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      行業動態

      新能源汽車發展,引爆IGBT市場

      文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/12/26     瀏覽次數:    



      2014年是新能源汽車發展的元年,2015年正式進入高速成長期。我國國民經濟的高速發展,促進居民汽車保有量增加。據工信部統計,2014年我國新能源汽車銷量為7.86萬輛,2015年銷量為37.9萬輛,同比增長382%,且預測2016年新能源汽車的累積產銷量增速將達一倍以上。緊隨新能源汽車市場的腳步,IGBT作為新能源汽車動力系統的核心器件,未來市場潛力巨大。

      新能源汽車中的IGBT

      IGBT是新能源汽車中的核心器件之一,在新能源汽車中發揮著重要的作用,作為大功率高頻開關在逆變器、電源變換器中被大量使用,主要應用于電力驅動系統與電源系統中。

      新能源汽車中的IGBT

      純電動汽車的電力驅動系統主要由電子控制器、驅動電動機、電動機逆變器、各種傳感器、機械傳動裝置和車輪等組成,其中最關鍵的是電動機逆變器,電動機不同,控制器也有所不同,控制器將蓄電池直流電逆變成交流電后驅動交流驅動電動機,電動機輸出的轉矩經傳動系統驅動車輪,使電動汽車行駛。該系統的功用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉化為車輪的動能,并能夠在汽車減速制動時,將車輪的動能轉化為電能充入蓄電池。IGBT在電力驅動系統中用于逆變器模塊,該模塊將蓄電池的直流電轉換交流電驅動電機。

      純電動汽車的電源系統包括車載電源、能量管理系統和充電機等。它的功用是向電動機提供驅動電能、監測電源使用情況及控制充電機向蓄電池充電。純電動汽車以動力蓄電池組作為車載能源,通過周期性的充電來補充電能。IGBT在電源系統中用于各種交流/直流與直流/直流變換器中,實現為蓄電池充電與完成所需電壓等級的電源變換等功能。

      新能源汽車產量大增,引爆IGBT市場

      功率半導體占到新能源汽車中半導體用量的50%,而IGBT是用于新能源汽車的主要功率半導體。新能源汽車動力總成系統電氣化,使每輛汽車半導體元器件用量大幅提升。Strategy Analytics數據顯示,純電動汽車(EV)半導體元器件用量達到673美元,相較于傳統汽車297美元的半導體用量增加了127%,其中大部分新增用量是功率半導體器件。以HEV(混合動力汽車)為例,新增的半導體元器件用量367美元,其中76%是功率半導體器件,新增的功率半導體用量達到了279美元,已經接近于傳統汽車半導體元件總用量。電氣化是汽車行業發展的大趨勢,尤其是政策推動下,新能源車的高速滲透加速了這一進程。隨著新能源汽車滲透率的大幅提升,功率半導體作為新能源汽車的核心器件,將迎來新的爆發機遇,而國內相關廠商有望分享這一盛宴。

      新能源汽車中的半導體用量

      新能源汽車和充電樁帶動百億新需求,未來幾年將是新能源汽車及充電樁行業爆發時期,IGBT作為其核心器件也將迎來黃金發展期。2015年1月~10月月我國新能源汽車累計銷量為17萬輛,同比增長290%。根據國務院印發的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》,到2020年,我國純電動車和插電式混合動力汽車生產能力要達到200萬輛,累計銷量超過500萬輛?!峨妱悠嚦潆娀A設施建設發展規劃》提出,到2020年我國充電樁要達到450萬個,充電站達到1.2萬座。IGBT模塊作為HEV/EV、充電樁的核心部件,存在巨大的市場空間。

      2020年新能源汽車保有量將超過500萬輛

      2020年充電樁保有量將超過450萬臺

      新能源汽車用IGBT模塊規格一般為600V~1200V/200A~800A,充電樁需要的IGBT模塊功率相對要小。不同功率、不同電機數量的新能源汽車所需的IGBT模塊差別較大,按照均價來計算,預計未來5年新能源汽車和充電樁將帶動我國IGBT模塊200億的市場需求。

      IGBT市場競爭格局

      歐美和日本企業憑借著產品質量好、技術領先,在IGBT市場中占據絕對優勢地位,也是我國IGBT市場的主要供應商。

      國外研發IGBT器件的公司主要有英飛凌、ABB、三菱、賽米控、日立、富士、東芝、IXYS和APT等公司,其IGBT技術成熟,涵蓋了電壓等級600V-6500V,電流等級2A-3600A的全部產品,形成了完善的IGBT產品系列。其中,賽米控、仙童等企業在1700V及以下電壓等級的消費級IGBT領域處于優勢地位;ABB、英飛凌、三菱電機在1700V-6500V電壓等級的工業級IGBT領域占絕對優勢,3300V以上電壓等級的高壓IGBT技術更是被英飛凌、ABB、三菱三家公司所壟斷,它們代表著IGBT的國際最高水平。

      IGBT 全球市場競爭格局

      目前我國市場需求的IGBT主要被賽米控、EUPEC、三菱、Sanken、飛兆、富士、IR、東芝、IXYS、ST等歐美和日本廠商所壟斷。

      國產IGBT的進展

      中國IGBT市場需求量巨大,2014年銷售額為88.7億元,約占全球市場的30%,預計到2020年中國IGBT市場將超過180億元,年復合增長率為13%。目前我國市場需求的IGBT等高端電力電子器件90%左右需要進口,國內市場被歐美、日本企業壟斷。

      新能源汽車中IGBT等大功率電力電子器件不僅對性能要求高,同時對可靠性的要求更為嚴苛,如汽車應用的IGBT期望壽命為二十年以上,上萬次甚至百萬次的功率循環要求,而且需要在不同的環境和氣候下工作。近幾年來隨著市場的刺激以及國家政策的扶持,國內出現了一批IGBT方面的公司并取得了令人欣喜的成績,例如中車時代電氣、比亞迪微電子、華微電子。2008年10月中車時代電氣公司完成收購擁有50年功率器件研發歷史的Dynex公司,2015年12月29日,北汽集團旗下的北汽新能源公司與中國中車旗下的時代電氣在株洲簽署戰略合作協議,開啟新能源汽車領域的合作。2015年10月,深圳比亞迪微電子有限公司與上海先進半導體制造股份有限公司簽訂建立戰略產業聯盟合作協議,共同打造IGBT國產化產業鏈。目前比亞迪已整合IGBT產業鏈,包括芯片設計、晶圓制造、測試、封裝等。華微電子也在新能源領域積極布局,正在開發電動汽車及其充電樁用IGBT等功率半導體器件。不久的將來,國內的汽車級IGBT產業會逐漸發展強大起來。

      文章來源:(中國電力電子產業網)

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