李書(shū)福布局功率半導(dǎo)體，意欲何為？

作為制造業(yè)大國(guó)，功率半導(dǎo)體器件在我國(guó)的工業(yè)、新能源、軍工等領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用，具有很高的戰(zhàn)略地位。功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，可以說(shuō)是半導(dǎo)體行業(yè)非常重要的細(xì)分領(lǐng)域。

吉利投資的晶能微電子，已經(jīng)完成首輪融資。此次Pre-A輪融資由華登國(guó)際領(lǐng)投，嘉御資本、高榕資本、沃豐實(shí)業(yè)等機(jī)構(gòu)跟投。公司表示，這輪融資主要用于功率半導(dǎo)體模塊的研發(fā)投入、產(chǎn)線建設(shè)以及技術(shù)團(tuán)隊(duì)搭建等方面。

從成立到完成首輪融資，晶能微電子僅用6個(gè)月，什么來(lái)頭？


晶能微電子

晶能微電子，全稱浙江晶能微電子有限公司，2022年6月20日成立，法定代表人為潘運(yùn)濱，注冊(cè)資本1000萬(wàn)元。

愛(ài)企查顯示，該公司由吉利邁捷投資有限公司、寧波微馬企業(yè)管理合伙企業(yè)（有限合伙）和杭州粒辰企業(yè)管理合伙企業(yè)（有限合伙）共同持股。

晶能微電子具有芯片設(shè)計(jì)、模塊制造和車(chē)規(guī)認(rèn)證的能力。公司以逆變器功率模塊為切入點(diǎn)，開(kāi)發(fā)車(chē)規(guī)級(jí) IGBT 芯片及模塊、SiC 器件、中低壓 MOSFET等產(chǎn)品，可以用于新能源汽車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、光伏、儲(chǔ)能等“雙碳”產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景。

根據(jù)規(guī)劃，晶能將以逆變器功率模塊為切入點(diǎn)，通過(guò)“芯片設(shè)計(jì)+模塊制造+車(chē)規(guī)認(rèn)證”的組合能力，開(kāi)發(fā)車(chē)規(guī)級(jí)IGBT芯片及模塊、SiC器件、中低壓MOSFET等產(chǎn)品，服務(wù)于新能源汽車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、光伏、儲(chǔ)能等“雙碳”產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景。

而晶能此次融資就是要投入研發(fā) IGBT 和 SiC 這類(lèi)功率半導(dǎo)體模塊。

IGBT、SiC 又是啥？為什么吉利要投資這家公司？


電動(dòng)汽車(chē)的“心臟”

功率半導(dǎo)體模塊是一種快速的電子“開(kāi)關(guān)”，通過(guò)切換“開(kāi)”和“關(guān)”的狀態(tài)以及驅(qū)動(dòng)電路，改變電流和電壓狀態(tài)。而功率模塊包括 IGBT 模塊和 SiC 模塊。

其中的IGBT，也就是絕緣柵雙極型晶體管，由雙極型三極管（BJT）和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（MOS）組成，特點(diǎn)是高輸入阻抗和低導(dǎo)通壓降，非常適用于直流電壓600V及以上的變流系統(tǒng)，比如交流電機(jī)、變頻器等。

IGBT 模塊可以通過(guò)脈沖寬度調(diào)制，把輸入的直流電變成所需頻率的交流電，反過(guò)來(lái)也可以。

應(yīng)用到新能源車(chē)上，IGBT 就是負(fù)責(zé)把電池供應(yīng)的直流電，轉(zhuǎn)換為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)需要的交流電，而交流電的頻率又關(guān)聯(lián)著電機(jī)轉(zhuǎn)速。

也就是說(shuō)，一臺(tái)車(chē)百公里加速性能好不好，主要取決于這臺(tái)車(chē)的 IGBT 模塊好不好用。

并且，充電樁提供交流電，電池充電需要直流電，這中間需要 IGBT 模塊將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。這意味著充電速度和充電效率也依賴 IGBT 模塊的性能。

除了充電和加速快慢，電耗、變速順不順滑等性能也和 IGBT 模塊的優(yōu)劣有關(guān)。

因此，功率半導(dǎo)體模塊可以說(shuō)是電動(dòng)汽車(chē)的“心臟”，重要性不言而喻。


功率半導(dǎo)體行業(yè)概況

功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，主要是通過(guò)利用半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)電源開(kāi)關(guān)和電力轉(zhuǎn)換的功能，具體用途包括變頻、變相、變壓、逆變、整流、增幅、開(kāi)關(guān)等。


1.功率半導(dǎo)體分類(lèi)

功率半導(dǎo)體按照封裝形式和集成化程度可分為功率分立器件、功率模組及功率IC。

①功率半導(dǎo)體分立器件：指二極管、晶閘管等用于處理電能的器件，其本身在功能上不能再進(jìn)行細(xì)分。

②功率模塊：由兩個(gè)或兩個(gè)以上半導(dǎo)體分立器件芯片按一定電路連接并進(jìn)行模塊化封裝，主要應(yīng)用于高壓大電流場(chǎng)合，如新能源汽車(chē)主驅(qū)逆變、高鐵/動(dòng)車(chē)組等。

③功率IC：指將高壓功率器件與其控制電路、外圍接口電路及保護(hù)電路等集成在同一芯片的集成電路。

在功率器件中，晶體管份額最大，常見(jiàn)的晶體管主要有BJT、MOSFET和IGBT。

①M(fèi)OSFET：是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是一種廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管，更適用于高頻場(chǎng)景。

②IGBT：是絕緣柵雙極晶體管，是同時(shí)具備MOSFET的柵電極電壓控制特性和BJT的低導(dǎo)通電阻特性的全控型功率半導(dǎo)體器件，更適用于高壓場(chǎng)景。


2.功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈

功率半導(dǎo)體上游為原材料，包括硅片（研磨片、拋光片和外延片）、鉬片、引線框架、管殼及散熱器等，涉及材料工業(yè)、裝備制造業(yè)、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)，原材料價(jià)格直接影響到下游企業(yè)整體成本。功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用廣泛，幾乎涵蓋所有電子制造業(yè)，包括為消費(fèi)電子、工業(yè)控制、電力傳輸和新能源等領(lǐng)域。


3、功率半導(dǎo)體應(yīng)用范圍

功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用廣泛，基本上涉及到電力系統(tǒng)的地方都會(huì)使用功率器件。下游應(yīng)用領(lǐng)域主要可分為幾大部分：消費(fèi)電子、新能源汽車(chē)、可再生能源發(fā)電及電網(wǎng)、軌道交通、白色家電、工業(yè)控制，市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)?；诓煌瑧?yīng)用場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的功率和頻率，人們選擇使用相應(yīng)的功率器件和基材。


4、功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)規(guī)模

受益于下游需求拉動(dòng)，全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)，2020年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模422億美元，預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到538億美元。

全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)基本被歐洲、美國(guó)、日本廠商主導(dǎo)。根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)，2020年全球功率分立器件和模組市場(chǎng)規(guī)模209億美元，其中英飛凌占比19.7%，排名第1；安森美占比8.3%，排名第2；意法半導(dǎo)體占比5.5%，排名第3；Top10廠商合計(jì)占比58.7%，市場(chǎng)集中度較高。

中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模也保持持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模153億美元，占全球市場(chǎng)36.3%，預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到197億美元。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，電源管理IC占比61%，MOSFET占比20%，IGBT占比14%。

5、功率半導(dǎo)體模塊競(jìng)爭(zhēng)格局

目前功率模塊里性能最強(qiáng)的是SiC 碳化硅芯片，能提高工作效率、降低工作損耗、耐高壓可達(dá)2萬(wàn)伏，同時(shí)還有散熱良好和體積小的優(yōu)點(diǎn)。

但是，要想大規(guī)模量產(chǎn)裝車(chē) IGBT 或 SiC 有一個(gè)最大的問(wèn)題：成本。一輛純電動(dòng)汽車(chē)需要 IGBT 模塊數(shù)量少則50個(gè)，多則數(shù)百個(gè)，占整車(chē)成本的5%-10%，甚至僅次于電池。

并且，如果想要性能更上一層樓，使用 SiC 芯片，那么成本至少會(huì)再提高5-6倍。

而想要降低成本，首先需要有更多玩家入場(chǎng)布局，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

其次，就拿 IGBT 產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，車(chē)規(guī)級(jí) IGBT 產(chǎn)業(yè)鏈上游是硅晶圓、封裝材料等原材料供應(yīng)商，以及檢測(cè)設(shè)備等設(shè)備供應(yīng)商；中游是生產(chǎn)商，負(fù)責(zé) IGBT 相關(guān)器件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和銷(xiāo)售；下游就是各家新能源車(chē)企。

目前乘用車(chē) IGBT 產(chǎn)業(yè)，國(guó)外廠商英飛凌一家獨(dú)大，市占率可達(dá)一半以上。國(guó)內(nèi)車(chē)企玩家里，要么是成立合資公司，比如一汽、廣汽、東風(fēng)等都是和中車(chē)時(shí)代達(dá)成合作；要么是以購(gòu)買(mǎi)為主，比如“蔚小理”。

只有比亞迪重點(diǎn)布局 IGBT，自建產(chǎn)線，并且擁有完整產(chǎn)業(yè)鏈。有媒體估計(jì)，比亞迪半導(dǎo)體2021年全年 IGBT 產(chǎn)能為300萬(wàn)個(gè)左右，而比亞迪多次拿下銷(xiāo)冠的成績(jī)有目共睹。

也就是說(shuō)，保證 IGBT 產(chǎn)業(yè)鏈，是保證產(chǎn)量、提升銷(xiāo)量的關(guān)鍵。


吉利早已布局，意欲何為？

除了晶能微電子，早在2021年，吉利就和芯聚能半導(dǎo)體、芯合科技等企業(yè)合資成立廣東芯粵能半導(dǎo)體有限公司，制造和研發(fā)車(chē)規(guī)級(jí)和工控領(lǐng)域的碳化硅芯片。

同年8月，吉利又和功率半導(dǎo)體企業(yè)羅姆半導(dǎo)體集團(tuán)達(dá)成戰(zhàn)略合作。今年10月，吉利和華潤(rùn)微電子簽訂合作協(xié)議，聯(lián)合設(shè)立汽車(chē)傳感器及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，構(gòu)建車(chē)規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)合作機(jī)制。

今年12月6日，吉利招標(biāo)平臺(tái)發(fā)布《晶能微電子一期工廠改造項(xiàng)目監(jiān)理工程招標(biāo)公告》，項(xiàng)目位于杭州錢(qián)開(kāi)區(qū)，一期工廠年產(chǎn) IGBT 功率模塊約為60萬(wàn)套。這意味著吉利也加入 IGBT 封裝的自制隊(duì)伍。

不僅如此，《晶能微電子一期工廠改造項(xiàng)目進(jìn)出口代理服務(wù)的招標(biāo)公告》也同時(shí)發(fā)布，吉利或許也想進(jìn)軍全球市場(chǎng)。

據(jù)晶能CEO潘運(yùn)濱透露，明年晶能多款產(chǎn)品將開(kāi)始裝車(chē)。隨著晶能的投產(chǎn)，吉利自身功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的布局進(jìn)一步完善。而這會(huì)對(duì)吉利汽車(chē)性能、汽車(chē)產(chǎn)量帶來(lái)什么樣的推動(dòng)作用，未來(lái)吉利的成績(jī)會(huì)告訴我們。