沒錯(cuò),比亞迪“造芯”20年了。
比亞迪是在2002年成立的IC(集成電路)設(shè)計(jì)部,與造車和電池計(jì)劃幾乎同時(shí)起步。
20年前,不知道是怎樣的壓力,促使王傳福進(jìn)入資金、技術(shù)、人才都如此密集、但利潤(rùn)率卻很低的芯片領(lǐng)域。
20年后,面對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)的“缺芯”難題,比亞迪應(yīng)對(duì)得最為從容,在各個(gè)公司面臨“缺芯”停產(chǎn)、減產(chǎn)的時(shí)候,比亞迪不止是不缺芯片,還在對(duì)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(duì)產(chǎn)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(guó)市場(chǎng)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(shí)力幾何?
首先放上一張《電動(dòng)汽車觀察家》整理的比亞迪在半導(dǎo)體元件產(chǎn)業(yè)鏈能力表,讓大家對(duì)它有個(gè)直觀認(rèn)識(shí)。
資料來源:《電動(dòng)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(jì)算芯片、存儲(chǔ)芯片;在芯片產(chǎn)業(yè)鏈條上,比亞迪能夠設(shè)計(jì)、制造成熟制程的芯片,但上游材料、設(shè)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(chǎn)能力,但不是全部芯片,也還沒有攻克先進(jìn)制程的芯片生產(chǎn),也還面臨材料、設(shè)備的掣肘。
下面我們就來深度解析下這張表。
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比亞迪能做啥?
眾所周知,芯片的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng),技術(shù)難度非常高,動(dòng)不動(dòng)都是卡脖子環(huán)節(jié);同時(shí),芯片產(chǎn)品類別也很多,有功率芯片、計(jì)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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈和所有產(chǎn)品。
要想理清比亞迪半導(dǎo)體的造芯能力,需要先理清半導(dǎo)體行業(yè)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。芯片產(chǎn)業(yè)鏈的分工模式大致分為三種:Fabless、Foundry和IDM。
資料來源:《電動(dòng)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(shè)計(jì)公司,只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì),不負(fù)責(zé)施工。Foundry就像是建筑包工隊(duì),不管設(shè)計(jì),只管施工。而IDM則是像是總包公司,既能設(shè)計(jì),又能施工。
對(duì)于不同的產(chǎn)業(yè)模式,對(duì)半導(dǎo)體公司的能力要求有所不同。
比如Fabless模式的公司,需要更強(qiáng)的市場(chǎng)研發(fā)能力,順應(yīng)市場(chǎng)需求才行。而是對(duì)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(duì)綜合能力的要求更高,什么都得會(huì),什么都得強(qiáng)才能成功。
芯片業(yè)內(nèi)不同模式下最出名的公司有,F(xiàn)abless模式:英偉達(dá),F(xiàn)oundry模式TMSC臺(tái)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(chǎn)業(yè)鏈模式:
在IGBT芯片上,具備IDM模式設(shè)計(jì)制造能力;
在車用MCU(微處理器)、CMOS攝像頭、指紋傳感器方面,以Fabless模式運(yùn)營(yíng);
在模擬IC(電源管理)芯片上,比亞迪能做到Foundry模式,為其他企業(yè)代工生產(chǎn)。
如同比亞迪的新能源車堅(jiān)持插電和純電兩條腿走路一樣,比亞迪半導(dǎo)體的發(fā)展也是多種模式兼顧進(jìn)行。
在產(chǎn)品種類方面,比亞迪半導(dǎo)體生產(chǎn)的芯片主要圍繞比亞迪集團(tuán)業(yè)務(wù)展開。比亞迪集團(tuán)的主要業(yè)務(wù)種類有:新能源汽車、LED光源、光伏、儲(chǔ)能、軌道交通、消費(fèi)電子代工。因此比亞迪半導(dǎo)體所能生產(chǎn)的芯片種類,較為豐富。
比亞迪半導(dǎo)體所能生產(chǎn)的產(chǎn)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(dǎo)體所生產(chǎn)的芯片種類還是圍繞新能源汽車、消費(fèi)電子展開。隨著汽車與消費(fèi)電子產(chǎn)品的融合,比亞迪半導(dǎo)體所產(chǎn)芯片將可越來越多的應(yīng)用于汽車之上。
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客戶和產(chǎn)能情況
理清楚產(chǎn)品后,再來看下比亞迪現(xiàn)階段的客戶有哪些?
比亞迪半導(dǎo)體招股說明書上顯示,在汽車領(lǐng)域,比亞迪半導(dǎo)體已進(jìn)入小鵬汽車、東風(fēng)嵐圖、宇通汽車、小康汽車、長(zhǎng)安汽車等品牌客戶的供應(yīng)商體系。
在家電領(lǐng)域,比亞迪已進(jìn)入美的、格力、奧克斯、格蘭仕、志高、九陽、蘇泊爾等品牌客戶的供應(yīng)商體系;
在工業(yè)控制領(lǐng)域,比亞迪已進(jìn)入瑞凌股份、霍尼韋爾、北京時(shí)代、新時(shí)達(dá)、匯川技術(shù)、博世力士樂等品牌客戶的供應(yīng)商體系;
在消費(fèi)電子領(lǐng)域,比亞迪已進(jìn)入三星、傳音控股、云蟻智聯(lián)、聞泰科技、龍旗、TCL 等品牌客戶的供應(yīng)商體系。
具體已經(jīng)量產(chǎn)的終端客戶如下:
資料來源:《比亞迪半導(dǎo)體首次公開發(fā)行股票在創(chuàng)業(yè)板上市申請(qǐng)文件的第一輪審核問詢函的答復(fù)》
除了功率模塊,比亞迪在智能控制IC領(lǐng)域具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),MCU芯片和電源 IC均具有豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)質(zhì)的客戶群體,已進(jìn)入比亞迪集團(tuán)、美的、格力、格蘭仕等品牌廠商的供應(yīng)體系。
在智能傳感器領(lǐng)域,比亞迪也具備較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和應(yīng)用端優(yōu)勢(shì)。其中,消費(fèi)級(jí) CMOS 圖像傳感器已進(jìn)入三星、TCL、傳音控股等知名品牌廠商的供應(yīng)鏈體系,車規(guī)級(jí)CMOS圖像傳感器采用車規(guī)級(jí)BSI工藝和車規(guī)級(jí)IMBGA封裝,星光級(jí)圖像效果和寬動(dòng)態(tài)表現(xiàn)方面具有優(yōu)勢(shì)。
可以看到,比亞迪芯片從車規(guī)級(jí)切入,向下兼容到工業(yè)級(jí)別和消費(fèi)級(jí)別產(chǎn)品。
從比例上來看,無論是車規(guī)級(jí)模塊還是工業(yè)模塊,都以自供為主,占比達(dá)到50%以上。
從招股說明書披露的數(shù)據(jù)看,2020年和2021年上半年,比亞迪功率半導(dǎo)體銷售主要集中在車規(guī)級(jí)模塊,占比分別為 76.40%和 81.98%,主要包括SiC模塊、DM4.0 混動(dòng)模塊、其他車規(guī)級(jí)IGBT模塊等。
資料來源:比亞迪半導(dǎo)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(chǎn)能利用率分別為78.61%、49.54%、32.33%和64.05%;晶圓產(chǎn)銷率分別為 97.97%、84.85%、109.37%和 100.26%。
從產(chǎn)銷率來看,比亞迪呈現(xiàn)出滿產(chǎn)滿銷,說明了芯片產(chǎn)品的市場(chǎng)緊俏程度。
2020-2021年數(shù)據(jù)看,晶圓制造的自用比例有所提升,應(yīng)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(chǎn)銷比例大幅下降,主要是受國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)整體影響,增長(zhǎng)不及預(yù)期,晶圓自用及外銷數(shù)量降低。2020 年下半年以來,比亞迪產(chǎn)品銷量持續(xù)增加,逐漸消化了庫存晶圓,產(chǎn)銷率大幅上升。
晶圓制造的產(chǎn)能、產(chǎn)量、自用和對(duì)外銷售情況如下:
資料來源:《比亞迪半導(dǎo)體首次公開發(fā)行股票在創(chuàng)業(yè)板上市申請(qǐng)文件的第一輪審核問詢函的答復(fù)》
比亞迪自制晶圓主要用于功率模塊生產(chǎn)。
自制、委托代工、外購的功率模塊晶圓投產(chǎn)數(shù)量變動(dòng)情況如下:
資料來源:《比亞迪半導(dǎo)體首次公開發(fā)行股票在創(chuàng)業(yè)板上市申請(qǐng)文件的第一輪審核問詢函的答復(fù)》
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競(jìng)爭(zhēng)力情況
比亞迪對(duì)核心技術(shù)進(jìn)行了全面布局,截至招股說明書簽署日,擁有已授權(quán)專利1167 項(xiàng),建立起了完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系,在芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊封裝與測(cè)試、系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用測(cè)試等環(huán)節(jié)均建立了較高的技術(shù)護(hù)城河。
以比亞迪自主能力最強(qiáng)的功率器件來分析。
首先,在SiC的應(yīng)用層面,比亞迪具備一定優(yōu)勢(shì)。從全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來看,SiC 產(chǎn)業(yè)鏈中美國(guó)、歐洲和日本企業(yè)居多,以科銳、英飛凌、羅姆半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體為代表的企業(yè)以IDM模式經(jīng)營(yíng),占據(jù)了較高的市場(chǎng)份額。
國(guó)內(nèi)廠商中,比亞迪集團(tuán)已經(jīng)在整車中率先使用SiC器件,比亞迪也是全球首家、國(guó)內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn) SiC三相全橋模塊在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器中大批量裝車的功率半導(dǎo)體供應(yīng)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(tuán)使用。2020 年,比亞迪SiC模塊出貨量1.28萬個(gè)。目前,市場(chǎng)上尚無與該模塊規(guī)格類似、批量上車的產(chǎn)品可比。
根據(jù)公開資料,與品牌商R、品牌商M相比,比亞迪產(chǎn)品采用三相全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),散熱方式采用更先進(jìn)的Pin-Fin水冷散熱方式,電壓等級(jí)一致,電流等級(jí)較高,價(jià)格位于合理水平,具體對(duì)比如下表所示:
資料來源:《比亞迪半導(dǎo)體首次公開發(fā)行股票在創(chuàng)業(yè)板上市申請(qǐng)文件的第一輪審核問詢函的答復(fù)》
根據(jù)招股說明書披露,芯片技術(shù)方面,比亞迪自主研發(fā)的高密度溝槽柵復(fù)合場(chǎng)終止IGBT芯片技術(shù),IGBT芯片綜合性能達(dá)到國(guó)際主流廠商的先進(jìn)水平,在電驅(qū)應(yīng)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(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
比亞迪生產(chǎn)的 IPM 模塊(Intelligent Power Modules,智能功率模塊)主要應(yīng)用于新能源汽車空調(diào)控制器、變頻家電、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等各類變頻控制領(lǐng)域。
性能方面,比亞迪IGBT芯片的開通損耗優(yōu)于國(guó)際主流廠商,關(guān)斷損耗與國(guó)際主流廠商相近,產(chǎn)品具備低損耗、高效率等特征;車規(guī)級(jí) IGBT模塊的開關(guān)損耗、 反向恢復(fù)損耗優(yōu)于國(guó)際主流廠商,可承受短路時(shí)間與國(guó)際主流廠商相近,產(chǎn)品具備高功率密度、低損耗、高可靠性等特征;SiC 模塊內(nèi)阻、最高結(jié)溫優(yōu)于國(guó)際主流廠商,產(chǎn)品具備低損耗、低電感設(shè)計(jì)、高工作結(jié)溫等特征。
不過,在全球供應(yīng)和市場(chǎng)份額上,比亞迪還遠(yuǎn)排不上名次。
模塊技術(shù)方面,比亞迪采用針翅狀直接冷卻結(jié)構(gòu)和雙面散熱封裝技術(shù),提高了散熱效率和功率密度。
根據(jù) Omdia 統(tǒng)計(jì),以 2019年IGBT模塊銷售額計(jì)算,比亞迪在中國(guó)新能源乘用車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器用IGBT模塊廠商中排名第二,僅次于英飛凌,市場(chǎng)占有率19%,在國(guó)內(nèi)廠商中排名第一。2020 年,比亞迪在該領(lǐng)域保持全球廠商排名第二、國(guó)內(nèi)廠商排名第一的領(lǐng)先地位。
晶圓制造方面,比亞迪掌握柵極精細(xì)化加工工藝、超薄片背面加工工藝等核心工藝技術(shù)。模塊封裝方面,比亞迪在封裝結(jié)構(gòu)上采用針翅狀直接冷卻結(jié)構(gòu)和雙面散熱封裝技術(shù),提高了散熱效率和功率密度。
整體來說,比亞迪在國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí)芯片,尤其是功率器件供應(yīng)方面具備較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力,但在國(guó)際層面,由于起步晚、配套車輛數(shù)量相對(duì)較少,可靠性方面還與國(guó)際大廠有明顯差距。
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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(dǎo)體在車規(guī)級(jí)功率器件方面,在中國(guó)市場(chǎng)上處于相對(duì)領(lǐng)先的位置。
但受制于中國(guó)整體芯片產(chǎn)業(yè)水平,比亞迪的芯片產(chǎn)業(yè)鏈也并不完善。
比亞迪半導(dǎo)體在招股說明書上坦言,自己是通過購買二手設(shè)備的方式提升產(chǎn)線生產(chǎn)率,并表示,8英寸晶圓二手設(shè)備在市場(chǎng)上也處于供不應(yīng)求狀態(tài)。
比亞迪半導(dǎo)體在沒有提到的芯片設(shè)計(jì)工具——EDA、IP核,以及其它上游原材料方面,也都不具備自產(chǎn)能力。
但比亞迪半導(dǎo)體所面臨的問題,不只是自己所面臨的的問題,而是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的整體性問題。具備IDM能力的自主半導(dǎo)體廠家,全部面臨芯片設(shè)計(jì)軟件、生產(chǎn)設(shè)備受限的問題,比亞迪半導(dǎo)體也未能幸免。
同時(shí),芯片生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量上,仍然與業(yè)內(nèi)頂流廠家存在一定差距。
這些差距,需要比亞迪半導(dǎo)體通過不斷的工藝迭代與經(jīng)驗(yàn)累積,才能形成突破。
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比亞迪半導(dǎo)體的啟示
比亞迪半導(dǎo)體,以及比亞迪旗下弗迪動(dòng)力等公司的孵化,證明汽車公司在孵化產(chǎn)業(yè)鏈上有天然優(yōu)勢(shì)。
從比亞迪半導(dǎo)體的發(fā)展歷程看,這家公司的和新業(yè)務(wù)始終是圍繞著比亞迪集團(tuán)的戰(zhàn)略需要所建設(shè)。IGBT、LED等芯片,是比亞迪集團(tuán)發(fā)展汽車、光伏所必須的半導(dǎo)體產(chǎn)品,在比亞迪集團(tuán)內(nèi)部起到輔助角色。
如今,比亞迪半導(dǎo)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(dú)立上市后,比亞迪半導(dǎo)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(dǎo)體高管在接受采 訪時(shí)都說,造芯片不是因?yàn)橄朐欤且驗(yàn)橘I不到。
換而言之,比亞迪半導(dǎo)體是被逼出來的。
但正是因?yàn)楸槐瞥鰜淼谋葋喌习雽?dǎo)體,證明汽車公司對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈的孵化能力十足強(qiáng)勁,一家優(yōu)秀的汽車公司,不能局限于在產(chǎn)業(yè)鏈中吸血,而是應(yīng)該具備為產(chǎn)業(yè)鏈造血的能力。
汽車產(chǎn)業(yè)中,豐田、通用等大型公司都具這樣的能力。當(dāng)中國(guó)發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)之時(shí),出現(xiàn)一家比亞迪不足為奇,應(yīng)該出現(xiàn)更多的、具備孵化產(chǎn)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(jī),大疆被逼著造了攝像設(shè)備。
局限于汽車行業(yè)的公司,終究會(huì)被汽車所裹挾。突破產(chǎn)業(yè)局限的公司,才有可能顛覆產(chǎn)業(yè)。
——END——
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:電動(dòng)汽車觀察家
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