決勝新能源：比亞迪到底勝算幾何？

　　[汽車之家 行業]  據中汽協發布的數據顯示，11月，我國新能源汽車銷量為16.9萬輛，較去年同期增長37.6%。前11個月新能源汽車總銷量103萬輛，較上年同期增長68%。在國內新能源車銷量不斷看漲的同時，中國的新能源行業再有好消息傳來——中國車企比亞迪在技術領域再獲突破。

　　2018年12月10日，比亞迪在浙江寧波公開發布了IGBT4.0技術，這意味著電動車的“中國芯”研發取得重大進展。據介紹，IGBT4.0在諸多關鍵技術指標上都優于當前市場主流產品，其電流輸出能力較當前市場主流的IGBT高15%，支持整車具有更強的加速能力和更大的功率輸出能力；同等工況下，綜合損耗較當前市場主流的IGBT降低了約20%。這意味著比亞迪電動車在應對各種極端氣候、路況時，能有更高的可靠性和更長的使用壽命。

　　隨著中國具備自主知識產權的IGBT產品實現量產，中國在這個領域中實現了與德國、日本三分天下。但是從整體來看，面對國內外競爭對手的虎視眈眈，比亞迪在這場全球性的電動車核心技術爭奪戰中，依然“壓力山大”。

 ●不能不提的IGBT

　　IGBT是什么？它的全稱是絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor)，是功率半導體器件第三次技術革命的代表性產品，具有高頻率、高電壓、大電流，易于開關等優良性能，被業界譽為功率變流裝置的“CPU”，小到家電，大到飛機、艦船、交通、電網等戰略性產業，都無法離開它。

　　那么，新能源汽車為何要用到IGBT呢？其實，無論是太陽能電池、風力發電還是新能源汽車，其系統應用都需要把直流電轉換為交流電，承擔這一任務的部件稱為逆變器。而逆變器的核心器件，正是IGBT，也是價格最高的部件之一。IGBT的芯片與動力電池電芯并稱為電動車的“雙芯”，是影響電動車性能的關鍵技術。

　　電動車的常用電壓一般為600-1200V，對電動車而言，IGBT決定了驅動系統的扭矩（直接影響加速能力）、最大輸出功率（直接影響最高時速），以及車輛的電能損耗（直接影響續駛里程）等�？梢哉f，你在大街上看到的每一輛電動車，內部都安裝有IGBT。據稱，在一輛電動車的成本當中，IGBT要占到5%左右。

　　作為一種技術含量極高的元器件，即便在全球市場內，IGBT主要供應廠商也不多，并且基本是歐美及日本幾家公司。此前代表著IGBT技術的最高水平的公司包括德國英飛凌、瑞士ABB以及日本三菱、東芝、富士等公司。在高電壓等級領域(3300V以上)更是完全由英飛凌、ABB、三菱三大公司所控制。

『IGBT』

　　相關數據顯示，中國IGBT市場長期被國際巨頭壟斷，90%的市場供應來自于英飛凌、三菱等海外巨頭�；�本上目前絕大部分市面上生產的新能源車，其IGBT模塊都要從國外采購。

 ●比亞迪在IGBT領域的奮斗史

　　那么，比亞迪是什么時候進入IGBT領域的呢？

　　1995年，比亞迪在深圳成立，以電池生產為主要業務。2003年，比亞迪成為全球第二大充電電池生產商，同年組建比亞迪汽車，涉足整車領域。2005年，比亞迪就開始組建自身研發團隊，投入重金布局IGBT產業。業內公認，比亞迪是IGBT領域國內一流的集設計、制造和銷售為一體的集成電路系統集成服務商（IDM），其在國內的競爭對手包括株洲中車時代電氣、杭州士蘭微、吉林華微、中航微電等等。

　　2009年9月，比亞迪研發的IGBT芯片通過了中國電器工業協會電力電子分會組織的科技成果鑒定，開始打破國際巨頭的技術壟斷。

　　對比亞迪IGBT研發同樣重要的一件事也發生在2009年。這一年，比亞迪收購了臺灣留美博士馮明憲與蔡南雄創辦的寧波中緯電路工廠，由此建立了深圳、寧波兩大生產基地。

　　2005年至今，比亞迪已經陸續掌握IGBT芯片設計和制造、模組設計和制造、大功率器件測試應用平臺、電源及電控等環節，也是目前國內唯一一家擁有IGBT完整產業鏈的車企。數據顯示，截至2018年11月，比亞迪的IGBT模塊累計裝車已經超過50萬輛。

『比亞迪生產的IGBT』

　　除了打破國際巨頭的壟斷，比亞迪IGBT4.0的意義，可能還在于為更多新能源車企業提供性價比高、發貨速度快的IGBT模塊。

　　根據富昌電子（Future Electronics LTD）的統計，2018年，應用于新能源汽車的IGBT模塊的交貨周期最長已達到52周（正常情況下為8-12周）。預計2018-2022年全球新能源汽車產量年復合增長率達30%，但同期車規級IGBT產量的年復合增長率僅為15.7%。

　　比亞迪對外公布的規劃是，2018年年底比亞迪IGBT晶圓的產能將擴大到月產5萬片，如果一輛車用一片，相當于供應5萬輛車的產能。到2020年，比亞迪希望達到月產10萬片晶圓的能力，每年可供應120萬輛車裝車。

『比亞迪發布IGBT4.0』

　　當然，目前國內汽車領域在做IGBT的也并不止比亞迪一家。2015年底，中車株洲所旗下時代電氣公司與北汽集團旗下的北汽新能源簽署協議，全面啟動汽車級IGBT、電機驅動系統等業務的合作。

　　2017年底，北汽新能源汽車股份公司與江蘇宏微科技股份有限公司聯合成立宏微-北汽新能源IGBT聯合實驗室，計劃從芯片設計到模塊設計與封裝再到電機控制器設計與生產，聯合打造電機控制器產業鏈。

　　2018年年初，英飛凌與上海汽車集團股份有限公司成立合資企業上汽英飛凌汽車功率半導體（上海）有限公司，英飛凌在合資公司中的占股比例為49%。合資公司投資共分為三期，首期投資合一億歐元。

　　由此看來，盡管目前比亞迪是國內唯一掌握IGBT技術的新能源車企，但該領域的對手也并不在少數，北汽、上汽作為后來者也加入車用IGBT研發的隊伍。這將會是一場持久戰。

●電動車技術競爭戰火仍酣

　　于比亞迪而言，IGBT技術的突破是一大步。但對于電動車的核心技術競爭來說，這一步雖然重要，但卻只是攻克了其中一個壁壘。從電池、電機到電控再到材料，電動車行業未來的競爭依然激烈。

　　以電池為例，其技術路線也經歷了多次搖擺，不同的車企對于電池的研發和使用也各有選擇。主流的電池包括磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，比亞迪在早期選擇是自主研發的磷酸鐵鋰電池。其主要原因，在于車載電池界的日韓企業早早的掌握了錳酸鋰和三元鋰的核心技術。尤其是三元鋰，無論是技術、工藝還是設備，日韓行業龍頭都已達到非常成熟穩定階段。但當時磷酸鐵鋰電池技術方面日韓、歐美的企業涉及較少，且安全性相較鋰電池更高，故比亞迪一開始就選擇磷酸鐵鋰電池作為突破口，其技術很快達到領先水平。

『比亞迪生產的電池』

　　但從現在來看，比亞迪當時的選擇未必絕對正確。由于碳酸鐵鋰電池的能量密度較低，在續航里程相同的情況下，搭載磷酸鐵鋰電池的車輛自重更高，直接導致能耗不理想。在北方寒冷的天氣，比亞迪的磷酸鐵鋰電池衰減比較嚴重，而三元鋰電池在低溫狀態下放電性能更好，所以比亞迪在北方市場的認可度常年較低。當然，電動大巴等商用車使用碳酸鐵鋰電池的效果還是不錯的。

　　更為致命的沖擊來自政策層面。近年來，國家對新能源汽車的電池能量密度要求逐步提高，磷酸鐵鋰電池受限于材料的問題，能量密度很難再繼續提高，所以比亞迪也不得不于2017年前后大量使用三元鋰電池。但是，就目前的情況來看，在鋰電池的研發領域，比亞迪還暫時不能趕超已經有大量技術儲備的松下，后者的鋰電池被特斯拉等中外知名電動車企業大量使用。即便在國內，寧德時代的三元電池單體密度已達到200Wh/kg，到2020年的規劃是250Wh/kg-300Wh/kg，而比亞迪到2020年的規劃最高是250Wh/kg，相較起來，比亞迪的三元鋰電池技術上并不占優。

　　隨著技術的發展，氫燃料電池開始被視為新能源電池的未來發展方向。氫燃料電池最基本原理就是電解水的逆反應，它不用充電，只需要加氫氣，使用異常方便，但其儲存和運輸方面還有很多障礙。所以，圍繞電動車電池的研發和競爭還將持續，比亞迪還需要在這方面繼續努力。

『比亞迪 唐(參數|詢價)新能源』

　　作為新能源汽車的心臟，電機能夠將電池中的電能轉換為動力，保證平順、穩定的動力轉化，讓車輛高效前行。在電機選取的思路上，特斯拉、北汽新能源采用的都是目前技術更成熟、應用領域廣泛的異步電動機。而比亞迪卻卻選擇了另外一條路線，即研發永磁同步電動機。

　　永磁同步電機與普通異步速電機相比，具有效率高、啟動轉矩大、體積小、重量輕的優勢，當然也存在控制問題、成本問題需要攻克。比亞迪自主研發的永磁同步電機，在效率以及功率密度方面得到了不小提升，提速性能比異步電動機更快，且結構簡單，維護起來相對容易。目前最新的資料顯示，比亞迪的新一代電機的最大功率已達160kw，峰值扭矩310Nm。

『永磁同步電機』

　　在電控系統方面，比亞迪雙�；旌蟿恿�車采用自主研發的電機控制系統，低速時采用電機驅動，節約能耗，高速時采用發動機驅動，效率較高，提高了燃油經濟性。當然，比亞迪的電控技術相較國內車企具備一定優勢，但和特斯拉研發的電控技術相比，目前還是相對遜色，仍需繼續優化。

　　航空界有句術語，一代材料，一代戰機。其實，電動車領域也同樣如此。隨著電動車性能不斷地提升，對功率半導體組件提出了更高的要求。尋求更低芯片損耗、更強電流輸出能力、更耐高溫的全新半導體材料，已成為學界和業界的共識，比亞迪也加入了這一戰場。

　　碳化硅（SiC）器件比硅（Si）器件具備更高的電流密度，在功率等級相同的條件下，采用碳化硅（SiC）器件可將電力驅動系統體積減小3-5倍，使系統的功率密度更高、設計更緊湊。因此，在相同的電池容量下，基于碳化硅（SiC）的驅動系統使電動車續航里程更長。目前，比亞迪已投入巨資布局SiC，并將整合材料（高純碳化硅粉）、單晶、外延、芯片、封裝等SiC基半導體全產業鏈，致力于降低SiC器件的制造成本，加快其在電動車領域的應用。

『碳化硅（SiC）』

　　2018年12月10日，比亞迪對外宣布，已經成功研發了SiC MOSFET（汽車功率半導體包括基于硅或碳化硅等材料打造的IGBT或MOSFET等），有望于2019年推出搭載SiC電控的電動車。預計到2023年，比亞迪將在旗下的電動車中，實現SiC基車用功率半導體對硅基IGBT的全面替代，將整車性能在現有基礎上提升10%。

　　編輯觀點：逆水行舟，不進則退。盡管比亞迪掌握了“電池、電機、電控”這一核心技術鏈，并在IGBT等領域取得一些突破，但技術的迭代速度永遠讓人吃驚。特斯拉、寶馬、奧迪等傳統車企紛紛入局電動車，松下在電池領域的技術領先優勢也暫時無法撼動，要想贏得激烈的新能源車爭奪戰，比亞迪還需要付出更多的努力。（文/汽車之家 彭科峰）

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