车规功率器件市场国内主要玩家

（文/程文智）根据乘联会的统计，6月份新能源汽车零售量53.2万辆，同比增长187%，渗透率达到了27.4%，预计2022年中国新能源汽车出货量可达585万辆，行业呈现出蓬勃发展的态势。新能源汽车的销量节节攀升，带动了MOSFET、IGBT及SiC等车规级功率器件需求的快速增长。
 
据市场反馈，应用于高压的超结MOSFET和IGBT需求旺盛，安森美已经停止了车用IGBT的接单，英飞凌、ST等IGBT交期超过了一年。根据富昌电子2022Q2市场行情报告，功率器件（MOSFET，IGBT）多数货期在30~60周，且仍有上升的趋势。
 
SiC MOSFET则出现了供不应求的情况，特别是随着蔚来ET5、ET7、小鹏G9等搭载了SiC车型的交付和放量，对SiC MOSFET的需求将会激增，而衬底和晶圆厂技术壁垒高，产能扩张慢，需求将可能难以被满足。毕竟积塔、台湾汉磊、X-Fab等SiC MOSFET晶圆代工厂的产能已经很紧张了，需求增大，只能进一步加剧紧缺。
 
国际厂商的车规级功率器件紧缺已经是不可避免，据小编所知，英飞凌的IGBT自2018年新能源汽车起来后，就没有哪一年不紧张过。那么国产的车规级功率器件有哪些厂商可以提供，目前是什么状态了呢？
 
根据NE时代数据，2022年1~6月我国新能源汽车中，仅上险汽车的电控装机就有231万套，比去年同期增加了近1倍，其中有29万多套的低压MOSFET车型，201万套的中高压功率模块车型。这就意味着今年半年，功率模块企业就要交付去年一整年的交付量，交付压力可想而知。根据统计数据，排名前十的交付企业有，英飞凌53.3万套、比亚迪半导体39.3万套、斯达半导体34.2万套、时代电气22.6万套、ST 19.8万套、安森美12.4万套、博世（含联合电子）8.2万套、富士电机4.7万套、博格华纳3.1万套、日立1.5万套。
 
斯达半导体：A级车出货占比提升，SiC布局初现成果

电机驱动系统是新能源汽车的心脏，而IGBT是其核心器件，IGBT可将直流电转换为交流电后，驱动汽车电机，其成本占电机控制器总成本的40%左右。根据车型的不同，单车IGBT价值在800元~4000元之间，当前平均价值约为1800元。
 
2021年，斯达半导体在新能源汽车业务营收约为5亿元，主要配套为A00级汽车，数量在20万左右。今年车规级IGBT持续放量，配套车型也覆盖到了A00级到B+级车型，且今年有望逐步提高A+级车型配套占比。
 
2021年，斯达半导提新增了多个使用全SiC MOSFET模块的800V系统的主电机控制器项目定点，而SiC模组的价格是同等硅基IGBT的3~5倍，SiC模块的布局将丰富斯达半导体产品结构，提升产品单价。
 
据此前斯达半导体发布的公告，截至2021年9月，SiC产品在手订单达3.4亿元，交货期在2022~2023年，故2022年斯达半导体车规SiC产品有望大规模起量。斯达半导体的SiC模块采用的是罗姆的芯片，目前在给小鹏P9和宇通客车供货，且与蔚来、理想、红旗也在谈合作，目前主要在测试阶段。
 
而且，斯达半导体在2021年公告了35亿定增项目方案，用于大功率IGBT芯片、SiC芯片产线等项目的建设。项目完成有望使得：1）公司具备3300V及以上IGBT模块的供应能力，可进一步拓宽公司在轨交、电网领域的产品实力；2）公司将拥有自主的车规SiC MOSFET芯片，从而提升车规级SiC模块的产能保障能力。2023年项目达产后有望一方面助力公司在大功率IGBT领域的拓展，一方面巩固公司在新能源车/SiC领域的优势。
 
从客户方面来看，斯达半导体的主要客户包括汇川技术、上海电驱动、巨一动力等电控领域的主要玩家，而这些电控厂商的服务客户包括小鹏、理想、奇瑞、长城、广汽、长安和宇通客车等。
 
新洁能：汽车MOSFET快速上量

新洁能的主要产品为MOSFET和IGBT等功率器件。近年来，其营收结构中，低压的沟槽型MOSFET占比逐渐降低，更高端的屏蔽栅（SGT）MOSFET占比逐渐提高，且IGBT业务在2021年取得突破，营收占比大幅增加至5.4%。
 
在汽车电子领域，2021年，新洁能导入了比亚迪，实现了十几款产品的大批量供应；光伏领域，IGBT和MOSFFET产品在光伏逆变器，光伏储能国内主要的头部企业均实现大批量销售，有望成为今年重要增长点。
 
产品机构化升级方面，新洁能12寸1200V IGBT产品已经量产，在光伏逆变器行业多家典型客户大批量应用；1200V新能源车用SiC MOSFET产品首次流片验证完成；多款车用功率器件产品获得了AEC-Q100标准的认证。
 
此外，在未来投入方面，2021年11月12日公司发布公告，拟募集资金总额不超过145,000.00万元，投入建设SiC&GaN功率器件及封测/功率驱动IC及IPM研发，及产业化/SiC&IGBT&MOS等功率集成模块（含车规）研发及产业化。该募投项目在2022年5月17日获证监会核准批复。
 
时代电气：车规IGBT开始供货

时代电气是中国中车旗下股份制企业，涵盖轨交装备、新兴装备等业务，形成了“基础器件+装置与系统+整机与工程”的完整产业链结构。在轨交装备中，其产品主要包括轨道交通电气装备、轨道工程机械、通信信号系统等。
 
时代电气的新兴装备业务包括功率半导体、新能源汽车电驱、工业变流产品、传感器件等，且营收占比快速提升。新兴装备业务2021年收入占比达17%，环比增加5%。IGBT二期产能释放将推动新能源业务进一步发展。时代电气的IGBT模块产品覆盖电压等级广，并主要以高电压等级的电网、新能源汽车、风电、光伏应用为主。截至2021年末，时代电气拥有两条8寸IGBT产线，一期和二期产线的设计产能分别为1、2万片/月。
 
其IGBT二期产能在逐步爬坡中，预计在今年将释放主要增量，从而推动新能源领域业务快速发展。有机构预计2022年时代电气新能源汽车用模块出货量将超100万，且客户不止国内造车新势力，可能会积极突破海外大厂。同时，时代电气的SiC产能和技术也在持续升级，据悉，他们已经开发出1200V SiC六单元模块和基于该模块的电机控制器。有望在年内开始获得小批量定单。
 
不久前发布的理想L9搭载的增程式动力系统，采用了智能四驱，前驱动电机最大功率130kW，后驱动电机最大功率为200kW。总功率330kW；CLTC工况综合续航里程1315km，纯电续航里程215km，百公里加速5.3s。其车内的IGBT模块供应商之一就是时代电气。
 
士兰微：大幅扩产见成效

士兰微在2003年就已经上市，当时就开始建设特殊工艺的生产线。其第一条生产线是5英寸的，2004年建了6英寸生产线，2017年3月，建成了8英寸的生产线，现在在厦门投资建设了12寸生产线。 是国内为数不多的IDM厂商之一。
 
在IGBT方面，士兰微在2017年8英寸生产线建好，2018年IGBT相关设备到场后，就开始积极推进了，尤其是汽车模块。其实IGBT芯片的开发，国内大概有两类，一类叫HP one，一类叫HPD。其中，HP one对标英飞凌第四代IGBT，HPD对标英飞凌第五代IGBT。虽然仅是相差一代，但技术难度却非常大。士兰微2018年开始开发HPD芯片，2019年底左右，完成开发，目前开发平台已经拓展到了1200V。
 
其车规级IGBT主要量产的是HP one封装模块，HPD车规模块推出比较晚，还没有量产，预计10月份才开始有产能，不过HPD模块已经通过了比亚迪的验证。其车规IGBT产品还得到了英搏尔、吉利等客户的认可，公司规划在成都新建年产720万只车规模块产线。
 
SGT MOSFET方面，已经在五菱宏光MINI上有应用，据说一辆车至少要用72颗，多的甚至到了96颗，而士兰微占了供应的80%。
 
此外，其SiC单管和主驱模块也已经在给客户送样过程中。
 
长期看，士兰微拥有国内产能规模领先的12寸产线，大尺寸晶圆+产能规模带来成本优势，长期有望充分受益功率和模拟芯片国产化进程。
 
宏微科技：车规级IGBT厚积薄发

宏微科技自2006年成立以来，一直从事IGBT、FRED为主的功率半导体芯片、单管、模块和电源模组的设计、研发、生产和销售，同时为客户提供功率半导体器件的解决方案。目前，产品已涵盖IGBT、FRED、MOSFET芯片及单管产品100余种，IGBT、FRED、MOSFET、整流二极管及晶闸管等模块产品400余种；应用于工业控制（变频器、电焊机、UPS 电源等），新能源发电（光伏逆变器和风能变流器），电动汽车（电控系统、空调系统和充电桩）等领域。
 
在汽车领域，2021年宏微科技的400A/750V车用6单元IGBT模块产品成功通过客户认证，已进入小批量交付阶段；820A750V车用6单元IGBT模块产品已完成设计定型，客户认证及全自动模块生产线的导入工作，为大批量订单交付做好了准备；1500A/1200VSiC模块产品已完成设计开发并通过客户端测试验证。
 
结语

相较于去年，车用功率器件的国产化的程度已经大幅提升，随着各车企产能的提升，预计2022年下半年至2023年，将会迎来新能源汽车功率器件的国产替代高峰期。
 
另外，随着800V高压平台在新能源汽车领域的采用，SiC等第三代半导体器件的应用也将会水涨船高，目前SiC还没有大规模装车的原因，一是成本，现在SiC成本是IGBT成本的3~5倍；另一个是技术难度，目前很多电控厂商还没有研究到位，电驱不好控制，另外模块厂在封装上也要继续研究。总的来说，SiC应用是一个系统性问题。