por cierto, el sustrato de SiC es la clave. Infineon, que va por detrás de muchas empresas japonesas, decidió adquirir el departamento de suministro de energía y radiofrecuencia ("Wolfspeed") del grupo americano Cree en julio de 2016. El núcleo es la tecnología de sustrato de SiC. Sin embargo, finalmente fue rechazado por el Comité de Inversión Extranjera en Estados Unidos (CFIUS) por motivos de seguridad nacional.
En la actualidad, BYD también ha desarrollado SiC MOSFET. Se espera que para 2023, BYD reemplace completamente los semiconductores basados en silicio por semiconductores basados en SiC. En este caso, el rendimiento del vehículo se puede mejorar en un 65.438+00 % sobre la base existente. Además de mejorar la eficiencia de conducción, el tamaño del MOSFET de SiC se puede reducir entre un 70% y un 80%, lo que también es reconocido por la industria. SiC es la tecnología más eficaz para mejorar la eficiencia de los vehículos de nuevas energías.
Por supuesto, la promoción de chips ópticos por sí sola no es suficiente para toda la cadena industrial de semiconductores basados en SiC, como materiales integrados (polvo de carburo de silicio de alta pureza), monocristal, epitaxia, chips y otros. El embalaje también debe seguir reduciendo el coste de fabricación de los dispositivos de SiC y acelerando su aplicación en el campo de los vehículos eléctricos.
Así que, técnicamente hablando, BYD todavía tiene un largo camino por recorrer para ponerse al día. Además, en comparación con el negocio global de Star, el negocio extranjero de BYD IGBT aún no se ha desarrollado. Sin embargo, en comparación, BYD todavía tiene ciertas ventajas entre las marcas nacionales independientes, al igual que Huawei tiene el arma definitiva de los chips. Ante los cambios sin precedentes en la industria automotriz, es indudable que la tecnología reestructurará la estructura de la industria.
Texto/Wang Xiaoxi
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Este artículo es de Autohome, el autor de Autohome, y no representa la posición de Autohome.