工业和信息化部主管 中国电子报社主办
收藏本站投稿

半导体

汽车缺芯从MCU转到IGBT,碳化硅功率器件“解不了近渴”?

汽车行业分析公司AFS的最新数据显示,由于芯片短缺,今年全球汽车市场累计减产量约为281.02万辆。AFS预测,到今年年底,全球汽车制造商将减产368.06万辆。

在过去的两年里,全球范围内的芯片短缺令所有人措手不及,其中最受影响的就是汽车芯片,导致各大汽车厂商陷入“停产待芯”的境地,纷纷放出了减产的消息。而近期,消费电子类的芯片需求大幅降低,出现减产砍单的现象,各大芯片厂商也将产能偏移向了更热门的汽车芯片,并且更多的厂商也加入了汽车芯片的生产行列,于是就有“汽车芯片已经不再紧缺”的消息传出。但据记者了解,仅仅是部分汽车芯片得到了缓解,整个汽车芯片市场正在往结构性紧缺上转变。这其中最为紧俏的,甚至被称为卡住汽车生产喉咙的就是IGBT功率芯片。

微信截图_20220804152837.png

需求大、扩产难、周期长,形势严峻

据了解,虽然汽车产销量同比下跌,但是新能源汽车却同比大幅增长。而对于芯片的需求,新能源车要比传统燃油车用量多很多,这也是导致汽车芯片需求,与汽车产量趋势不匹配的原因之一。

与消费级、工业级产品相比,车规级芯片的安全性和稳定性要求高、研发周期长、技术门槛高、资金投入大,因此,发展车规级芯片面临的挑战也更多。汽车芯片可分为MCU、AI芯片、IGBT、模拟芯片、传感器、存储器等多种类型。此前最紧缺的MCU,在各大厂商的积极扩产下,目前已经得到了缓解,现在缺芯的主角也换成了IGBT。创道投资咨询总经理步日欣在接受《中国电子报》记者采访时表示,新能源汽车的电气特性更加明显,需要用到更多的功率器件,以IGBT和碳化硅功率器件为代表,扮演着非常核心的角色。

ca91dd13-6c5c-42d4-a6e4-3fdd310fe781.png


汽车所需芯片分布图

IGBT是指绝缘栅双极型晶体管芯片,是目前大功率开关元器件中最为成熟也是应用最为广泛的功率器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点,驱动功率小而饱和压降低,是能源变换与传输的核心器件,被称为“电子电力装置的CPU”,发展潜力巨大。

赛迪顾问集成电路中心高级咨询顾问池宪念表示,由于新能源汽车及汽车向智能化发展,汽车芯片市场近两年一直保持需求旺盛状态,其中作为新能源汽车核心零部件的IGBT是最为紧缺的产品之一。

123123132132158.png

全球IGBT市场规模

数据来源:公开资料

甚至此前有车企表示,能够生产多少辆车,主要取决于IGBT功率芯片有多少的供应量,有的IGBT功率芯片的交付周期已经长达50周以上。芯谋研究高级分析师张彬磊向《中国电子报》记者表示,其主要原因有两点:一是需求大幅增长。汽车电动化趋势加速,充放电模块以及电池、电控、电驱三电系统对车规功率器件的需求快速增长,超出了其他芯片类型。二是车规功率器件扩产难、周期长。汽车功率器件的工艺制程相对较为落后,通常都是1um级以上制程,这种制程的芯片多数在8英寸线生产。当前8英寸线扩产或者新建面临一些比较尴尬的问题,生产效率、成本、自动化程度、人力成本都远不及12英寸线,因此无论是晶圆厂还是设备厂商都不愿意投入太多资源在8英寸上。甚至晶圆企业考虑到未来可能的产品组合和发展空间,宁可投入更多资金兴建更加先进节点的12英寸晶圆线。

扩产无法解燃眉之急,产能调配和增产碳化硅功率器件才是正解

据悉,尽管各大厂商都在积极扩产功率半导体,但当前的形势依旧严峻。张彬磊指出,IGBT仍然没有恢复正常交货周期的原因比较复杂。有技术层面的原因,也有战略层面的原因。技术层面来说,扩产还在路上。首先从项目评估、落地、厂房建设、设备采购到产线启动生产运营需要3年左右时间,并且过去两年设备交期也长达半年至一年左右;其次车规级芯片认证工作最快也需要2年左右的时间。战略层面上,英飞凌、意法、瑞萨等几个主要功率器件的头部企业,都是在扩产上非常谨慎的,扩产力度和执行都没有跟上需求增长。

微信截图_20220804154532.png


数据来源:YOLE

现有产能调配是一个快捷和可行的方法。但是对于已经满产的制造产线而言是不会轻易更换产品类型的,同时功率器件被普遍认为毛利低,一旦需求稳定,价格回落,晶圆线还要转换产品类型,因此晶圆线也没有特别大的动力将现有产能转给功率器件。但是其中消费电子功率器件的产线可以经过车规认证和提升芯片技术来缓解汽车功率器件短缺的问题。

池宪念预测,当下功率器件的短缺预计会持续到2023年底,因为随着新建产线的扩产以及新能源汽车需求量的降低,功率器件的需求量会达到相对稳定的水平。此外,随着碳化硅功率半导体的技术成熟及成功投产使用,也会对功率半导体的短缺起到一定的缓解作用。

张彬磊也认为,受疫情和国际合作环境的影响,汽车功率器件的短缺还将持续一段时间,预期在半年到一年之间,主要是扩产和调配的双重因素。碳化硅对硅基功率器件有较强的替代性,但是当下价格仍然更高,工艺还不稳定,供应量少,远远低于需求,因此碳化硅对于功率器件短缺只有非常有限的缓解作用。

步日欣则非常看好碳化硅功率器件,他认为碳化硅功率器件确实在新能源汽车中会有很大的用武之地,也是IGBT的补充和竞争者,随着碳化硅新势力的逐步崛起,也会有效缓解车规级功率器件供应不足的问题。

责任编辑:许子皓


声明

1、本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2、本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3、作者投稿可能会经我们编辑修改或补充;4、如本站的文章或图片存在版权,请拨打电话010-88558835进行联系,我们将第一时间处理。

相关链接

视频

广告.jpg

专题

2022“三品”全国行

为贯彻落实《国务院关于印发扎实稳住经济一揽子政策措施的通知》要求,加快推进数字化助力消费品工业“三品”战略实施,进一步提振消费信心、挖掘消费潜力,巩固增强消费对经济发展的基础性作用,工业和信息化部近期组织开展2022“三品”全国行活动。中国电子报特开辟2022“三品”全国行专栏,报道活动进展、专家观点、政策解读,敬请关注。

聚焦2022年全国两会

北京3月5日电 第十三届全国人民代表大会第五次会议5日上午在北京人民大会堂开幕。近3000名全国人大代表肩负人民重托出席大会,认真履行宪法和法律赋予的神圣职责。人民大会堂万人大礼堂气氛隆重热烈,主席台帷幕正中的国徽在鲜艳的红旗映衬下熠熠生辉。

2021年中国家电市场报告

3月3日,中国电子信息产业发展研究院(又称赛迪研究院) 发布了《2021年中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2021年,我国家电市场全面复苏,零售规模达到8811亿元,同比增长5.7%,整体基本恢复至疫情前2019年的水平。

落实工作会精神 推动高质量发展

2022年要聚焦制造强国和网络强国建设目标,把工业稳增长摆在最重要的位置,统筹推进强链补链、技术攻关、数字化转型和绿色低碳发展,加大对中小企业支持,提升信息通信服务供给能力。工业和信息化部政务新媒体“工信微报”推出“落实工作会精神 推动高质量发展”栏目,刊发工信系统2022年工作新思路,敬请关注。

2022年全国工业和信息化工作会议

12月20日,全国工业和信息化工作会议在北京以视频形式召开。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神及中央经济工作会议精神,认真贯彻落实党中央、国务院决策部署,总结2021年工作,分析当前形势,部署2022年重点任务。

世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

会议

2021世界VR产业大会云峰会

10月19日—20日,由工业和信息化部和江西省人民政府共同主办的2021世界VR产业大会云峰会在南昌举办。国务委员王勇出席大会开幕式并发表讲话,江西省委书记易炼红,工业和信息化部副部长王志军,江西省委常委、南昌市委书记李红军出席开幕式并致辞。

2021世界显示产业大会

6月17日,由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2021世界显示产业大会在合肥市开幕。安徽省委书记李锦斌出席开幕式并宣布大会开幕,安徽省省长王清宪、上海合作组织秘书长弗拉基米尔·诺罗夫、工业和信息化部副部长王志军出席开幕式并先后致辞。

2021世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

5月8日-10日,由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办的2021世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会在广州召开。5月9日,广东省委书记李希出席开幕式,广东省省长马兴瑞、国家广播电视总局副局长孟冬、中央广播电视总台编务会议成员姜文波出席开幕式并致辞。

CITE2021第九届中国电子信息博览会开幕论坛

4月9日,第九届中国电子信息博览会(简称CITE2021)在深圳举办。深圳市人民政府市长陈如桂、广东省人民政府副秘书长陈岸明、工业和信息化部电子信息司司长乔跃山出席开幕式并先后致辞。

2020世界显示产业大会

11月20日,由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2020世界显示产业大会在合肥市举行。在开幕式上,韩国驻华大使张夏成发表视频致辞。安徽省委副书记、省长李国英,工业和信息化部副部长王志军出席开幕式并致辞。

世界显示产业大会

本周排行