在电动车的「CPU」上，比亚迪正在用自研芯片填补国内市场的空白。
曾有人论断，掌握了电池技术就掌握了电动汽车。
但在很多业内人士看来，这个说法并不能站住脚。汽车行业的供应链来自世界各地，零部件极其分散，车企并不能「掌握」电动汽车。在电池之外，制约电动车发展的瓶颈还有一个非常重要的技术产品——IGBT。
什么是 IGBT？
绝缘栅双极型晶体管——IGBT 在很多人眼里比较陌生，但在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备，以及工业领域（高压大电流场合的交直流电转换和变频控制）等应用极广，是上述应用中的核心技术。
在芯片制造中，IGBT 负责控制交流电和直流电的转换及高低电压的转换，简单做比喻的话，就是电力电子装置的「CPU」。
IGBT 同样是新能源汽车中最重要的核心零部件之一。IGBT 在电动汽车电池组充放电、动力系统，甚至空调系统、转向系统中都发挥这关键的作用。它的品质直接影响电动车功率的释放速度以及能量损耗等相关性能。
并且与工业级 IGBT 相比，IGBT 在电动汽车领域的应用需要面临更多的挑战：汽车的大众消费属性对 IGBT 的寿命要求更高，需要满足使用寿命内数十万次甚至百万次的功率循环要求；另一方面，汽车面临着更为复杂的适用工况，需频繁启停、爬坡涉水、经历不同路况和环境温度等，对 IGBT 装配体积和散热效率的要求都非常严格。
作为新能源汽车核心零部件，IGBT 在整车成本的占比约 5%-10%。因技术难、投资大，IGBT 与动力电池一样，长期以来制约了新能源汽车的大规模商业化。
目前，电池产业发展较快，2017 年中国动力电池产量达 44.5GWh，基本满足了新能源汽车的配套要求。但 IGBT 的发展却严重滞后，中高端 IGBT 产能严重不足，长期依赖国际巨头，导致「一芯难求」。
比亚迪的 IGBT 4.0
一定程度上，比亚迪在打破国外壁垒方面推动了一些改变。
从公司来看，国外研发 IGBT 器件的公司主要有英飞凌、 ABB、三菱、西门康、东芝、富士等。中国功率半导体市场占世界市场的 50% 以上，但在中高端 MOSFET 及 IGBT 主流器件市场上，90％主要依赖进口，基本被国外欧美、日本企业垄断。
日前，比亚迪研发出全新的车规级产品 IGBT 4.0，声称产品性能达到了「全球领先的水平」。比亚迪 IGBT4.0 产品的综合损耗相比当前市场主流产品降低了约 20%，使得整车电耗降低。以全新一代唐为例，在其他条件不变的情况下，采用比亚迪 IGBT4.0 较采用当前市场主流的 IGBT，百公里电耗少约 3%。
比亚迪车规级IGBT模组
有必要说明的是，IGBT 4.0 在比亚迪内部可能是历史性的产品：其模块将提供给其他车企。此前，比亚迪的 IGBT 芯片只在内部消化。
此举背后有两方面原因：
第一，经过几年的产品能力验证，IGBT 在比亚迪内部已基本跑通。数据显示，比亚迪车用 IGBT 装车量已超过 60 万只。在大规模芯片出货的情况下，比亚迪确认产品能够达到「全球领先」，也拥有了信心。比亚迪第六事业部高级研发经理吴海平称，公司此前所研发的几代芯片产品和海外竞争对手仍有一定差距，而 4.0 版本的性能已能做到与同行不相上下。
从来没有一蹴而就的事情。比亚迪在 2005 年就开始了 IGBT 的布局。2005 年，比亚迪组建 IGBT 研发团队，正式进军 IGBT 领域；2008 年，比亚迪斥资 1.7 亿元收购宁波中纬半导体晶圆厂，并重组这家已宣布破产的工厂，改名为宁波半导体。同年，比亚迪在深圳新建了 IGBT 模块封装工厂。
另一方面，IGBT 的产能逐渐稳定，比亚迪方面表示，今年年底比亚迪 IGBT 晶圆的产能将扩大到月产 5 万片，其规划的下一步产能是，到 2020 年月产 10 万片晶圆，每年可供应 120 万辆车装车。如果一片晶圆用在一辆车上，每月供应 5 万辆车，是一个不小的数目。
2015 年国际 IGBT 市场规模约为 48 亿美元，预计到 2020 年市场规模可以达到 80 亿美元，年复合增长率约 10%。2014 年国内 IGBT 销售额是 88.7 亿元，约占全球市场的 1/3。预计 2020 年中国 IGBT 市场规模将超 200 亿元，年复合增长率约为 15%。
可以看见的是，在市场需求这方面，比亚迪正在努力切下尽可能大的蛋糕。只有这样才能争夺最大的话语权。
除此之外，由于对产品性能的极致要求，IGBT 内部的原材料，也在经历大的变动。
比亚迪宣布，其投入巨资研发的第三代半导体材料 SiC(碳化硅) 项目，目前已大规模用于车载电源，有望于 2019 年推出搭载 SiC 电控的电动车，预计 2023 年采用 SiC 基半导体全面替代硅基半导体 (如硅基 IGBT)，引领下一代电动车芯片变革。
比亚迪SiC晶圆
碳化硅材料热导率是硅的 2.5 倍。用碳化硅材料制作的 MOS 器件可在大于 200 度的高温环境下工作，具有极低的开关损耗和高频工作能力，减小模块的体积和重量，显著提高系统的效率，有利于节能降耗。因此，碳化硅材料以其优异的性能被行业列为第三代半导体材料。
实际上，这不是碳化硅材料第一次被宣传应用。
微博上有网友称，Model3 是第一个应用碳化硅功率元器件的电动车型，用的是来自意法半导体的 650v SiC Mosfet。搭载碳化硅功率元器件的 Model3 在续航上提升相当明显，由此，如果比亚迪如期在明年发布搭载 SiC 的车型，续航方面表现必会提升不少。
毫无疑问，比亚迪正在用自研的方式深挖自己的护城河。除电池之外，和电池相关的基础技术也在影响着电动汽车的性能体验。另一方面，对于新材料而言，比亚迪在上面的投入更像是一场押宝，面向更广阔的市场和更强劲的竞争对手时，开始尝试「降维」用新的方式来应付新的「战争」。只能说，在百年的传统汽车行业即将更新之时，各家为之做出的努力，都在向更好的体验进步。
责任编辑：王训魁
