打破IGBT枷锁 ,解除中国汽车真正的“紧箍咒”

发布网友发布时间：2022-04-22 20:40

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热心网友时间：2023-11-01 10:50

终有一天，我们会将“卡脖子”的枷锁全部击碎。工业之独立，在于供应链之独立；工业之强大，在于核心零部件无须假手于人。卷甲倍道，钳马衔枚，我们等待着完全胜利的那一天。

或许，不少读者对于IGBT还有些陌生。作类比的话，IGBT相当于电控系统中的CPU。

汽车离不开电控系统，电控系统离不开IGBT，但就是这么一个小玩意，一度依赖于对外进口。

正如脖子上的一道枷锁，平常可以“你好我也好”，但到了非常时期，冷不丁会被忽然勒紧。供应链的安全性一定会放在第一位。

值得欣慰的是，目前国内一些自主企业，正在加速推进IGBT国产化，“枷锁困境”正在被打破。

今年4月，总投资10亿元的长沙比亚迪IGBT项目正式开工。据悉该项目落地之后，可以年产25万片8英寸晶圆，解决电子核心部件“卡脖子”的问题。

5月，中车时代在赣州经开区兴建IGBT项目，一期计划投资80亿元，实现年产50万片IGBT的建设项目。

6月，天毅半导体IGBT项目落户绍兴，投资5亿元，计划建设IGBT、MOSFE模块、IPM模块一体机、变频一体机等电子产品的设计、研发和生产制造基地。

另有报道称，从去年11月开始，华为已开始低调研发IGBT部件，希望在英飞凌、三菱电机的巨头垄断中尽快破局。

IGBT是4个单词的首字母缩写，全称为“Insulated Gate Bipolar Transistor”，翻译为“绝缘栅双极型晶体管”。

就功能而言，IGBT是一个电路开关，要么通，要么断。如果将模型简单化，IGBT有3个接口，其中2个是集电极、发射极，要接在强电电路上，另外1个是门极，接收弱电电路，作为控制电信号。

如果给门极一个高电平信号，在集电极和发射极之间，处于导通状态；如果是一个低电平信号，则处于断开状态。

开关通断，究竟有什么用呢？

在新能源汽车上，IGBT实现了直流电和交流电之间的转换。车载电池存储的是直流电，但驱动电机一般需要交流电，这个时候，IGBT就成为关键部件了。

按照相关工程师的说法，IGBT的调节性能，直接决定了车辆的功率和扭矩输出，在用电效率上也起到了至关重要的作用。

除了驱动电机，车载空*制系统、转向助力系统等均需要用到IGBT部件。

在充电桩上，也有直流电与交流电的转换需求，IGBT不可缺少。

引用中投证券的一组数据：IGBT模块占电动汽车成本的10%，占充电桩成本的20%。

未来十年，电动化是大趋势，充电桩更是新基建项目之一。所以，我们完全可以预见IGBT的巨大效益产值，也更能感受到击碎枷锁的紧迫性。

上文我们主要以新能源汽车举例。事实上，IGBT的应用领域非常广泛，比如3C数码、智能电网、轨道交通等。

而且，IGBT按照电压等级进行划分，一般来说，电压越高，IGBT的技术要求越高，生产门槛也越高。比如，高铁、智能电网等需要的IGBT模块电压为6500V以上，技术壁垒非常高，主要被英飞凌和三菱电机等公司所垄断。

其实，围绕着IGBT是一个长链条的产业结构，包括产品设计、芯片制造、封装测试、可靠性试验、系统应用等多个环节。所以，但凡投资，皆是以产业化基地的形式。

在自研IGBT的道路上，我们需要攻克“设计门槛高、制造技术难、资金投入大”等问题。比如，IGBT每道生产工艺需要专门的设备，最开始必须找国外进口，但他们未必卖，大家查一查恶名远播的《瓦森纳协定》就知道了。

简单科普一下：在二战结束之后，美苏冷战开始，为了防止苏联阵营发展高端武器，1949年11月，以美国为首的，包括英国、法国、日本在内的17个国家在巴黎成立了“巴黎统筹委员会”，*成员国向对方阵营出口军事武器装备、尖端技术产品和稀有物资等三大类产品。

冷战结束，这个协会其实也被解散了。但是，1996年，以西方社会为主的33个国家在维也纳签署了一份《瓦森纳协定》，与当年的巴黎统筹委员会如出一辙，禁运禁售，明显有意针对我们国家。毕竟，现在的俄罗斯也是《瓦森纳协定》的成员之一了。

所以，我们的半导体行业发展艰辛，这是卡在我们脖子上的“原罪枷锁”。

在文章开头，我们提到了一批IGBT国产项目正在加速落地，这是振奋人心的好消息。从2019年新能源汽车用IGBT数量格局来看，属于国产势力的比亚迪排在第二，市占率达到了18.0%。

2018年年底，比亚迪曾发布过车规级IGBT 4.0技术，电压规格达到1200V，整体功耗降低20%，电流输出能力提升15%。这些数据摆出来，算是对国外技术壁垒的一次突围。

斯达是另一支国产势力，2019年新能源汽车用IGBT数量为17129套，市占率为1.6%。同时，斯达在工业控制及电源行业、变频白色家电及其他行业均有IGBT业务的延伸，呈欣欣向荣之势。

不过，需要注意的是，目前国产IGBT仍在追赶国际同行的脚步。因为IGBT自身也在迭代更新，他们发展得早，迭代也会更快。以三菱电机为例，最新的IGBT技术已经超过第7代。

对照国际，比亚迪车规级IGBT 4.0技术属于第五代，斯达有第六代技术可以推出。

翻过一座山，仍有另外的山头要翻过去。

再往远了看，IGBT是当前的刚需，但并不是终点，下一个争夺的机会点在SiC（碳化硅），有望进一步提高能源转化效率。

创业者，筚路蓝缕，真心不易，而能突破国际技术壁垒，更加值得赞誉。终有一天，我们会将“卡脖子”的枷锁全部击碎，真正地强大起来。

本文作者为踢车帮曹安

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。