两根头发丝厚的东西，却卡住了自主新能源汽车的脖子

DearAuto

坏消息！

11月销量出来了，没有奇迹发生，全国乘用车销量255万辆，同比下滑13.9%。今年前11个月，全国累计销量为2542万辆，同比下降1.7%。28年来我国乘用车全年累积销量终于迎来了第一次同比下滑，据中汽协预计，这个下滑幅度将会达到3%。

但坏消息总会伴随着好消息！

好消息是今年新能源车市场形势一片大好！11月，新能源汽车产销分别完成17.3万辆和16.9万辆，同比分别增长36.9%和37.6%。1-11月，新能源汽车产销分别完成105.4万辆和103万辆，同比分别增长63.6%和68%。

从2015年开始，我国就已经是全球新能源汽车产销第一大国。今年上半年，在全球新能源汽车品牌销量排行榜中，我们有四家厂商进入到前十名，其中比亚迪更是以71328辆夺得桂冠。

单单就这四家厂商，其合计销量就已占全球销量的26%，且据彭博新能源财经（BNEF）预测，到2025年，这个数字将会提升到将近50%。

这么看来，中国新能源市场的前途真是一片光明。但，对不起，这么一个“大头”却被一个小东西掐住了脖子！有多小？只有两根头发丝那么厚，一块手指甲那么大！

成本高昂，98%的需求得靠进口

大家都知道，在纯电动车里头，动力电池的成本是大头，大概占整车的40%左右。成本仅次于电池的，估计很多人都会认为要么是电机，要么是电机控制器，毕竟纯电动车中最重要的莫过于这“三电”了。

确实，电机驱动控制系统占整车成本的15%~20%，电机也占到了15%左右，三电系统加起来的成本估计要超过整车的70%了！

但，如果进一步细分，在电控系统里头有一个小小的部件，叫做IGBT，其成本占到了电机控制器总成本的40%，算下来其占整车的成本比例大概是6%~8%，算得上是电动车上最贵的一个零件了。

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全称“绝缘栅双极型晶体管”

其高昂的成本也突显出其在电动车中的重要性！

在比亚迪的发布会上，场外的一位比亚迪工程师用一句话概括了IGBT在电动车上的作用，他说：“其实IGBT就是直接控制直、交流电的转换，同时对交流电机进行变频控制。其好坏直接影响电动车功率的释放速度，这个速度也决定了驱动系统的最大扭矩和最大功率，直接影响汽车的加速性能和汽车的最高时速。”

形象点说，IGBT就是电动车电流流经中的“把门人”，这个“把门人”的效率直接决定了电流从电池到电动机的效率，速度和大小......然而，在我国新能源产业当中，这个“把门人”，到目前为止， 98%还都得依靠进口。

毫不夸张地说一句，如果类似“中兴事件”在汽车行业里面爆发，IGBT很可能就是我们最容易被卡住脖子的地方，目前国内IGBT供应基本还是一家独大——7成的IGBT芯片都来自于英飞凌，一家德国企业。

所以，别看我们新能源汽车市场闹得欢，实际上脖子一直掐在别人手中。由于只能依赖进口，我国电机控制器大部分元器件的采购成本都比国外贵2~3倍，最终也导致我国电机控制器的成本比国外高1.2~1.8倍。

未来随着新能源车销量继续上升，IGBT的供给会变得很紧张。据世界三大电子元器件分销商之一富昌电子（Future Electronics LTD）统计，2018年，车规级IGBT模块的交货周期最长已经达到52周（IGBT的交货周期正常情况下为8-12周）。而2018-2022年，全球电动车年复合增长率达30%，但同期车规级IGBT市场的年复合增长率仅为15.7%。

水涨船高，面对如此紧张的供需关系，IGBT的价格估计也会一路高涨，国内的许多新能源车企，将难逃为别人打工、为人做嫁的命运。

当然，我国的IGBT厂商也不是没有，大概有十来家左右，但是这里面90%的厂商都只是研发工业或家用电器类的IGBT芯片，能生产车用IGBT的目前只有中国中车等两家，而真正能供新能源汽车使用，达到车规级的IGBT，目前只有一家能够生产——没错，就是比亚迪！

比亚迪IGBT4.0较当前市场主流的IGBT：电流输出能力高15%，综合损耗降低了约20%。

为什么车规级IGBT那么难做

其实IGBT也不是什么特别深奥的东西，其第一代产品早在20世纪80年代就出现了。但，正如发动机一样，做出容易但做好很难，再加上现在大部分IGBT的专利都掌握在外企当中，中国企业想要研发出一款好的IGBT芯片更是难上加难了。

刚才也说过IGBT的大小，现在比亚迪第四代的IGBT晶圆大概120 um厚，也就是大概两根头发丝的直径。而每一个晶圆里面还包含着几十万个小的IGBT在里面，这些小的IGBT称之为元胞。

比亚迪IGBT4.0晶圆

简单来说，制造每一个IGBT晶圆相当于把手指甲打散成每一个细胞，然后再像拼图一样把这些细胞一个一个组装起来。所以在晶圆的产品分析中，工程师需要用到500,000倍的扫描电子显微镜去观察，要知道，2000倍的显微镜就足以把PM2.5的微粒看得一清二楚了！

IGBT芯片打线

这样的“手术”自然需要一个“无菌”的环境。IGBT的生产环境需要一个极高的洁净度。

比亚迪对其的要求是：每立方英尺（0.0283立方米）中，直径超过0.5微米的微尘离子不能超过1个；晶圆所需要的制造用水的标准要达到超纯水，也就是去除氧和氢以外几乎所有原子，这就需要20多层的净化。

另外，为了确保晶圆在生产过程中保持平稳，其所用到的光刻机需要放置在特制的防震台上，避免路过的车辆、甚至从旁经过的人的脚步对其的影响，而整个晶圆工厂也都需要把地基打到岩石层上。

中国半导体行业协会IC设计分会副理事长周生明说：“这个行业并不是你砸几十上百亿就能搞掂的，还需要下游企业去拉动，如果与下游应用脱节，你生产出来的芯片就不一定和应用端的产品相适配。”

可惜的是我们现在大部分下游企业——对于车规级的IGBT来说就是各大车企了——都缺乏这样的能力，多数车企都只能采购现成的产品，遵循别人的标准——连标准都是别人的，还谈何创新？

比亚迪早在十几年前就已经注意到了电动车的核心技术是什么，并已经提前布局。2005年就组建自己的IGBT研发团队，2009年其自主研发出来的IGBT芯片就通过了中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定，打破了国外的垄断。

目前，比亚迪是中国唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企，包含IGBT芯片设计和制造、模组设计和制造、大功率器件测试应用平台、电源及电控等。

比亚迪之前研发的IGBT 2.5代产品已经在新能源车上大规模应用，但不可否认的是，现在装车的大部分2.5代IGBT芯片，其性能还是落后于国外同类产品的。但比亚迪一直在默默升级，现在已经发展到了4.0代，性能已经赶超国际一线水平，且在2019年就会装车。

未来，国内和国际IGBT芯片前沿技术研发领域的差距还会继续存在，但无论如何，在新能源汽车这个最核心的技术领域，外国公司的垄断被比亚迪打破了。

文 | 李建豪

(本文仅为作者个人观点，不代表DearAuto立场。)