原创新能源汽车的“芯”路程

 2020-9-8 09:26  1551 26 26 分类: 电源/新能源

一、新能源汽车产业的机遇

新能源汽车产业的溢出效应巨大，它的发展有效促进了通信、互联网、电子信息、充电设施等行业的协同创新发展。与此同时，随着汽车电动化、网联化、智能化的趋势越来越明显，新能源汽车的创新也离不开芯片等电子信息技术。自2010年以来，这10年间中国一直以各项政策措施刺激消费者和制造商涌入新能源汽车市场。

如今，在绿色、低碳和可持续发展这些大方向倡导下，中国的新能源汽车产业快速发展，更多的人开始接受新能源汽车。按发展规划，到2025年，中国市场新能源汽车的销量将会达到700万辆，约占全部汽车销量的25%。因此，中国的新能源汽车产业的发展，比其他国家地区都要迅速，并且市场规模非常巨大。

二、芯片是新能源汽车的心脏

从传统汽车到新能源，无论车型如何变化，技术如何更新，都离不开主导和控制各部件功能实现的纽带---芯片。可以说，没有芯片，汽车就无法运行。

在纯电动汽车系统中，电源系统、电机控制和调速、传动系统、转向装置、制动系统以及各种单体功能实现，都或多或少的直接或间接需要芯片控制，尤其当前使用的域控制器，更需要芯片之间的配合和实现；而新能源汽车区别于传统汽车最核心的技术就是“三电”：电池、电机、电控。而最为关键的IGBT芯片——IGBT直接控制驱动系统直、交流电的转换，决定了车辆的扭矩和最大输出功率等。其优异的电流输出控制能力可提升新能源车的输出功率，直接提升整车的加速性能。

有人问，什么是IGBT？（Insulated Gate Bipolar Transistor）

1）IGBT，全称是“绝缘栅双极型晶体管”，是由 BJT(双极结型晶体三极管) 和 MOS(绝缘栅型场效应管) 组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件。

2）IGBT，IGBT融合了MOSFET以及BJT两种器件的优点，如驱动功率小，饱和压降低等。IGBT芯片只有人的指甲盖那么大小，其上蚀刻十几万乃至几十万的微观结构电路，只有借助显微镜才能看清。然而，就是这个指甲盖大小的东西，却在能源转换与传输中起着心脏般的重要作用，它是自动控制和功率变换的核心器件，是影响电动汽车性能的核心技术。

3）IGBT，它被称为电力电子装置的“CPU”。形象地说，IGBT就是一个控制电能的超级开关。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键技术。IGBT约占整车成本的5-10%，是除电池之外成本第二高的元件。

三、国内与国外的IGBT芯片现状差异

IGBT芯片属于汽车功率半导体的一种，因设计门槛高、制造技术难、资金投入大，被业内称为电动汽车核心技术的“珠穆拉玛峰”。目前，我国车用IGBT技术相比于国外，芯片和模块在国内尚未完全形成产业布局，IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。因而，中国汽车芯片市场基本由国外厂商主导，英飞凌、NXP、高通等占据了绝大部分市场份额。

——2019年国内新能源汽车用IGBT市场份额

四、国内车规级芯片破局之路

习近平主席在召开的中央财经委员会第二次会议上强调，关键核心技术是国之重器，对推动我国经济高质量发展、保障国家安全都具有十分重要的意义，必须切实提高我国关键核心技术创新能力，把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里，为我国发展提供有力科技保障。

在汽车半导体在时代发展的大背景下，我们看到，传统芯片厂商之间正在通过兼并收购等方式快速扩展技术和产品能力、建立整合优势；老牌半导体厂商自主技术逐渐突破，迎来曙光；科技巨头也加紧推进在自动驾驶计算类芯片领域的布局和产品落地，AI智能芯片成为创业企业的发展摇篮。伴随汽车智能化渗透率提升，传感器芯片、控制器芯片、智能座舱芯片等市场规模有望快速成长。中国汽车半导体有望迎来需求（电动智能互联）&供给（进口替代）共振！

小结

在展望新能源汽车快速发展的同时，我们须认识到，稳定、高效、安全、可靠的电池管理系统（BMS）产品，是保障电动汽车的正常运行的关键，而电池管理芯片是核心，只有芯片的国产化，我国新能源汽车才能拥有可持续发展的“芯”未来。

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