在全球汽車產(chǎn)業(yè)向電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化加速轉(zhuǎn)型的浪潮中，車規(guī)功率半導(dǎo)體作為核心 “心臟”，正發(fā)揮著愈發(fā)關(guān)鍵的作用。國(guó)產(chǎn)車規(guī)功率半導(dǎo)體近年來(lái)發(fā)展迅猛，不斷在技術(shù)突破、產(chǎn)能擴(kuò)充、市場(chǎng)份額提升等方面實(shí)現(xiàn)新跨越，開啟再提速的發(fā)展新篇章。

需求激增，產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展

新能源汽車市場(chǎng)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，成為國(guó)產(chǎn)車規(guī)功率半導(dǎo)體發(fā)展的強(qiáng)大引擎。相較于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車需要大量的功率半導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的高效轉(zhuǎn)換與精確控制。例如，在電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車載充電機(jī)等關(guān)鍵部件中，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)以及新興的碳化硅(SiC)基功率器件等不可或缺。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，純電動(dòng)汽車所使用的 IGBT 數(shù)量高達(dá)上百顆，是傳統(tǒng)燃油車的 7 - 10 倍，其成本占整車成本的 7% - 10%。隨著新能源汽車銷量的持續(xù)攀升，對(duì)車規(guī)功率半導(dǎo)體的需求呈現(xiàn)井噴之勢(shì)。中國(guó)作為全球最大的新能源汽車市場(chǎng)，亦成為全球最大的 IGBT 消費(fèi)市場(chǎng)，份額約占全球總消費(fèi)市場(chǎng)的 40%。預(yù)測(cè)指出，到 2025 年，我國(guó) IGBT 的市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò) 500 億元，其中新能源汽車 IGBT 已在 2020 年成為國(guó)內(nèi) IGBT 第一大應(yīng)用領(lǐng)域，占比約三分之一。

除了新能源汽車領(lǐng)域，智能汽車的發(fā)展也為車規(guī)功率半導(dǎo)體帶來(lái)了新的機(jī)遇。智能駕駛輔助系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)等功能的實(shí)現(xiàn)，需要高性能的功率半導(dǎo)體來(lái)支撐。例如，在自動(dòng)駕駛過(guò)程中，車輛需要實(shí)時(shí)處理大量的傳感器數(shù)據(jù)，這就要求功率半導(dǎo)體具備更高的運(yùn)算速度和更低的能耗，以確保系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)突破，打破國(guó)外壟斷

長(zhǎng)期以來(lái)，車規(guī)功率半導(dǎo)體技術(shù)被歐美日等國(guó)際巨頭壟斷，國(guó)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)研發(fā)上面臨巨大挑戰(zhàn)。然而，近年來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)加大研發(fā)投入，積極開展技術(shù)攻關(guān)，在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。以 IGBT 為例，國(guó)內(nèi)企業(yè)在芯片設(shè)計(jì)、制造工藝以及模塊封裝等方面不斷創(chuàng)新。武漢經(jīng)開區(qū)東風(fēng)新能源產(chǎn)業(yè)園智新科技股份有限公司成功下線華中地區(qū)首只量產(chǎn)的車規(guī)級(jí) IGBT 模塊產(chǎn)品，標(biāo)志著湖北成功突破功率半導(dǎo)體器件 “卡脖子” 問(wèn)題。智新半導(dǎo)體項(xiàng)目具備 IGBT 設(shè)計(jì)、制造、封裝與測(cè)試等全套能力，項(xiàng)目一期 IGBT 年產(chǎn)能達(dá) 30 萬(wàn)只，總規(guī)劃年產(chǎn)能為 120 萬(wàn)只，可滿足東風(fēng)公司 “東方風(fēng)起” 計(jì)劃新能源汽車到 2025 年一百萬(wàn)銷量的 IGBT 需求。此外，芯華睿半導(dǎo)體通過(guò)對(duì)標(biāo)國(guó)際頭部功率半導(dǎo)體企業(yè)最新技術(shù)和工藝，推出了基于第七代 1.6um pitch 的微溝槽工藝 IGBT 芯片，在模塊方面也取得了顯著成果。

在新興的碳化硅功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)企業(yè)同樣積極布局。碳化硅具有高擊穿電壓、高功率密度和耐高溫高頻等優(yōu)勢(shì)，在 800V 高壓驅(qū)動(dòng)平臺(tái)等應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)優(yōu)異。雖然目前國(guó)內(nèi) SiC 技術(shù)起步較晚，產(chǎn)能不足、制程落后，高度依賴海外，但部分企業(yè)已經(jīng)取得了階段性成果。例如，芯華睿已開發(fā)出基于第三代平面型柵極設(shè)計(jì)的 1200V 碳化硅芯片，為國(guó)產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

產(chǎn)能擴(kuò)充，保障市場(chǎng)供應(yīng)

為了滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，國(guó)內(nèi)車規(guī)功率半導(dǎo)體企業(yè)紛紛加快產(chǎn)能擴(kuò)充步伐。一方面，企業(yè)加大對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線的升級(jí)改造，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。另一方面，積極投資建設(shè)新的生產(chǎn)基地。今年 8 月，新能源汽車主驅(qū)功率模塊企業(yè)芯華睿半導(dǎo)體江蘇工廠正式投產(chǎn)，該工廠占地 14,500㎡，總投資 5 億元，建成后產(chǎn)能將達(dá)到 200 萬(wàn)套功率模塊。按照規(guī)劃，工廠將分期建設(shè)，目前一期已正式投產(chǎn)，全部投產(chǎn)后可以滿足超過(guò) 100 萬(wàn)輛新能源的功率模塊應(yīng)用配套。眾多國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)充舉措，將有效緩解車規(guī)功率半導(dǎo)體供應(yīng)緊張的局面，為國(guó)產(chǎn)車規(guī)功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升提供有力支撐。

協(xié)同合作，完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)

國(guó)產(chǎn)車規(guī)功率半導(dǎo)體的再提速，離不開產(chǎn)業(yè)上下游的協(xié)同合作。整車企業(yè)、半導(dǎo)體廠商、科研機(jī)構(gòu)等各方力量正積極攜手，共同構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。整車企業(yè)如比亞迪，不僅在新能源汽車領(lǐng)域取得了顯著成績(jī)，還通過(guò)自主研發(fā)和生產(chǎn)車規(guī)功率半導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈的垂直整合，為自身產(chǎn)品的性能提升和成本控制提供了有力保障。同時(shí)，比亞迪也積極與其他半導(dǎo)體企業(yè)開展合作，共同推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。半導(dǎo)體廠商之間也加強(qiáng)了合作交流，通過(guò)共享技術(shù)資源、聯(lián)合研發(fā)等方式，加速技術(shù)突破和產(chǎn)品迭代。科研機(jī)構(gòu)則在基礎(chǔ)研究、人才培養(yǎng)等方面發(fā)揮著重要作用，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐和人才保障。

然而，我們也應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到，國(guó)產(chǎn)車規(guī)功率半導(dǎo)體在發(fā)展過(guò)程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)。與國(guó)際先進(jìn)水平相比，在核心技術(shù)、生產(chǎn)工藝和市場(chǎng)占有率等方面仍存在一定差距。例如，在 IGBT 芯片的設(shè)計(jì)和制造上，國(guó)內(nèi)企業(yè)在提高溝道密度、電流密度、最大工作溫度，降低芯片厚度、導(dǎo)通壓降和開關(guān)損耗等方面還有提升空間。在碳化硅功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)企業(yè)在襯底、外延等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)和產(chǎn)能仍有待提高。

國(guó)產(chǎn)車規(guī)功率半導(dǎo)體正處于再提速的關(guān)鍵時(shí)期。面對(duì)市場(chǎng)需求的快速增長(zhǎng)和技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)繼續(xù)加大研發(fā)投入，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)，加快產(chǎn)能擴(kuò)充步伐，深化產(chǎn)業(yè)協(xié)同合作，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能，擴(kuò)大市場(chǎng)份額，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)車規(guī)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展，在全球汽車產(chǎn)業(yè)變革中占據(jù)更加重要的地位。