中國IGBT雙雄的進擊之路

芯師爺|Core master|

2022-03-10 11:25:41 0

在中國汽車產業一陣又一陣的缺芯哀嚎中，比亞迪顯得鶴立雞群。

今年2月，上汽在春節前公布了一份極為難看的產銷月報：1月銷量相比上月下降了接近一半，合資品牌大眾缺芯的漣漪效應超出供應商預計。緊接著，工信部奔走于各大關鍵外資供應商之間傾力協調。對此頗為關切的投資者專門致電比亞迪，對方硬氣的回應到，“缺芯”問題對比亞迪沒有任何影響，目前IGBT芯片已運用在各產品線上，未來還將會不斷向外界提供。

今年4月，蔚來在電話會中坦言，缺芯的影響會持續到下一季度才可緩解。與此同時，比亞迪半導體正在西安研發中心籌劃一場留有懸念的發布會，主角是IGBT 6.0芯片。相比于頻發新車的新勢力，比亞迪無疑將車圈發布會又提升了一個檔次。

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與比亞迪半導體一同頻頻出鏡的IGBT芯片，是決定新能源汽車行業發展走向的“戰略物資”。

IGBT芯片，這個拗口的詞指的是什么？

一般來說，電動車電池儲存的是直流電，電機用的是交流電，功率芯片，充當了其中電流性質轉換的橋梁。得益于獨特的電路結構和工藝，IGBT芯片，成為橋梁中最為堅實的一座。相比于傳統的電力處理的功率芯片，IGBT轉換效率高，發熱小，故障率低，能承受高電壓。

裝上高功率的IGBT，電動車便能擁有數秒內加速至100公里每小時的“飆車”體驗。

要在狹小的車身空間、異常的高低溫和劇烈顛簸的環境下發揮作用，IGBT需通過極難的車規級認證：最大的溫差環境、長達15年的工作壽命、不能有不良品。于是，車輛使用要求的高安全門檻決定了，耗時兩年及以上的車廠認證，成為市場競爭的核心。

在這樣一個中國玩家幾乎沒有存在感的領域，從寧波起家的比亞迪半導體，與比鄰而居的嘉興斯達半導，在新能源汽車行業狂飆突進的十年，一同占據了中國新能源汽車市場IGBT用量的36%，可以稱之為“三分天下有其一”了。根據research and markets的報告，在英飛凌49.2%的市場占有率后，便是比亞迪半導體的20%和斯達半導的16.6%。

考慮到德、日、美三國廠商在21世紀的頭十年幾乎壟斷了所有的IGBT供應，IGBT雙雄創造了新能源汽車領域關鍵部件國產化的驕人戰績。

本文旨在回顧新能源汽車行業IGBT市場的十年變革，并嘗試回答以下三個問題：

1. 中國IGBT雙雄是如何突破壟斷重圍的？

2. 國產化替代究竟是如何發生的？

3. 新十年的行業變局在如何展開？

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IGBT的壟斷由來已久。

其一，從芯片的分類來講，IGBT屬于電力電氣處理相關的功率類，而凡是與電有關的芯片，向來是那些在電氣工業革命中崛起的發達*的禁臠。這類芯片需要同時兼顧電磁學、熱學、力學、物理學等諸多科學領域，德日美三國經過上百年的積淀，科學體系與老師傅經驗早已融會貫通。

其二，隨著IGBT適用的行業范圍不斷擴大，那些掌握核心芯片技術與產能的巨頭公司創造出了一種更聰明的方法來鞏固市場地位：把部分芯片外供給經驗豐富的模塊封裝廠，令他們維護那些零散的長尾客戶，雙方一同制作模塊供應市場。

德系的英飛凌與賽米控，日系的三菱與威科，緊緊的綁定在一起。這種類“主體～從屬”的市場架構，實際上有效劃定了彼此的責任與風險：主體公司承擔技術創新的最大風險，從屬公司則深耕模塊應用，獲得承擔的那部分小風險的固定利潤。

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其三，在臺積電等中國廠商日益專注于數字芯片代工的時代背景下，原先擁有多元化業務的IGBT大廠，紛紛分拆其數字芯片業務，將主業聚焦于IGBT等功率芯片的一體化。隨著英飛凌、三菱等大廠加強對于先進世代技術的研究，并加速在中國市場圈地，壟斷格局被進一步固化了。

正是在這一壟斷背景下，中國的IGBT雙雄幾乎同時在2008年展開了探索，他們的選擇出奇的一致：賣模塊，而且拿的都是英飛凌芯片。

為什么英飛凌肯高抬貴手，或者說，養虎遺患？

供給比亞迪的原因是明顯的，這是一個頗有潛力的客戶，既然他們愿意自己造模塊，那就造吧。供給斯達，則是因為創始人沈華早在90年代工作于歐洲，是英飛凌的老兵，擁有*的渠道關系，斯達造模塊供向本土市場，實為和英飛凌結盟之舉。

但很快，在2010年左右，這兩個當時看起來不起眼的長三角模塊工廠開始了自制芯片的嘗試。

在王傳福收購來的不到兩億元的寧波爛尾芯片工廠，工程師鼓搗出了*代芯片，這是比亞迪一貫的“自力更生、變廢為寶”的經營風格的體現。自從比亞迪2003年收購一家瀕臨破產的*汽車企業秦川開始，外界對王傳福的質疑聲不絕于耳，他一直在危險游戲的邊緣瘋狂微操。

但王傳福有自己的邏輯，在他手下，中國的工人和工程師最大程度發揮了“紅利”：

比亞迪擅長造趁手的適合大規模使用的勞動工具，在產品仿制得當的前提下，比亞迪練就了強大的工程落地能力。寧波的半導體項目，沒有用上最先進的設備，造出來的芯片性能也未必是最佳的，但是各項性能能符合整機廠的產品規格要求，目的就達到了。

與比亞迪半導體相比，留學歸國人員沈華的資本力量更是薄弱，他申請到了一項*研究基金的數百萬元資助，這當然不夠。新生的斯達尋求到了一個浙江民營工廠老板的資金支持，“留學海歸+辦廠老板”，相比于上海VC界支持的一眾芯片公司。

這個長三角組合毫無疑問更加地氣。要辦一個模塊廠，除了要招攬本土的精英人才，還需組織數百個工人從事生產，工程師如何管理工人，是一門需要學習的學問。

不同于自產自銷的比亞迪半導體，斯達之所以能夠推出自研芯片，有賴于上下游產業的支撐。

在上游的芯片制造環節，出現了*代代工廠華虹半導體，為長三角像斯達這類的設計商提供產能。

在下游的應用環節，以匯川技術為首的中國公司崛起，在工廠不間斷電源、電梯變頻器等工控場景的國產化替代上高歌猛進，這給了作為上游的國產IGBT芯片廠國產替代的機會。

但這些進步，大都停留在IGBT最大的市場：新能源汽車之外，那么，斯達又是如何在新能源汽車行業實現替代的？

這就要從IGBT和新能源整車廠之間的商業模式說起了。

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從IGBT供應商到汽車整機廠，中間隔了一層電控廠商。

IGBT模塊和電路板、傳感器、電容等被整合進電機控制器（簡稱電控）中，然后由電控發揮電力轉換、傳輸與分配的功能。

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特斯拉的電控板上，焊上了IGBT、傳感器、電容等各類芯片

圍繞電控方案的整合與實現，市場上出現了三類電控廠商：

一類是整機廠自設。最典型的例子是比亞迪，在其構建的自產自銷的閉合產業鏈條中，半導體子公司制造出IGBT芯片封裝成模塊后，直接供給下游的電控兄弟廠商，這保證了比亞迪高達70%以上的供應鏈自給率，有效降低了成本。

比亞迪之后，新勢力中的蔚來出于掌控自家汽車加速體驗的目的，成立了專注于電驅動系統的子公司xpt，由此開始自研電控。

一類是傳統的汽車零件廠商。最為典型的當數博世在中國成立的合資公司聯合電子，其在電控市場中排名前五。合資廠商憑借母公司在中國的長時間經營優勢和廣泛的技術布局，背靠大樹好乘涼，訂單也有保證。

還有一類是獨立的第三方廠商。如謀求業務轉型的匯川技術。匯川本來主營工控與電源場景的電機，核心技術與新能源汽車相通，在主業國產化滲透率放緩之際，便與瑞士廠商進行技術合作，積極謀求向新能源汽車行業的轉型。

匯川轉型的時間，正是理想、小鵬、威馬等造車新勢力突飛猛進之時。這些新興廠商要整合起來一輛兼具高性能與較好成本控制的車并非易事，前兩類電控廠商已有固定客源，不用發愁。

那么，只有獨立第三方廠商，是有很強愿意被整合到造車新勢力的供應鏈體系的。斯達之于匯川，匯川之于新勢力，都意味著有很強競爭力的國產化替代：

首先，服務更強。下游要定制產品規格，要求上游緊密配合同步研發，國產公司可調撥充足的研發資源滿足需求；

其次，價格優勢。在同樣的性能下，國產公司價格更低，虧損擴張的匯川和造車新勢力們可以盡量節約成本；

最后，供應鏈安全性更高。在貿易戰和缺芯的背景下，一個靠譜的國產供應商的價值不言而喻。

因而，在比亞迪半導體憑借母公司渠道優勢迅速起量之際，斯達也借著匯川在新勢力的接連突破，乘上了新能源汽車行業的東風。斯達的2020年報顯示，其新能源業務收入2.1億元，裝車量達20萬輛，同比增長25%。

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2021年5月，比亞迪公布了半導體公司的分拆上市計劃。公告顯示，比亞迪半導體在2020年度實現了14.4億元的營收，和接近六千萬元的凈利潤。盡管凈利潤率遠遠不及斯達半導，但絲毫不妨礙四十家風投排著隊給這家公司送去了高達27億元的彈藥，而這基本相當于斯達半導2020年初時IPO規模的三倍還要多。

一場新能源IGBT大戰，才剛剛開始。越來越多的上市公司加入了角逐的陣營：華大半導體在2020年發布了車規級芯片，士蘭微開發出了適用于電動車的第五代IGBT產品，中車時代電氣很早收購了英國的dynex公司，技術實力強勁，并建成了國內首條8英寸車規級IGBT芯片生產線。

考慮到車規級芯片動輒兩年起步的驗證期，IGBT雙雄自然不用顧慮這些目前還只是雷聲大雨點小的本土輕量級對手。

真正決定中國市場走向的，是那個看似溫和的德國大塊頭，英飛凌。

英飛凌在最先進的第7代IGBT和碳化硅技術路線上，都占據著統治地位。同時，這一龐然大物通過兩手抓，以期在市場上繼續維持優勢：

一方面，通過并購美國國際整流器公司(International Rectifier，簡稱IR)等標的，在整合進最先進技術同時，也把特斯拉等跑在最前列的廠商牢牢吃定。最先進的技術和應用環境，由此形成了一個源源不斷的良性循環。

另一方面，在規模甚巨的中國市場，英飛凌積極推進本地化擴產。無錫工廠已成為其全球最大IGBT生產基地之一，與上汽合資建廠，也使英飛凌從一開始就綁定了中國歷來最為優質的汽車大戶。

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**的技術布局，全球范圍內的資本運作，加速的本地化運營支持，英飛凌正在悄無聲息的往新能源汽車的桌面上加大籌碼，這個龐然大物不需要斷供斯達或比亞迪半導體，也能輕松維持目前在新能源IGBT市場的**優勢。

所以，芯片的國產化替代，可以走“貿、工、技”的路線。但是要站在創新之巔，彎道超車大多時候是一種抱有機會主義的賭徒幻想。畢竟，當前面的人在所有的可選路徑上都是*的時候，該走的路是一步都不能少的。

致謝：本文得到了資深芯片產品經理俞志宏先生的支持。他早年就讀于上海交大機械與動力工程學院，后赴美留學。2011年起，他任職國際整流器公司*市場工程師，負責了特斯拉Model S電驅動系統和IGBT方案的設計，現就職于瑞薩電子美國分部，負責電源管理和模擬芯片業務，并持有四項美國專利。

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