中國IGBT雙雄的進(jìn)擊之路

在中國汽車產(chǎn)業(yè)一陣又一陣的缺芯哀嚎中，比亞迪顯得鶴立雞群。

今年2月，上汽在春節(jié)前公布了一份極為難看的產(chǎn)銷月報(bào)：1月銷量相比上月下降了接近一半，合資品牌大眾缺芯的漣漪效應(yīng)超出供應(yīng)商預(yù)計(jì)。緊接著，工信部奔走于各大關(guān)鍵外資供應(yīng)商之間傾力協(xié)調(diào)。對此頗為關(guān)切的投資者專門致電比亞迪，對方硬氣的回應(yīng)到，“缺芯”問題對比亞迪沒有任何影響，目前IGBT芯片已運(yùn)用在各產(chǎn)品線上，未來還將會不斷向外界提供。

今年4月，蔚來在電話會中坦言，缺芯的影響會持續(xù)到下一季度才可緩解。與此同時(shí)，比亞迪半導(dǎo)體正在西安研發(fā)中心籌劃一場留有懸念的發(fā)布會，主角是IGBT 6.0芯片。相比于頻發(fā)新車的新勢力，比亞迪無疑將車圈發(fā)布會又提升了一個(gè)檔次。

與比亞迪半導(dǎo)體一同頻頻出鏡的IGBT芯片，是決定新能源汽車行業(yè)發(fā)展走向的“戰(zhàn)略物資”。

IGBT芯片，這個(gè)拗口的詞指的是什么？

一般來說，電動車電池儲存的是直流電，電機(jī)用的是交流電，功率芯片，充當(dāng)了其中電流性質(zhì)轉(zhuǎn)換的橋梁。得益于獨(dú)特的電路結(jié)構(gòu)和工藝，IGBT芯片，成為橋梁中最為堅(jiān)實(shí)的一座。相比于傳統(tǒng)的電力處理的功率芯片，IGBT轉(zhuǎn)換效率高，發(fā)熱小，故障率低，能承受高電壓。

裝上高功率的IGBT，電動車便能擁有數(shù)秒內(nèi)加速至100公里每小時(shí)的“飆車”體驗(yàn)。

要在狹小的車身空間、異常的高低溫和劇烈顛簸的環(huán)境下發(fā)揮作用，IGBT需通過極難的車規(guī)級認(rèn)證：最大的溫差環(huán)境、長達(dá)15年的工作壽命、不能有不良品。于是，車輛使用要求的高安全門檻決定了，耗時(shí)兩年及以上的車廠認(rèn)證，成為市場競爭的核心。

在這樣一個(gè)中國玩家?guī)缀鯖]有存在感的領(lǐng)域，從寧波起家的比亞迪半導(dǎo)體，與比鄰而居的嘉興斯達(dá)半導(dǎo)，在新能源汽車行業(yè)狂飆突進(jìn)的十年，一同占據(jù)了中國新能源汽車市場IGBT用量的36%，可以稱之為“三分天下有其一”了。根據(jù)research and markets的報(bào)告，在英飛凌49.2%的市場占有率后，便是比亞迪半導(dǎo)體的20%和斯達(dá)半導(dǎo)的16.6%。

考慮到德、日、美三國廠商在21世紀(jì)的頭十年幾乎壟斷了所有的IGBT供應(yīng)，IGBT雙雄創(chuàng)造了新能源汽車領(lǐng)域關(guān)鍵部件國產(chǎn)化的驕人戰(zhàn)績。

本文旨在回顧新能源汽車行業(yè)IGBT市場的十年變革，并嘗試回答以下三個(gè)問題：

1. 中國IGBT雙雄是如何突破壟斷重圍的？

2. 國產(chǎn)化替代究竟是如何發(fā)生的？

3. 新十年的行業(yè)變局在如何展開？

01 “長三角式”突圍

IGBT的壟斷由來已久。

其一，從芯片的分類來講，IGBT屬于電力電氣處理相關(guān)的功率類，而凡是與電有關(guān)的芯片，向來是那些在電氣工業(yè)革命中崛起的發(fā)達(dá)國家的禁臠。這類芯片需要同時(shí)兼顧電磁學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)等諸多科學(xué)領(lǐng)域，德日美三國經(jīng)過上百年的積淀，科學(xué)體系與老師傅經(jīng)驗(yàn)早已融會貫通。

其二，隨著IGBT適用的行業(yè)范圍不斷擴(kuò)大，那些掌握核心芯片技術(shù)與產(chǎn)能的巨頭公司創(chuàng)造出了一種更聰明的方法來鞏固市場地位：把部分芯片外供給經(jīng)驗(yàn)豐富的模塊封裝廠，令他們維護(hù)那些零散的長尾客戶，雙方一同制作模塊供應(yīng)市場。

德系的英飛凌與賽米控，日系的三菱與威科，緊緊的綁定在一起。這種類“主體～從屬”的市場架構(gòu)，實(shí)際上有效劃定了彼此的責(zé)任與風(fēng)險(xiǎn)：主體公司承擔(dān)技術(shù)創(chuàng)新的最大風(fēng)險(xiǎn)，從屬公司則深耕模塊應(yīng)用，獲得承擔(dān)的那部分小風(fēng)險(xiǎn)的固定利潤。

其三，在臺積電等中國廠商日益專注于數(shù)字芯片代工的時(shí)代背景下，原先擁有多元化業(yè)務(wù)的IGBT大廠，紛紛分拆其數(shù)字芯片業(yè)務(wù)，將主業(yè)聚焦于IGBT等功率芯片的一體化。隨著英飛凌、三菱等大廠加強(qiáng)對于先進(jìn)世代技術(shù)的研究，并加速在中國市場圈地，壟斷格局被進(jìn)一步固化了。

正是在這一壟斷背景下，中國的IGBT雙雄幾乎同時(shí)在2008年展開了探索，他們的選擇出奇的一致：賣模塊，而且拿的都是英飛凌芯片。

為什么英飛凌肯高抬貴手，或者說，養(yǎng)虎遺患？

供給比亞迪的原因是明顯的，這是一個(gè)頗有潛力的客戶，既然他們愿意自己造模塊，那就造吧。供給斯達(dá)，則是因?yàn)閯?chuàng)始人沈華早在90年代工作于歐洲，是英飛凌的老兵，擁有良好的渠道關(guān)系，斯達(dá)造模塊供向本土市場，實(shí)為和英飛凌結(jié)盟之舉。

但很快，在2010年左右，這兩個(gè)當(dāng)時(shí)看起來不起眼的長三角模塊工廠開始了自制芯片的嘗試。

在王傳福收購來的不到兩億元的寧波爛尾芯片工廠，工程師鼓搗出了第一代芯片，這是比亞迪一貫的“自力更生、變廢為寶”的經(jīng)營風(fēng)格的體現(xiàn)。自從比亞迪2003年收購一家瀕臨破產(chǎn)的軍工汽車企業(yè)秦川開始，外界對王傳福的質(zhì)疑聲不絕于耳，他一直在危險(xiǎn)游戲的邊緣瘋狂微操。

但王傳福有自己的邏輯，在他手下，中國的工人和工程師最大程度發(fā)揮了“紅利”：

比亞迪擅長造趁手的適合大規(guī)模使用的勞動工具，在產(chǎn)品仿制得當(dāng)?shù)那疤嵯?，比亞迪練就了?qiáng)大的工程落地能力。寧波的半導(dǎo)體項(xiàng)目，沒有用上最先進(jìn)的設(shè)備，造出來的芯片性能也未必是最佳的，但是各項(xiàng)性能能符合整機(jī)廠的產(chǎn)品規(guī)格要求，目的就達(dá)到了。

與比亞迪半導(dǎo)體相比，留學(xué)歸國人員沈華的資本力量更是薄弱，他申請到了一項(xiàng)國家研究基金的數(shù)百萬元資助，這當(dāng)然不夠。新生的斯達(dá)尋求到了一個(gè)浙江民營工廠老板的資金支持，“留學(xué)海歸+辦廠老板”，相比于上海VC界支持的一眾芯片公司。

這個(gè)長三角組合毫無疑問更加地氣。要辦一個(gè)模塊廠，除了要招攬本土的精英人才，還需組織數(shù)百個(gè)工人從事生產(chǎn)，工程師如何管理工人，是一門需要學(xué)習(xí)的學(xué)問。

不同于自產(chǎn)自銷的比亞迪半導(dǎo)體，斯達(dá)之所以能夠推出自研芯片，有賴于上下游產(chǎn)業(yè)的支撐。

在上游的芯片制造環(huán)節(jié)，出現(xiàn)了第一代代工廠華虹半導(dǎo)體，為長三角像斯達(dá)這類的設(shè)計(jì)商提供產(chǎn)能。

在下游的應(yīng)用環(huán)節(jié)，以匯川技術(shù)為首的中國公司崛起，在工廠不間斷電源、電梯變頻器等工控場景的國產(chǎn)化替代上高歌猛進(jìn)，這給了作為上游的國產(chǎn)IGBT芯片廠國產(chǎn)替代的機(jī)會。

但這些進(jìn)步，大都停留在IGBT最大的市場：新能源汽車之外，那么，斯達(dá)又是如何在新能源汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)替代的？

這就要從IGBT和新能源整車廠之間的商業(yè)模式說起了。

02 穿****國產(chǎn)替代

從IGBT供應(yīng)商到汽車整機(jī)廠，中間隔了一層電控廠商。

IGBT模塊和電路板、傳感器、電容等被整合進(jìn)電機(jī)控制器（簡稱電控）中，然后由電控發(fā)揮電力轉(zhuǎn)換、傳輸與分配的功能。

特斯拉的電控板上，焊上了IGBT、傳感器、電容等各類芯片

圍繞電控方案的整合與實(shí)現(xiàn)，市場上出現(xiàn)了三類電控廠商：

一類是整機(jī)廠自設(shè)。最典型的例子是比亞迪，在其構(gòu)建的自產(chǎn)自銷的閉合產(chǎn)業(yè)鏈條中，半導(dǎo)體子公司制造出IGBT芯片封裝成模塊后，直接供給下游的電控兄弟廠商，這保證了比亞迪高達(dá)70%以上的供應(yīng)鏈自給率，有效降低了成本。

比亞迪之后，新勢力中的蔚來出于掌控自家汽車加速體驗(yàn)的目的，成立了專注于電驅(qū)動系統(tǒng)的子公司xpt，由此開始自研電控。

一類是傳統(tǒng)的汽車零件廠商。最為典型的當(dāng)數(shù)博世在中國成立的合資公司聯(lián)合電子，其在電控市場中排名前五。合資廠商憑借母公司在中國的長時(shí)間經(jīng)營優(yōu)勢和廣泛的技術(shù)布局，背靠大樹好乘涼，訂單也有保證。

還有一類是獨(dú)立的第三方廠商。如謀求業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的匯川技術(shù)。匯川本來主營工控與電源場景的電機(jī)，核心技術(shù)與新能源汽車相通，在主業(yè)國產(chǎn)化滲透率放緩之際，便與瑞士廠商進(jìn)行技術(shù)合作，積極謀求向新能源汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型。

匯川轉(zhuǎn)型的時(shí)間，正是理想、小鵬、威馬等造車新勢力突飛猛進(jìn)之時(shí)。這些新興廠商要整合起來一輛兼具高性能與較好成本控制的車并非易事，前兩類電控廠商已有固定客源，不用發(fā)愁。

那么，只有獨(dú)立第三方廠商，是有很強(qiáng)愿意被整合到造車新勢力的供應(yīng)鏈體系的。斯達(dá)之于匯川，匯川之于新勢力，都意味著有很強(qiáng)競爭力的國產(chǎn)化替代：

首先，服務(wù)更強(qiáng)。下游要定制產(chǎn)品規(guī)格，要求上游緊密配合同步研發(fā)，國產(chǎn)公司可調(diào)撥充足的研發(fā)資源滿足需求；

其次，價(jià)格優(yōu)勢。在同樣的性能下，國產(chǎn)公司價(jià)格更低，虧損擴(kuò)張的匯川和造車新勢力們可以盡量節(jié)約成本；

最后，供應(yīng)鏈安全性更高。在貿(mào)易戰(zhàn)和缺芯的背景下，一個(gè)靠譜的國產(chǎn)供應(yīng)商的價(jià)值不言而喻。

因而，在比亞迪半導(dǎo)體憑借母公司渠道優(yōu)勢迅速起量之際，斯達(dá)也借著匯川在新勢力的接連突破，乘上了新能源汽車行業(yè)的東風(fēng)。斯達(dá)的2020年報(bào)顯示，其新能源業(yè)務(wù)收入2.1億元，裝車量達(dá)20萬輛，同比增長25%。

03 未來十年的行業(yè)變局

2021年5月，比亞迪公布了半導(dǎo)體公司的分拆上市計(jì)劃。公告顯示，比亞迪半導(dǎo)體在2020年度實(shí)現(xiàn)了14.4億元的營收，和接近六千萬元的凈利潤。盡管凈利潤率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及斯達(dá)半導(dǎo)，但絲毫不妨礙四十家風(fēng)投排著隊(duì)給這家公司送去了高達(dá)27億元的彈****，而這基本相當(dāng)于斯達(dá)半導(dǎo)2020年初時(shí)IPO規(guī)模的三倍還要多。

一場新能源IGBT大戰(zhàn)，才剛剛開始。越來越多的上市公司加入了角逐的陣營：華大半導(dǎo)體在2020年發(fā)布了車規(guī)級芯片，士蘭微開發(fā)出了適用于電動車的第五代IGBT產(chǎn)品，中車時(shí)代電氣很早收購了英國的dynex公司，技術(shù)實(shí)力強(qiáng)勁，并建成了國內(nèi)首條8英寸車規(guī)級IGBT芯片生產(chǎn)線。

考慮到車規(guī)級芯片動輒兩年起步的驗(yàn)證期，IGBT雙雄自然不用顧慮這些目前還只是雷聲大雨點(diǎn)小的本土輕量級對手。

真正決定中國市場走向的，是那個(gè)看似溫和的德國大塊頭，英飛凌。

英飛凌在最先進(jìn)的第7代IGBT和碳化硅技術(shù)路線上，都占據(jù)著統(tǒng)治地位。同時(shí)，這一龐然大物通過兩手抓，以期在市場上繼續(xù)維持優(yōu)勢：

一方面，通過并購美國國際整流器公司(International Rectifier，簡稱IR)等標(biāo)的，在整合進(jìn)最先進(jìn)技術(shù)同時(shí)，也把特斯拉等跑在最前列的廠商牢牢吃定。最先進(jìn)的技術(shù)和應(yīng)用環(huán)境，由此形成了一個(gè)源源不斷的良性循環(huán)。

另一方面，在規(guī)模甚巨的中國市場，英飛凌積極推進(jìn)本地化擴(kuò)產(chǎn)。無錫工廠已成為其全球最大IGBT生產(chǎn)基地之一，與上汽合資建廠，也使英飛凌從一開始就綁定了中國歷來最為優(yōu)質(zhì)的汽車大戶。

全面領(lǐng)先的技術(shù)布局，全球范圍內(nèi)的資本運(yùn)作，加速的本地化運(yùn)營支持，英飛凌正在悄無聲息的往新能源汽車的桌面上加大籌碼，這個(gè)龐然大物不需要斷供斯達(dá)或比亞迪半導(dǎo)體，也能輕松維持目前在新能源IGBT市場的絕對領(lǐng)先優(yōu)勢。

所以，芯片的國產(chǎn)化替代，可以走“貿(mào)、工、技”的路線。但是要站在創(chuàng)新之巔，彎道超車大多時(shí)候是一種抱有機(jī)會主義的****徒幻想。畢竟，當(dāng)前面的人在所有的可選路徑上都是領(lǐng)先的時(shí)候，該走的路是一步都不能少的。

致謝：本文得到了資深芯片產(chǎn)品經(jīng)理俞志宏先生的支持。他早年就讀于上海交大機(jī)械與動力工程學(xué)院，后赴美留學(xué)。2011年起，他任職國際整流器公司高級市場工程師，負(fù)責(zé)了特斯拉Model S電驅(qū)動系統(tǒng)和IGBT方案的設(shè)計(jì)，現(xiàn)就職于瑞薩電子美國分部，負(fù)責(zé)電源管理和模擬芯片業(yè)務(wù)，并持有四項(xiàng)美國專利。