爆單！車規IGBT產能將超100萬套，這家國產廠商劍指400%增長
近年來，隨著全球制造業向中國轉移，中國已逐漸成為全球最大的IGBT市場。在強大的市場需求驅動下，一批具備IGBT相關經驗的行業精英開始投身于IGBT的創業浪潮中。與此同時，中國政府陸續出臺相關政策鼓勵IGBT行業發展，刺激IGBT企業攻克卡脖子難題。在產業政策和市場需求的強大驅動下，IGBT國產化進程加速。
最近，芯八哥“走進產業鏈”欄目記者采訪了國內唯一一家量產前裝車規IGBT模塊的初創企業—翠展微的創始人兼CEO彭昊，探討在IGBT景氣度高企的背景下，當前翠展微企業的發展情況以及對行業未來發展的展望。
翠展微創始人兼CEO 彭昊
車規IGBT模塊已大批量出貨，并與300多家汽車客戶完成供應商建檔
據了解，翠展微成立于2018年，致力于成為中國領先的汽車功率器件供應商。截至目前，公司已完成300多個汽車客戶的供應商建檔，自主研發生產的IGBT模塊已經在國內多家知名車企完成前裝量產。
“公司其實從成立開始，就是圍繞著整個新能源汽車的下游應用來開展的。新能源汽車本質是一個移動終端，會形成很多新的應用領域。我們當時考慮的應用很多，比如充電樁、BMS、驅動電機、車載空調等，但是創業的時候不太可能說所有產品同時做，所以我們當時選了一個挑戰難度最大，但也是附加值最高的汽車主電驅IGBT模塊來作為主攻。”彭昊說道。
IGBT在新能源汽車領域的應用場景
資料來源：翠展微
記者注意到，目前IGBT行業單管已經發展到了極限，后續模塊公司的優勢更為明顯。此外，正如彭昊所說，汽車主電驅IGBT模塊的價值量，要遠遠高于其他的應用領域，公司可以借此迅速做大體量。
從NE時代的數據來看，在整體新能源汽車中，電機控制器成本占比約11%，而IGBT模塊占電機控制器成本的37%。因此，在整體新能源汽車成本中，電驅IGBT模塊占比已經高達4%。
電機控制器成本結構
資料來源：NE時代；芯八哥整理
基于創始團隊對IGBT行業的深刻理解，翠展微IGBT模塊從產品定義到最終量產上市僅用了2年的時間。目前，公司的IGBT模塊已經開始在哪吒、奇瑞、江淮、比亞迪等汽車終端廠商批量出貨，并已獲得其他多家車企定點。
隨著新能源汽車行業的快速發展，中國主流新能源車型已經超過了100個，售價范圍4-50萬不等，同一車型具備多個電池包選配，標準化的功率模塊，無法滿足車企多樣化的需求。基于此，翠展微開發了國產首款汽車一體化集成IGBT模塊。和標準模塊相比，集成一體化模塊省去了銅底板與導熱硅脂，降低40%的熱阻，提升了系統的性能與可靠性。此外，經過這樣的一體化設計還能減少生產工序，提高客戶生產效率，降低生產成本。未來，集成化、定制化將逐漸成為汽車IGBT模塊的發展趨勢。
值得強調的是，翠展微除了IGBT模塊硬件產品外，公司還有一部分收入是來源于汽車軟件及服務的。作為公司早期現金流的重要來源之一，公司在軟件服務這一塊的業務進展也非常非常順利。
彭昊指出：“IGBT模塊它是一個周期很長的產品，從產品研發到最終量產可能要兩三年時間，所以我們當時在做硬件產品的同時，我們也成立一個團隊，給一些車廠等客戶做一些方案的開發，以方案開發服務的方式先跟客戶建立合作關系。我們和300多家客戶建立合作，主要還是以汽車的一些方案開發的服務做為切入點的?！?/span>
憑借較好的服務質量與口碑，翠展微的軟件開發服務得到了業內客戶的廣泛認可。目前公司該業務回頭客戶非常多，因此業務相當穩定；此外，公司很多新增客戶基本上都是老客戶主動帶過來的，因此基本上不用花很多時間和精力去開拓市場。
“新能源汽車其實換句話說就叫智能汽車，但其實你只要說到智能，它是離不開軟件的，所以新能源汽車的軟件需求的數量要遠遠超過傳統汽車?！迸黻环治龅?，“我們軟件服務毛利非常高，差不多在40%-50%，而且增長也很快。去年軟件服務的收入差不多2,000萬元，今年可以實現翻倍增長到4,000萬元。今年我們公司總的銷售收入預計能夠達到8,000萬-1億元，其中軟件方案服務費差不多接近40%的占比?！?/span>
市占率快速拓展到1%，擴產后年汽車IGBT模塊產能將超100萬個
業內周知，IGBT是由MOSFET和BJT組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，適用于各類需要交流電和直流電轉換及高低電壓轉換的應用場景，廣泛應用于電機節能、軌道交通、新能源汽車、智能電網、家用電器、工業控制等領域。
從市場規模來看，根據研究機構Omdia的數據，全球IGBT市場規模在過去近十年中保持穩定增長，從2012年的32億美元增長至2021年的70億美元。中國是IGBT最大的市場，占到全球IGBT市場規模的40%左右。
細分市場方面，由于IGBT 模塊單位價值含量最高，其市場規模約占整個IGBT市場的54%，主要應用于大功率變頻器、電焊機、新能源車、集中式光伏等領域。目前，IGBT模塊行業前三為英飛凌、富士電機、三菱，其市占比分別為37%、11%、10%；國內斯達半導市占率為2.8%，位居第六名。
隨著國內新能源汽車產業的快速發展，產業鏈上游大有逐步完成國產替代，甚至引領世界的趨勢。目前，比如整車品牌、動力電池、電池材料等在世界已經處于前列，而汽車電控IGBT模塊作為新能源汽車最核心的功率器件，之前一直被諸如英飛凌、安森美、賽米控、三菱電機等國外供應商壟斷，但隨著比亞迪半導體、斯達半導、中車時代、士蘭微、翠展微等國內供應商的崛起，目前在一定程度上已經能夠滿足國產需求，實現國產替代。
汽車電控IGBT模塊競爭格局情況
資料來源：NE時代，翠展微，芯八哥整理
彭昊表示：“IGBT模塊的全球玩家主要以英飛凌、安森美、三菱電機為主，其中英飛凌依靠長期以來積累的技術和客戶優勢，主要占據中高端市場；中國市場方面，比亞迪半導體、斯達半導、中車時代電氣近年來的發展速度也非?？?。其中比亞迪半導體背靠母公司比亞迪，占據中國最大的終端市場，其IGBT模塊主要供自己使用，而斯達半導體和中車時代電氣主要是低端市場為主，幾乎完成了10萬元以下的市場的全覆蓋。”
面對眾多擁有先發優勢的玩家，如何從激烈的競爭中脫穎而出，是一個初創企業不得不深入思考的問題。
“我們現在不是單純的去做一個PIN TO PIN的產品，去跟英飛凌、斯達半導、中車時代電氣、比亞迪半導體他們去打價格戰?！迸黻环治龅?，“我們現在的優勢主要在于差異化的競爭。比如說同樣的價錢情況下，我把功率密度做大；或者說同樣功率密度下，我把成本做低。我是通過這些差異化的競爭在一個特定的產品里面形成我一個獨特的競爭優勢，這樣才有可能從中脫穎而出?！?/span>
在經營模式上，目前功率半導體行業巨頭主要IDM一體化模式為主。但是，由于國內芯片行業相對國外起步晚，自建IDM工廠資本開支大，并且產線工藝不成熟，最新一代的IGBT工藝往往不具備。但是，國內代工資源比較豐富，并且代工成本相對較低，因此虛擬IDM模式更加適合初創的國內功率半導體公司。
“我們其實也很希望公司每一個領域的都是全產業的，但是作為一個創業公司來說，IDM不太現實，所以我們一開始是從封測入手，去逐步構建虛擬IDM模式?！迸黻焕潇o的分析道，“我們采取跟一些晶圓廠形成一個戰略合作關系，比如說像華虹，我們會付一些額外的開發費用，讓他們去定制一些專用的產線。此外，我們跟日本的晶圓廠也形成了比較深入的合作，在整個缺貨的周期里面，它能在成本不變的情況下，保證我們的產能供給。通過這種綁定的戰略合作，達到一個相當于全產業鏈的目的?！?/span>
值得一提的是，由于汽車級模塊的使用時間一般至少要求使用時間在15年以上，因此IGBT模塊的封裝技術難度較高，尤其是高可靠性設計和封裝工藝控制是其技術難點。在高可靠性設計方面，需要考慮材料匹配、高效散熱、低寄生參數、高集成度等因素。在封裝工藝控制方面，包括低空洞率焊接/燒結、高可靠互連、ESD防護、老化篩選等，生產中一個看似簡單的環節如果操作不當都會影響到產品的質量和成品率。
為了實現供應鏈的穩定和產品良率的可控，翠展微在浙江嘉善總部自建封裝測試量產基地，從設立工廠到鋪建產線，再到調試設備，最后正式投產，逐步在積累中實現了一個階段的跨越式發展。
彭昊表示：“我們2020年底投了一個3000平方的IGBT模塊廠房，產能30萬個/年。當時的規劃用目前的眼光來看還是偏保守了。隨著新能源汽車不斷超預期發展，結果今年我們就爆單了，作業人員每天白班和夜班兩班倒，仍然不能滿足客戶激增的訂單需求。所以我們今年又租了個12,000平方的廠房，然后準備投4條線，每條線30萬個，大概會新增120萬個/年左右的產能。我們今年又融資了1個億的金額，基本上全部都是用來添置廠房設備的，因為現在我們的設備交期也已經到了18個月?！?/span>
把握國內新能源汽車換道超車歷史機遇，2023年預期能夠實現3-4倍的跨越式增長
眾所周知，汽車IGBT模塊對產品性能和質量的要求要明顯高于消費和工控領域，因此車規認證成為了汽車IGBT模塊市場最重要的壁壘。
一般來說，車規級IGBT需要2年左右的車型導入周期。首先，IGBT 廠商進入車載市場需要獲得AQG-324、IATF 16949等車規級認證，認證時長約1年左右。通過后，廠商還需與車廠或Tier 1 供應商進行車型導入測試驗證，這一過程可能持續1年左右。在測試驗證完成后，供應商通常會先以二供或者三供的身份供貨，再逐步提高銷售量。而在需求穩定的情況下，車廠出于供應鏈安全考慮，更傾向于與現有供應商保持合作，新廠商可能很難得到驗證的機會。不過，大廠供應鏈雖然比較難進入，但產品一旦被車廠采用后就不易被替換，具有較強的客戶粘性。
彭昊指出：“我們能夠進入比亞迪等車廠的供應鏈體系，主要有以下兩個原因。第一，由于受IGBT行情整體火熱的影響，現在主流大廠的產能都處于嚴重供不用求的狀態，類似英飛凌、安森美的訂單已經排到2023年去了，因此為了保證整車的及時交付，需要從外部引進新增產能；第二，從長遠來看，供應鏈安全也是國內企業不得不考慮的問題，因此國內車廠現在也在主動培養自己的供應鏈體系作為一個補充。我們也是基于這個歷史機遇，迅速導入到比亞迪等車廠的供應鏈體系，從而實現公司業務的快速增長?！?/span>
國際IGBT大廠英飛凌和安森美的貨期和價格趨勢
資料來源:富昌電子，芯八哥整理
除了在新能源汽車的應用外，翠展微也在積極向工業、光伏儲能等新興領域拓展?！肮I變頻我們的產線現在已經投產并且開始批量交付了，很多客戶現在每個月已經都有幾十萬到100萬的這樣的一個交付量，明年這一塊估計會有一個比較大的產能爬坡；光伏儲能這塊我們現在也在積極做準備，預期在今年年底或者明年初會投產。”彭昊滿懷信心的說道。
在談及公司未來的發展規劃時，彭昊表示，我們今年大概能做到8,000萬到一個億的銷售額，按照現在的在手訂單及行情預測，明年大概能做到3-4個億的規模。公司現在增長速度非?？欤瑹o論是在產能還是在團隊，甚至在現金流都會面臨比較大的壓力。所以今年跑完以后，我會在今年年底再制定一個新的融資計劃，目前來說應該是在明年大概需要融資一個億左右，來補充設備、人員和現金資金以滿足業務快速發展的需要。
電動汽車大時代的到來，對功率半導體的需求呈快速增長趨勢。自2021年以來，汽車級功率半導體一直處于供應短缺的狀態，尤其以IGBT產品最為嚴重。雖然近期英飛凌、安森美、ST等廠商均有擴產，但產能還在爬坡中，仍然無法滿足市場對IGBT的增量需求。尤其在車規級IGBT市場，產能緊張的情況最為嚴重。供應鏈人士認為，目前車規IGBT的供需缺口已經在50%以上。
對于IGBT行業當下的火熱情況，彭昊指出：“目前IGBT行業產能的緊張，主要是因為疫情影響造成供應鏈受阻訂單長期積壓造成的，我認為從2023年中下旬開始，應該會逐步緩解。但是從中長期來說，包括光伏、儲能、新能源車主導的節能減排的行業市場的需求應該還是會不斷的增長，而且增長至少會持續幾年的時間?！?/span>
結語
IGBT作為功率半導體器件，其技術迭代速度較慢，使用周期較長，且客戶主要追求的是IGBT產品的穩定性和可靠性，對新技術的追求意愿不高。因此，雖然國內IGBT廠家的起步較晚，但是行業留給了本土IGBT廠家充足的發展和追趕的時間。翠展微作為國內唯一一家量產前裝車規IGBT模塊的初創企業，有望抓住國內新能源汽車換道超車的歷史機遇，實現跨越式發展。
