稳固车规级功率半导体龙头地位，“新”英飞凌全面进击汽车半导体

汽车百人会的两大亮点在今年的汽车百人会上，最热门的议题是IGBT 。比亚迪半导体总经理陈刚在演讲中强调了车规级IGBT对新能源汽车的重要性，其主要功能包括：控制直、交流电的转换；决定驱动系统的扭矩（汽车加速能力）；决定最大输出功率（汽车最高时速）。全球IGBT市场规模在稳定增长，中国市场占比超过40% ，然而国产IGBT自给率不足20% ，自主研发功率器件的潜力巨大。
【稳固车规级功率半导体龙头地位，“新”英飞凌全面进击汽车半导体】

文章插图
在同期举行的英飞凌汽车电子开发者大会上，百度ACU自动泊车系统成了一大亮点。这一L3/L4级别的自动驾驶系统核心是百度自主研发的AVP专用车载计算平台，而该平台的大脑主控制器采用的是英飞凌Aurix TC297 MCU 。

文章插图
车规级IGBT增长潜力巨大IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是调节电路中电压、电流、频率和相位的功率器件，其作用类似于人类的心脏，能够实现对电气/电子设备的精准调控，现已广泛用于消费电子、新能源汽车、轨道交通、智能电网、航空航天等领域。据中国产业信息网统计， 2018 年应用于新能源汽车的车规级IGBT 已达IGBT 整体市场规模的31% 。车规级IGBT作为电控系统和直流充电桩的核心器件，直接影响电动车功率的释放速度、汽车加速能力和最高时速等，对新能源汽车的重要性不言而喻。从成本来看，车规级IGBT可占到新能源整车成本的10% ，占到充电桩成本的20% 。
IGBT 芯片与动力电池电芯并称为电动车的"双芯" ，是决定电动车性能的核心器件之一。在新能源汽车上， IGBT 主要应用于电池管理系统、电动控制系统、空调控制系统、充电系统等，主要具有以下功能：在主逆变器（MainInverter）中， IGBT 将高压电池的直流电转换为驱动三相电机的交流电；在车载充电机（OBC）中， IGBT 可将交流电转换为直流并为高压电池充电；IGBT 也广泛应用在DC/DC转换器、温度PTC、水泵、油泵、空调压缩机等系统中。

文章插图
从1988 年IGBT 首次问世，到2012 年三菱电机推出微沟槽场截止型产品， IGBT 已经过7 次迭代升级，朝着减小模块尺寸、增加输出功率、降低功率损失的目标不断优化。在新能源汽车领域，随着市场对于整车性能要求的迅速提高，车规级IGBT 呈现出高电压、高效率、高功率密度和高可靠性的"四高"特性。未来的IGBT 将会在精细化技术、超结技术、高结温终端技术、先进封装技术、功能集成技术等方向进一步探索，实现尺寸厚度、功率密度、驱动效率、结温、可靠性等方面的优化，不断降低生产成本。
基于第三代半导体材料碳化硅的SiC MOSFET 虽性能优良，有助于提升效率和增加续航里程，但在成本与可靠性上还不具优势，目前全球产业化尚处起步阶段。预计至2025年，汽车电子功率器件领域采用碳化硅技术的占比将超过20％。
新能源汽车行业临近拐点，高端车与低端车双双加速放量，预计2025 年销量有望达到505 万辆。在新能源汽车等下游应用市场蓬勃发展的拉动下， IGBT 呈现出供不应求的持续向好发展态势。预计到2025 年国内车规级IGBT市场规模为152亿元， 2019-2025 年CAGR 约27% 。