搭新能源快車(chē)，國產(chǎn)IGBT的進(jìn)擊！
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來(lái)源：EDN電子技術(shù)設計
2020年，中國政府印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2021-2035）》，規劃提出：2025年，中國新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量占總汽車(chē)銷(xiāo)量的20%。2025年，純電動(dòng)乘用車(chē)新車(chē)平均電耗降至12.0千瓦時(shí)/百公里。
而2021年的全年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量，以超預期的352萬(wàn)輛，同比增長(cháng)了1.6倍?；谠撛鏊?，中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )在2021年的年度報告中提出，2022年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量同比增長(cháng)將預計會(huì )達到44%，即500萬(wàn)輛；“中國新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量占總汽車(chē)中銷(xiāo)量的20%”的規劃目標也有望提前達成。
表1 2021年中國汽車(chē)產(chǎn)量數據注：數據來(lái)源于中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )官網(wǎng)發(fā)布的數據
IGBT在新能源汽車(chē)中的重要性
新能源汽車(chē)，即動(dòng)力系統組成部分中有非傳統燃料作為動(dòng)力來(lái)源的驅動(dòng)方式。目前所有的新能源汽車(chē)，最明顯的特點(diǎn)是電池和電機驅動(dòng)系統作為汽車(chē)動(dòng)力來(lái)源，電機驅動(dòng)系統中的電機控制器，最廣泛的方案就是使用IGBT。
圖1 新能源汽車(chē)電氣功能示意圖IGBT在新能源汽車(chē)中的應用分類(lèi)：
表2 IGBT在新能源汽車(chē)行業(yè)應用分類(lèi)IGBT作為能源變換與傳輸的核心器件，其價(jià)值約占整車(chē)成本的1-2％。我們以商用車(chē)和乘用車(chē)出貨量均最大的150KW的電機控制器做分析，電機控制器（單機版本）總成本約4000元，各組件占比如下圖：
圖2 電機控制器成本占比其中，IGBT的成本約1400元，占電機控制器總成本約34%。
IGBT的高比重、高價(jià)值屬性，加上近年國際貿易風(fēng)險的提高，國產(chǎn)化替代順勢而為。隨著(zhù)國內IGBT行業(yè)的發(fā)展，器件可靠性越來(lái)越高，成本優(yōu)勢越來(lái)越明顯，服務(wù)優(yōu)勢更加凸顯。因此，IGBT國產(chǎn)化的用戶(hù)粘度也會(huì )隨之攀升，對于國產(chǎn)IGBT器件來(lái)說(shuō)，發(fā)展前景是非?？捎^(guān)的。
電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力升級
目前，新能源車(chē)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展軌道，其發(fā)展也逐漸由政策導向轉為市場(chǎng)導向。在此基礎上，新能源車(chē)關(guān)鍵零部件已進(jìn)入充分競爭，保證質(zhì)量、降低成本是重要課題。
2021作為SiC器件爆發(fā)的元年，牽引著(zhù)新能源汽車(chē)行業(yè)做技術(shù)迭代——400V電壓平臺升級800V電壓平臺。確實(shí)SiC MOS有著(zhù)無(wú)與倫比功耗優(yōu)勢，在電池續航焦慮的時(shí)期，SiC器件能提供多出的7%~10%續航是難能可貴的，可以不計成本。
而800V電壓平臺，IGBT也必然會(huì )有一席之地：商用車(chē)上已然成熟的應用場(chǎng)景；IGBT7精細溝槽帶來(lái)的低導通壓降和低開(kāi)關(guān)損耗，更小的芯片面積；更低的成本，決定了IGBT依然會(huì )是800V電壓平臺功率器件的主力軍。
SiC性能無(wú)法做到絕對優(yōu)勢，那么IGBT成本優(yōu)勢就體現出來(lái)了。根據2021年12月份銷(xiāo)量數據統計，A級及以下車(chē)型占比超過(guò)70%，說(shuō)明10W元及以下定價(jià)電動(dòng)車(chē)還是目前行業(yè)的主流，相較于高端車(chē)型來(lái)說(shuō)，這部分車(chē)型對于成本的要求更加苛刻。
圖3 2021年12月新能源乘用車(chē)車(chē)型年銷(xiāo)量占比情況按目前的車(chē)用SiC-MOSFET模塊的市場(chǎng)價(jià)格計算，同等電流規格的IGBT和SiC的成本價(jià)格相差至少1倍，IGBT的成本優(yōu)勢明顯，市場(chǎng)空間不會(huì )被SiC-MOSFET擠占。乘用車(chē)電機控制器這種以量換價(jià)的市場(chǎng)如此，商用車(chē)電機控制器這種價(jià)格成本占絕對主導地位的市場(chǎng)更亦如此。
WAYON新能源汽車(chē)行業(yè)IGBT產(chǎn)品規劃
維安在布局IGBT產(chǎn)業(yè)時(shí)，即開(kāi)始規劃車(chē)用模塊，并將在今年Q2~Q3季度推出適用于商用車(chē)的HD封裝模塊和物流車(chē)用的VA模塊，該模塊的特點(diǎn)有：更高的功率循環(huán)壽命設計通用封裝設計更高的魯棒性更嚴格的篩選測試流程更完善的品質(zhì)管控過(guò)程
以客戶(hù)的實(shí)際需求為向導，提供客戶(hù)需要的產(chǎn)品。
封裝形式如下圖：
圖4 WAYON—HD封裝模塊
圖5 WAYON—VA封裝HD模塊尺寸兼容英飛凌的EconoDUAL 3封裝，適用于100KW~200KW商用車(chē)及物流車(chē)電機控制器；
VA模塊外形尺寸兼容英飛凌HP1封裝，適用于60KW~100KW物流車(chē)電機控制器。
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