李書福布局功率半導(dǎo)體，意欲何為？

作為制造業(yè)大國，功率半導(dǎo)體器件在我國的工業(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，可以說是半導(dǎo)體行業(yè)非常重要的細分領(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輪融資由華登國際領(lǐng)投，嘉御資本、高榕資本、沃豐實業(yè)等機構(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)團隊搭建等方面。

從成立到完成首輪融資，晶能微電子僅用6個月，什么來頭？


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，法定代表人為潘運濱，注冊資本1000萬元。

愛企查顯示，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、模塊制造和車規(guī)認(rèn)證的能力。公司以逆變器功率模塊為切入點，開發(fā)車規(guī)級 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、電動摩托車、光伏、儲能等“雙碳”產(chǎn)業(yè)場景。

根據(jù)規(guī)劃，晶能將以逆變器功率模塊為切入點，通過“芯片設(shè)計+模塊制造+車規(guī)認(rèn)證”的組合能力，開發(fā)車規(guī)級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、電動摩托車、光伏、儲能等“雙碳”產(chǎn)業(yè)場景。

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

IGBT、SiC 又是啥？為什么吉利要投資這家公司？


電動汽車的“心臟”

功率半導(dǎo)體模塊是一種快速的電子“開關(guān)”，通過切換“開”和“關(guān)”的狀態(tài)以及驅(qū)動電路，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）和絕緣柵型場效應(yīng)管（MOS）組成，特點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、變頻器等。

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

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

也就是說，一臺車百公里加速性能好不好，主要取決于這臺車的 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)體模塊可以說是電動汽車的“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，主要是通過利用半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)電源開關(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、開關(guān)等。


1.功率半導(dǎo)體分類

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行細分。

②功率模塊：由兩個或兩個以上半導(dǎo)體分立器件芯片按一定電路連接并進行模塊化封裝，主要應(yīng)用于高壓大電流場合，如新能源汽車主驅(qū)逆變、高鐵/動車組等。

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，常見的晶體管主要有BJT、MOSFET和IGBT。

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

②IGBT：是絕緣柵雙極晶體管，是同時具備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：消費電子、新能源汽車、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，市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。基于不同應(yīng)用場景所對應(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)體器件市場規(guī)模

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

全球功率半導(dǎo)體市場基本被歐洲、美國、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廠商合計占比58.7%，市場集中度較高。

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

5、功率半導(dǎo)體模塊競爭格局

目前功率模塊里性能最強的是SiC 碳化硅芯片，能提高工作效率、降低工作損耗、耐高壓可達2萬伏，同時還有散熱良好和體積小的優(yōu)點。

但是，要想大規(guī)模量產(chǎn)裝車 IGBT 或 SiC 有一個最大的問題：成本。一輛純電動汽車需要 IGBT 模塊數(shù)量少則50個，多則數(shù)百個，占整車成本的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，那么成本至少會再提高5-6倍。

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

其次，就拿 IGBT 產(chǎn)業(yè)來說，車規(guī)級 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、制造、測試和銷售；下游就是各家新能源車企。

目前乘用車 IGBT 產(chǎn)業(yè)，國外廠商英飛凌一家獨大，市占率可達一半以上。國內(nèi)車企玩家里，要么是成立合資公司，比如一汽、廣汽、東風(fēng)等都是和中車時代達成合作；要么是以購買為主，比如“蔚小理”。

只有比亞迪重點布局 IGBT，自建產(chǎn)線，并且擁有完整產(chǎn)業(yè)鏈。有媒體估計，比亞迪半導(dǎo)體2021年全年 IGBT 產(chǎn)能為300萬個左右，而比亞迪多次拿下銷冠的成績有目共睹。

也就是說，保證 IGBT 產(chǎn)業(yè)鏈，是保證產(chǎn)量、提升銷量的關(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)車規(guī)級和工控領(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)體集團達成戰(zhàn)略合作。今年10月，吉利和華潤微電子簽訂合作協(xié)議，聯(lián)合設(shè)立汽車傳感器及應(yīng)用實驗室，構(gòu)建車規(guī)級功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)合作機制。

今年12月6日，吉利招標(biāo)平臺發(fā)布《晶能微電子一期工廠改造項目監(jiān)理工程招標(biāo)公告》，項目位于杭州錢開區(qū)，一期工廠年產(chǎn) IGBT 功率模塊約為60萬套。這意味著吉利也加入 IGBT 封裝的自制隊伍。

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

據(jù)晶能CEO潘運濱透露，明年晶能多款產(chǎn)品將開始裝車。隨著晶能的投產(chǎn)，吉利自身功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的布局進一步完善。而這會對吉利汽車性能、汽車產(chǎn)量帶來什么樣的推動作用，未來吉利的成績會告訴我們。