理想终于不缺“芯”了

投中网获悉，日前，理想 汽车 投资成立了一家半导体公司。

这家半导体公司叫苏州斯科半导体，由理想 汽车 关联公司——北京车和家 汽车 科技 有限公司与湖南三安半导体有限责任公司共同持股，注册资本3亿元。该公司的法定代表人是许勇辉，经营范围含电力电子元器件、半导体分立器件制造销售；电子元器件制造等。

这是理想 汽车 布局SiC芯片的一个重要举动。在全球缺芯潮愈演愈烈的情形下，芯片已是新能源 汽车 的兵家必争之地，SiC芯片又在新能源车企中占据什么样的地位？

竞争之地，各家车企纷纷角逐。不仅是理想 汽车 ，前有特斯拉作为先行者，后有小鹏、蔚来、上汽、一汽、丰田、本田等，车企们都不愿在此处落后。

意在何处

这是理想 汽车 风险最小的选择。

此前，据国家市场监督管理总局反垄断司官网中经营者集中简易案件公式披露，车和家与三安半导体设立合资公司，车和家持股比例70%，三安半导体持股比例30%。

三安半导体是什么来头？它主要从事SiC衬底、外延、芯片相关半导体材料的研发、生产和销售业务，背后是三安光电股份有限公司（简称：三安光电）100%的控股子公司，后者是中国最大的LED外延片和芯片制造商，已在国内主板上市。

由此推测，理想 汽车 与三安半导体此次设立合资公司是为了联手布局车用SiC芯片、模块市场。

什么是车用SiC芯片？它在新能源 汽车 中又占据什么样的地位？

SiC芯片指碳化硅，明确来讲，它是新一代半导体——第三代化合物半导体的重要基础材料，是第三代半导体产业的关键。部分西方发达国家对中国实施严格禁运，也制约了国内半导体行业的发展，这样一来，我国实现国产替代的需求越来越旺盛。

碳化硅功率器件的特点是——耐高压、耐高温、低损耗等性能，可以有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化等需求，在新能源 汽车 、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域有明显优势。

用在新能源 汽车 身上呢？

相比传统Si材料，SiC材料可以帮助新能源 汽车 延长续航里程、缩短充电时间。新能源 汽车 比传统燃油 汽车 对半导体元器件功率的要求更高，用量也要多出几倍。

通用 汽车 公司副总裁希尔潘·阿明说：“电动 汽车 用户正追求更长的续航里程，我们把碳化硅视为电力电子设计中的一种重要材料。”

广汽埃安新能源 汽车 有限公司技术中心经理湛绍新也说过：“功率半导体是新能源 汽车 有别于传统燃油车的重要零部件，每台电动车大约需要配备90-100个，如果是四驱系统则需求量还要再增加50%，功率半导体在整车半导体中的价值量占比约60%。而碳化硅主打的性能就是高压和高频，进而衍生出耐高温和大功率的特点，对于整车来说可以提高能量转换效率以及使系统体积小型化。”

还有一点，每辆新能源 汽车 使用的功率器件价值约在700美元到1000美元。使用碳化硅衬底材料，可以为新能源 汽车 节省大量成本。

三安光电作为龙头企业，理想与它合作成立合资公司，必然有更强的溢价能力，成本更低，风险更低，效率还有保证。最重要的，是可以保证未来理想 汽车 上源源不断的用量。

理想 汽车 创始人、董事长兼CEO李想曾说，碳化硅电驱系统是理想 汽车 高压纯电平台的四个核心技术之一。看来，李想重视SiC芯片在理想车型上的应用，大有势在必行之势。

纵观整个新能源车企市场，不仅理想在加速布局，其他车企，哪一个不在此地加速竞争？

用力角逐

全球缺芯潮不断蔓延，各种原材料短缺的问题一直存在。各车企玩家们为了提前应对这些难题，只有各出奇招。

归根结底，SiC器件非常适合用于电动 汽车 的电源设计，车企们又怎么不会惦记这个香饽饽？

据估算，仅SiC电机控制器功能安全产品的未来需求产值就达到一年2亿元。

严格意义上，从发展 历史 上讲，特斯拉依然是碳化硅芯片使用的先行者。自特斯拉之后，各家车企纷纷下场。

2016年4月，特斯拉打响了SiC MOSFET的第一q，至此，SiC不仅成为半导体厂商激烈涌进的热门赛道，同时也在加速进入 汽车 。

2018年，特斯拉在Model 3中首次将IGBT模块换成了碳化硅模块。使用下来，在相同功率等级下，碳化硅模块的封装尺寸明显小于硅模块，并且开关损耗降低了75％。换算下来，系统效率可以提高5％左右。

之后，特斯拉推出的Model Y的动力模块后轮驱动也采用SiC MOSFET。2021年6月11日发布的新款Model S Plaid，成为全球最快的量产车型，其逆变器继续采用碳化硅技术。

特斯拉Model 3的成功，在 汽车 与芯片行业掀起轩然大波，也催生了一系列对SiC芯片的应用和开发。

就这样，比亚迪、蔚来、小鹏、理想、北汽新能源、上汽、丰田、本田、现代、长城、吉利、广汽、一汽、奇瑞等纷纷在自家车型上实践SiC产品。

市场好不热闹，有自建生产线的，有运用投资方式的，还有像理想这样成立合资公司的。

在自建生产线这条路上，比亚迪走得比较早。

2020年底，比亚迪宣布自研碳化硅芯片，它在2021年5月扩建了模块生产线。2021年8月11日，比亚迪汉的第100000辆新车的电机控制器首次使用它自主研发制造的高性能碳化硅功率模块。

蔚来也采用了自研的办法。2021年10月的消息，将自研一条SiC功率模块实验线，新增若干测试设备。

除了自研的方式，车企们最常用的方式还是投资。

值得一提的是，上汽、小鹏等投资SiC衬底龙头天岳先进，2022年初，天岳先进已在科创板上市，成为碳化硅首家上市公司，更是此产业中的龙头企业。

北汽投资的北京安鹏行远新能源产业投资中心（有限合伙）也投资了SiC半导体企业上海瞻芯电子 科技 。瞻芯电子主要提供的是以SiC功率器件、SiC驱动芯片、SiC模块为核心的功率转换解决方案。

2021年11月30日，上汽集团与旗下市场化私募股权投资平台尚颀资本共同出资5亿元，完成对国内领先车规级芯片及SiC功率器件生产企业积塔半导体的A轮投资。

值得一提的是，在2021年初，尚颀资本还参与投资了上海瀚薪，布局SiC赛道。上海瀚薪 科技 是一家致力于研发与生产第三代宽禁带半导体功率器件及功率模块的高 科技 企业。

当然，还有像理想一样成立合资公司的。

2021年5月18日，一汽集团合资企业苏州亿马半导体的碳化硅模块项目正式投产，一期投资 2 亿元。

还有吉利 汽车 ，2021年5月，吉利与芯聚能半导体、芯合 科技 等，合资成立了广东芯粤能半导体有限公司，以布局车规级功率半导体。芯粤能位于广州市南沙，是一家面向车规级和工控领域的SiC芯片制造和研发的芯片代工公司。

很快，SiC成为群雄逐鹿之地，布局者们覆盖了 汽车 产业和半导体产业的所有环节。

而理想此次的选择，也早有征兆，与龙头企业成立合资公司是它在SiC这一兵家必争之地的一个重要选项。很显然，安全、合理、有保障。(文/李彤炜 来源/投中网)

我认为功率半导体器件的重要性是不言而喻的，在我国，功率半导体器件广泛的应用于工业、新能源、军工等领域，具有非常重要的作用，以华微电子为代表的功率半导体企业迎来新的发展机遇，将发挥自身产业优势，助力半导体国产化替代加速。

IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成bai本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。不仅电机驱动要用IGBT，新能源的发电机和空调部分一般也需要IGBT。 不仅是新能源车，直流充电桩和机车(高铁)的核心也是IGBT管，直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。电力机车一般需要 500 个IGBT 模块，动车组需要超过100个IGBT模块，一节地铁需要50-80个 IGBT 模块。三菱电机的HVIGBT已经成为业内默认的标准，中国的高速机车用IGBT由三菱完全垄断，同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。除了日系厂家，英飞凌包揽了几乎所有电动车的IGBT，而三菱电机则沉醉于中国高铁的丰厚利润中无法自拔，在低于2500V市场几乎一无所获。2016年全球电动车销量大约200万辆，共消耗了大约9亿美元的IGBT管，平均每辆车大约450美元，是电动车里除电池外最昂贵的部件。其中，混合动力和PHEV大约77万辆，每辆车需要大约300美元的IGBT，纯电动车大约123万辆，平均每辆车使用540美元的IGBT，大功率的纯电公交车用的IGBT可能超过1000美元。什么是 IGBT?IGBT是由BJT(双极型三极管)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。与以前的各种电力电子器件相比，IGBT具有以下特点：高输入阻抗，可采用通用低成本的驱动线路高速开关特性导通状态低损耗。IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点， 在综合性能方面占有明显优势，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。对于混合动力，除驱动电机外，另外还有一个发电机，可以由汽车的发动机带动其发电，然后通过IGBT模块AC/DC转换后向电池充电。在DM车型中，该发电机还可以充当驱动电机的作用。IGBT最常见的形式其实是模块(Module)，而不是单管。模块的3个基本特征：多个芯片以绝缘方式组装到金属基板上空心塑壳封装，与空气的隔绝材料是高压硅脂或者硅脂，以及其他可能的软性绝缘材料同一个制造商、同一技术系列的产品，IGBT模块的技术特性与同等规格的IGBT 单管基本相同。模块的主要优势有以下几个多个IGBT芯片并联，IGBT的电流规格更大。多个IGBT芯片按照特定的电路形式组合，如半桥、全桥等，可以减少外部电路连接的复杂性。多个IGBT芯片处于同一个金属基板上，等于是在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板，工作更可靠。一个模块内的多个IGBT芯片经过了模块制造商的筛选，其参数一致性比市售分立元件要好。模块中多个IGBT芯片之间的连接与多个分立形式的单管进行外部连接相比，电路布局更好，引线电感更小。模块的外部引线端子更适合高压和大电流连接。同一制造商的同系列产品，模块的最高电压等级一般会比IGBT 单管高1-2个等级，如果单管产品的最高电压规格为1700V，则模块有2500V、3300V 乃至更高电压规格的产品。晶圆上的一个最小全功能单元称为Cell，晶圆分割后的最小单元，构成IGBT 单管或者模块的一个单元的芯片单元，合称为IGBT的管芯。一个IGBT管芯称为模块的一个单元，也称为模块单元、模块的管芯。模块单元与IGBT管芯的区别在最终产品，模块单元没有独立的封装，而管芯都有独立的封装，成为一个IGBT管。近来还有一种叫IPM的模块，把门级驱动和保护电路也封装进IGBT模块内部，这是给那些最懒的工程师用的，不过工作频率自然不能太高咯。单管的价格要远低于模块，但是单管的可靠性远不及模块。全球除特斯拉和那些低速电动车外，全部都是使用模块，只有特斯拉对成本的重视程度远高于对人命的重视程度。特斯拉Model X使用132个IGBT管，由英飞凌提供，其中后电机为96个，前电机为36个，每个单管的价格大约4-5美元，合计大约650美元。如果改用模块的话，估计需要12-16个模块，成本大约1200-1600美元。特斯拉使用单管的原因主要是成本，尤其是其功率比一般的电动车要大不少，加上设计开发周期短，不得不采用单管设计。相比宝马I3，采用英飞凌新型HybridPACK 2模块设计，每个模块内含6个单管型IGBT，750V/660A，电流超大，只需要两个模块即可，体积大大缩小，成本大约300美元。

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