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本文來自微信公眾號：電動汽車觀察家 （ID：evobserver），作者：王凌方、田輝，編輯：邱鍇俊，原文標題：《比亞迪真的做到芯片自研自產了嗎》 沒錯，比亞迪“造芯”20年了。 比亞迪是在2002年成立的IC（集成電路）設計部，與造車和電池計劃幾乎同時起步。 20年前，不知道是怎樣的壓力，促使王傳福進入資金、技術、人才都如此密集、但利潤率卻很低的芯片領域。 20年后，面對汽車產業(yè)的“缺芯”難題，比亞迪應對得最為從容，在各個公司面臨“缺芯”停產、減產的時候，比亞迪不止是不缺芯片，還在對外銷售芯片。 20年前的戰(zhàn)略性決定，王傳福栽下的種子，今日開花。憑借對產業(yè)鏈的垂直整合能力，比亞迪月銷量突破10萬輛，并一舉超越合資品牌，成為中國市場上銷量最大的車企。 所以，我們這次不談新能源汽車和電池，從芯片角度扒一扒，比亞迪到底實力幾何？ 首先放上一張《電動汽車觀察家》整理的比亞迪在半導體元件產業(yè)鏈能力表，讓大家對它有個直觀認識。
資料來源：《電動汽車觀察家》制表 從上表可以看出，在芯片類型方面，比亞迪能做分立器件、電源管理、MCU、光器件、傳感器等幾種芯片，但還沒有覆蓋智能駕駛等所需的計算芯片、存儲芯片；在芯片產業(yè)鏈條上，比亞迪能夠設計、制造成熟制程的芯片，但上游材料、設備，基本不能做。 因此，可以說比亞迪具備了多種芯片的自研自產能力，但不是全部芯片，也還沒有攻克先進制程的芯片生產，也還面臨材料、設備的掣肘。 下面我們就來深度解析下這張表。 比亞迪能做啥？ 眾所周知，芯片的產業(yè)鏈很長，技術難度非常高，動不動都是卡脖子環(huán)節(jié)；同時，芯片產品類別也很多，有功率芯片、計算芯片、模擬芯片等等。 也因此，目前沒有企業(yè)能夠貫穿整個產業(yè)鏈和所有產品。 要想理清比亞迪半導體的造芯能力，需要先理清半導體行業(yè)的產業(yè)特點。芯片產業(yè)鏈的分工模式大致分為三種：Fabless、Foundry和IDM。
資料來源：《電動汽車觀察家》制表 為了便于理解，我們可以用建筑行業(yè)舉例，F(xiàn)abless公司就像建筑設計公司，只負責設計，不負責施工。Foundry就像是建筑包工隊，不管設計，只管施工。而IDM則是像是總包公司，既能設計，又能施工。 對于不同的產業(yè)模式，對半導體公司的能力要求有所不同。 比如Fabless模式的公司，需要更強的市場研發(fā)能力，順應市場需求才行。而是對于Foundry模式的公司，更像是傳統(tǒng)的工業(yè)公司，考量的是工藝水平與成本控制能力。IDM模式公司，對綜合能力的要求更高，什么都得會，什么都得強才能成功。 芯片業(yè)內不同模式下最出名的公司有，F(xiàn)abless模式：英偉達，F(xiàn)oundry模式TMSC臺積電，IDM公司INTEL（英特爾）。 比亞迪在不同的芯片種類上，采用不同的產業(yè)鏈模式：
如同比亞迪的新能源車堅持插電和純電兩條腿走路一樣，比亞迪半導體的發(fā)展也是多種模式兼顧進行。 在產品種類方面，比亞迪半導體生產的芯片主要圍繞比亞迪集團業(yè)務展開。比亞迪集團的主要業(yè)務種類有：新能源汽車、LED光源、光伏、儲能、軌道交通、消費電子代工。因此比亞迪半導體所能生產的芯片種類，較為豐富。 比亞迪半導體所能生產的產品種類，除模擬IC外，其他芯片都可能用在汽車之上。 總體而言，比亞迪半導體所生產的芯片種類還是圍繞新能源汽車、消費電子展開。隨著汽車與消費電子產品的融合，比亞迪半導體所產芯片將可越來越多的應用于汽車之上。 客戶和產能情況 理清楚產品后，再來看下比亞迪現(xiàn)階段的客戶有哪些？ 比亞迪半導體招股說明書上顯示，在汽車領域，比亞迪半導體已進入小鵬汽車、東風嵐圖、宇通汽車、小康汽車、長安汽車等品牌客戶的供應商體系。
具體已經量產的終端客戶如下：
資料來源：《比亞迪半導體首次公開發(fā)行股票在創(chuàng)業(yè)板上市申請文件的第一輪審核問詢函的答復》 除了功率模塊，比亞迪在智能控制IC領域具備較強的技術優(yōu)勢，MCU芯片和電源 IC均具有豐富的量產經驗和優(yōu)質的客戶群體，已進入比亞迪集團、美的、格力、格蘭仕等品牌廠商的供應體系。 在智能傳感器領域，比亞迪也具備較強的市場競爭力和應用端優(yōu)勢。其中，消費級 CMOS 圖像傳感器已進入三星、TCL、傳音控股等知名品牌廠商的供應鏈體系，車規(guī)級CMOS圖像傳感器采用車規(guī)級BSI工藝和車規(guī)級IMBGA封裝，星光級圖像效果和寬動態(tài)表現(xiàn)方面具有優(yōu)勢。 可以看到，比亞迪芯片從車規(guī)級切入，向下兼容到工業(yè)級別和消費級別產品。 從比例上來看，無論是車規(guī)級模塊還是工業(yè)模塊，都以自供為主，占比達到50%以上。 從招股說明書披露的數(shù)據看，2020年和2021年上半年，比亞迪功率半導體銷售主要集中在車規(guī)級模塊，占比分別為 76.40%和 81.98%，主要包括SiC模塊、DM4.0 混動模塊、其他車規(guī)級IGBT模塊等。
資料來源：比亞迪半導體招股說明書 晶圓是芯片的載體。在晶圓制造方面，比亞迪披露的信息顯示，2018~2021年上半年，晶圓產能利用率分別為78.61%、49.54%、32.33%和64.05%；晶圓產銷率分別為 97.97%、84.85%、109.37%和 100.26%。 從產銷率來看，比亞迪呈現(xiàn)出滿產滿銷，說明了芯片產品的市場緊俏程度。 2020~2021年數(shù)據看，晶圓制造的自用比例有所提升，應該是受芯片短缺影響，自供比例上升，外采比例有所下降。 具體看2019年的產銷比例大幅下降，主要是受國內新能源汽車市場整體影響，增長不及預期，晶圓自用及外銷數(shù)量降低。2020 年下半年以來，比亞迪產品銷量持續(xù)增加，逐漸消化了庫存晶圓，產銷率大幅上升。 晶圓制造的產能、產量、自用和對外銷售情況如下：
資料來源：《比亞迪半導體首次公開發(fā)行股票在創(chuàng)業(yè)板上市申請文件的第一輪審核問詢函的答復》 比亞迪自制晶圓主要用于功率模塊生產。 自制、委托代工、外購的功率模塊晶圓投產數(shù)量變動情況如下：
資料來源：《比亞迪半導體首次公開發(fā)行股票在創(chuàng)業(yè)板上市申請文件的第一輪審核問詢函的答復》 競爭力情況 比亞迪對核心技術進行了全面布局，截至招股說明書簽署日，擁有已授權專利1167 項，建立起了完整的自主知識產權體系，在芯片設計、晶圓制造、模塊封裝與測試、系統(tǒng)級應用測試等環(huán)節(jié)均建立了較高的技術護城河。 以比亞迪自主能力最強的功率器件來分析。 首先，在SiC的應用層面，比亞迪具備一定優(yōu)勢。從全球市場競爭格局來看，SiC產業(yè)鏈中美國、歐洲和日本企業(yè)居多，以科銳、英飛凌、羅姆半導體、意法半導體為代表的企業(yè)以IDM模式經營，占據了較高的市場份額。 國內廠商中，比亞迪集團已經在整車中率先使用SiC器件，比亞迪也是全球首家、國內唯一實現(xiàn) SiC三相全橋模塊在電機驅動控制器中大批量裝車的功率半導體供應商。 比亞迪的 SiC 模塊于2020年3季度開始商用，搭載比亞迪漢高端車型，目前僅供比亞迪集團使用。2020 年，比亞迪SiC模塊出貨量1.28萬個。目前，市場上尚無與該模塊規(guī)格類似、批量上車的產品可比。 根據公開資料，與品牌商R、品牌商M相比，比亞迪產品采用三相全橋拓撲結構，散熱方式采用更先進的Pin-Fin水冷散熱方式，電壓等級一致，電流等級較高，價格位于合理水平，具體對比如下表所示： 資料來源：《比亞迪半導體首次公開發(fā)行股票在創(chuàng)業(yè)板上市申請文件的第一輪審核問詢函的答復》 根據招股說明書披露，芯片技術方面，比亞迪自主研發(fā)的高密度溝槽柵復合場終止IGBT芯片技術，IGBT芯片綜合性能達到國際主流廠商的先進水平，在電驅應用具有較高的使用效率。 目前比亞迪基于高密度Trench FS的IGBT 5.0技術已實現(xiàn)量產。 比亞迪生產的 IPM 模塊（Intelligent Power Modules，智能功率模塊）主要應用于新能源汽車空調控制器、變頻家電、步進電機、伺服電機等各類變頻控制領域。 性能方面，比亞迪IGBT芯片的開通損耗優(yōu)于國際主流廠商，關斷損耗與國際主流廠商相近，產品具備低損耗、高效率等特征；車規(guī)級 IGBT模塊的開關損耗、 反向恢復損耗優(yōu)于國際主流廠商，可承受短路時間與國際主流廠商相近，產品具備高功率密度、低損耗、高可靠性等特征；SiC 模塊內阻、最高結溫優(yōu)于國際主流廠商，產品具備低損耗、低電感設計、高工作結溫等特征。 模塊技術方面，比亞迪采用針翅狀直接冷卻結構和雙面散熱封裝技術，提高了散熱效率和功率密度。 根據 Omdia 統(tǒng)計，以 2019年IGBT模塊銷售額計算，比亞迪在中國新能源乘用車電機驅動控制器用IGBT模塊廠商中排名第二，僅次于英飛凌，市場占有率19%，在國內廠商中排名第一。2020 年，比亞迪在該領域保持全球廠商排名第二、國內廠商排名第一的領先地位。 不過，在全球供應和市場份額上，比亞迪還遠排不上名次。 晶圓制造方面，比亞迪掌握柵極精細化加工工藝、超薄片背面加工工藝等核心工藝技術。模塊封裝方面，比亞迪在封裝結構上采用針翅狀直接冷卻結構和雙面散熱封裝技術，提高了散熱效率和功率密度。 整體來說，比亞迪在國內車規(guī)級芯片，尤其是功率器件供應方面具備較強競爭力，但在國際層面，由于起步晚、配套車輛數(shù)量相對較少，可靠性驗證方面還與國際大廠有明顯差距。 卡脖子環(huán)節(jié)有哪些 通過上述分析，可以看出比亞迪半導體在車規(guī)級功率器件方面，在中國市場上處于相對領先的位置。 但受制于中國整體芯片產業(yè)水平，比亞迪的芯片產業(yè)鏈也并不完善。 比亞迪半導體在招股說明書上坦言，自己是通過購買二手設備的方式提升產線生產率，并表示，8英寸晶圓二手設備在市場上也處于供不應求狀態(tài)。 比亞迪半導體在沒有提到的芯片設計工具——EDA、IP核，以及其它上游原材料方面，也都不具備自產能力。 但比亞迪半導體所面臨的問題，不只是自己所面臨的的問題，而是中國半導體產業(yè)鏈的整體性問題。具備IDM能力的自主半導體廠家，全部面臨芯片設計軟件、生產設備受限的問題，比亞迪半導體也未能幸免。 同時，與國際巨頭相比，比亞迪半導體歷史尚短、產品供應量相對較少，可以想見，芯片生產工藝、產品質量上，仍然與業(yè)內頂流廠家存在一定差距。 這些差距，需要比亞迪半導體通過不斷的工藝迭代與經驗累積，才能形成突破。 比亞迪半導體的啟示 比亞迪半導體，以及比亞迪旗下弗迪動力等公司的孵化，證明汽車公司在孵化產業(yè)鏈上有天然優(yōu)勢。 從比亞迪半導體的發(fā)展歷程看，這家公司的和新業(yè)務始終是圍繞著比亞迪集團的戰(zhàn)略需要所建設。IGBT、LED等芯片，是比亞迪集團發(fā)展汽車、光伏所必須的半導體產品，在比亞迪集團內部起到輔助角色。 如今，比亞迪半導體的IGBT模塊被多家車企接受，攝像頭模組、LED光源芯片正在被其他車企采購，在獨立上市后，比亞迪半導體將更容易被其他車企接受。 但回到最初，不論是王傳福，還是比亞迪半導體高管在接受采訪時都說，造芯片不是因為想造，而是因為買不到。 換而言之，比亞迪半導體是被逼出來的。 但正是因為被逼出來的比亞迪半導體，證明汽車公司對于產業(yè)鏈的孵化能力十足強勁，一家優(yōu)秀的汽車公司，不能局限于在產業(yè)鏈中吸血，而是應該具備為產業(yè)鏈造血的能力。 汽車產業(yè)中，豐田、通用等大型公司都具這樣的能力。當中國發(fā)展新能源汽車產業(yè)之時，出現(xiàn)一家比亞迪不足為奇，應該出現(xiàn)更多的、具備孵化產業(yè)鏈能力的汽車公司。 汽車工業(yè)以外，華為被逼著造了手機，大疆被逼著造了攝像設備。 局限于汽車行業(yè)的公司，終究會被汽車所裹挾。突破產業(yè)局限的公司，才有可能顛覆產業(yè)。 本文來自微信公眾號：電動汽車觀察家 （ID：evobserver），作者：王凌方、田輝 |
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