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“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

沒錯,比亞迪“造芯”20年了。

比亞迪是在2002年成立的IC(內建電路)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、但利潤率卻很低的晶片領域。

20年後,面對汽車産業的“缺芯”難題,比亞迪應對得最為從容,在各個公司面臨“缺芯”停産、減産的時候,比亞迪不止是不缺晶片,還在對外銷售晶片。

20年前的戰略性決定,王傳福栽下的種子,今日開花。憑借對産業鍊的垂直整合能力,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。

是以,我們這次不談新能源汽車和電池,從晶片角度扒一扒,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産業鍊能力表,讓大家對它有個直覺認識。

“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

資料來源:《電動汽車觀察家》制表

從上表可以看出,在晶片類型方面,比亞迪能做分立器件、電源管理、MCU、光器件、傳感器等幾種晶片,但還沒有覆寫智能駕駛等所需的計算晶片、存儲晶片;在晶片産業鍊條上,比亞迪能夠設計、制造成熟制程的晶片,但上遊材料、裝置,基本不能做。

是以,可以說比亞迪具備了多種晶片的自研自産能力,但不是全部晶片,也還沒有攻克先進制程的晶片生産,也還面臨材料、裝置的掣肘。

下面我們就來深度解析下這張表。

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比亞迪能做啥?

衆所周知,晶片的産業鍊很長,技術難度非常高,動不動都是卡脖子環節;同時,晶片産品類别也很多,有功率晶片、計算晶片、模拟晶片等等。

也是以,目前沒有企業能夠貫穿整個産業鍊和所有産品。

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的産業特點。晶片産業鍊的分工模式大緻分為三種:Fabless、Foundry和IDM。

“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

資料來源:《電動汽車觀察家》制表

為了便于了解,我們可以用建築行業舉例,Fabless公司就像建築設計公司,隻負責設計,不負責施工。Foundry就像是建築包工隊,不管設計,隻管施工。而IDM則是像是總包公司,既能設計,又能施工。

對于不同的産業模式,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,更像是傳統的工業公司,考量的是工藝水準與成本控制能力。IDM模式公司,對綜合能力的要求更高,什麼都得會,什麼都得強才能成功。

晶片業内不同模式下最出名的公司有,Fabless模式:英偉達,Foundry模式TMSC台積電,IDM公司INTEL(英特爾)。

比亞迪在不同的晶片種類上,采用不同的産業鍊模式:

在IGBT晶片上,具備IDM模式設計制造能力;

在車用MCU(微處理器)、CMOS攝像頭、指紋傳感器方面,以Fabless模式營運;

在模拟IC(電源管理)晶片上,比亞迪能做到Foundry模式,為其他企業代工生産。

如同比亞迪的新能源車堅持插電和純電兩條腿走路一樣,比亞迪半導體的發展也是多種模式兼顧進行。

在産品種類方面,比亞迪半導體生産的晶片主要圍繞比亞迪集團業務展開。比亞迪集團的主要業務種類有:新能源汽車、LED光源、光伏、儲能、軌道交通、消費電子代工。是以比亞迪半導體所能生産的晶片種類,較為豐富。

比亞迪半導體所能生産的産品種類,除模拟IC外,其他晶片都可能用在汽車之上。

總體而言,比亞迪半導體所生産的晶片種類還是圍繞新能源汽車、消費電子展開。随着汽車與消費電子産品的融合,比亞迪半導體所産晶片将可越來越多的應用于汽車之上。

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客戶和産能情況

理清楚産品後,再來看下比亞迪現階段的客戶有哪些?

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、東風岚圖、宇通汽車、小康汽車、長安汽車等品牌客戶的供應商體系。

在家電領域,比亞迪已進入美的、格力、奧克斯、格蘭仕、志高、九陽、蘇泊爾等品牌客戶的供應商體系;

在工業控制領域,比亞迪已進入瑞淩股份、霍尼韋爾、北京時代、新時達、彙川技術、博世力士樂等品牌客戶的供應商體系;

在消費電子領域,比亞迪已進入三星、傳音控股、雲蟻智聯、聞泰科技、龍旗、TCL 等品牌客戶的供應商體系。

具體已經量産的終端客戶如下:

“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

資料來源:《比亞迪半導體首次公開發行股票在創業闆上市申請檔案的第一輪稽核問詢函的答複》

除了功率子產品,比亞迪在智能控制IC領域具備較強的技術優勢,MCU晶片和電源 IC均具有豐富的量産經驗和優質的客戶群體,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争力和應用端優勢。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鍊體系,車規級CMOS圖像傳感器采用車規級BSI工藝和車規級IMBGA封裝,星光級圖像效果和寬動态表現方面具有優勢。

可以看到,比亞迪晶片從車規級切入,向下相容到工業級别和消費級别産品。

從比例上來看,無論是車規級子產品還是工業子產品,都以自供為主,占比達到50%以上。

從招股說明書披露的資料看,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級子產品,占比分别為 76.40%和 81.98%,主要包括SiC子產品、DM4.0 混動子產品、其他車規級IGBT子產品等。

“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

資料來源:比亞迪半導體招股說明書

晶圓是晶片的載體。在晶圓制造方面,比亞迪披露的資訊顯示,2018-2021年上半年,晶圓産能使用率分别為78.61%、49.54%、32.33%和64.05%;晶圓産銷率分别為 97.97%、84.85%、109.37%和 100.26%。

從産銷率來看,比亞迪呈現出滿産滿銷,說明了晶片産品的市場緊俏程度。

2020-2021年資料看,晶圓制造的自用比例有所提升,應該是受晶片短缺影響,自供比例上升,外采比例有所下降。

具體看2019年的産銷比例大幅下降,主要是受國内新能源汽車市場整體影響,增長不及預期,晶圓自用及外銷數量降低。2020 年下半年以來,比亞迪産品銷量持續增加,逐漸消化了庫存晶圓,産銷率大幅上升。

晶圓制造的産能、産量、自用和對外銷售情況如下:

“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

資料來源:《比亞迪半導體首次公開發行股票在創業闆上市申請檔案的第一輪稽核問詢函的答複》

比亞迪自制晶圓主要用于功率子產品生産。

自制、委托代工、外購的功率子產品晶圓投産數量變動情況如下:

“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

資料來源:《比亞迪半導體首次公開發行股票在創業闆上市申請檔案的第一輪稽核問詢函的答複》

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競争力情況

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産權體系,在晶片設計、晶圓制造、子產品封裝與測試、系統級應用測試等環節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,比亞迪具備一定優勢。從全球市場競争格局來看,SiC 産業鍊中美國、歐洲和日本企業居多,以科銳、英飛淩、羅姆半導體、意法半導體為代表的企業以IDM模式經營,占據了較高的市場佔有率。

國内廠商中,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、國内唯一實作 SiC三相全橋子產品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 子產品于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子產品出貨量1.28萬個。目前,市場上尚無與該子產品規格類似、批量上車的産品可比。

根據公開資料,與品牌商R、品牌商M相比,比亞迪産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,電壓等級一緻,電流等級較高,價格位于合理水準,具體對比如下表所示:

“造芯”20年,比亞迪做到自研自産了嗎?

資料來源:《比亞迪半導體首次公開發行股票在創業闆上市申請檔案的第一輪稽核問詢函的答複》

根據招股說明書披露,晶片技術方面,比亞迪自主研發的高密度溝槽栅複合場終止IGBT晶片技術,IGBT晶片綜合性能達到國際主流廠商的先進水準,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技術已實作量産。

比亞迪生産的 IPM 子產品(Intelligent Power Modules,智能功率子產品)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晶片的開通損耗優于國際主流廠商,關斷損耗與國際主流廠商相近,産品具備低損耗、高效率等特征;車規級 IGBT子產品的開關損耗、 反向恢複損耗優于國際主流廠商,可承受短路時間與國際主流廠商相近,産品具備高功率密度、低損耗、高可靠性等特征;SiC 子產品内阻、最高結溫優于國際主流廠商,産品具備低損耗、低電感設計、高工作結溫等特征。

不過,在全球供應和市場佔有率上,比亞迪還遠排不上名次。

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子產品技術方面,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 統計,以 2019年IGBT子產品銷售額計算,比亞迪在中國新能源乘用車電機驅動控制器用IGBT子產品廠商中排名第二,僅次于英飛淩,市場占有率19%,在國内廠商中排名第一。2020 年,比亞迪在該領域保持全球廠商排名第二、國内廠商排名第一的領先地位。

晶圓制造方面,比亞迪掌握栅極精細化加工工藝、超薄片背面加工工藝等核心工藝技術。子產品封裝方面,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,比亞迪在國内車規級晶片,尤其是功率器件供應方面具備較強競争力,但在國際層面,由于起步晚、配套車輛數量相對較少,可靠性方面還與國際大廠有明顯差距。

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卡脖子環節有哪些

通過上述分析,可以看出比亞迪半導體在車規級功率器件方面,在中國市場上處于相對領先的位置。

但受制于中國整體晶片産業水準,比亞迪的晶片産業鍊也并不完善。

比亞迪半導體在招股說明書上坦言,自己是通過購買二手裝置的方式提升産線生産率,并表示,8英寸晶圓二手裝置在市場上也處于供不應求狀态。

比亞迪半導體在沒有提到的晶片設計工具——EDA、IP核,以及其它上遊原材料方面,也都不具備自産能力。

但比亞迪半導體所面臨的問題,不隻是自己所面臨的的問題,而是中國半導體産業鍊的整體性問題。具備IDM能力的自主半導體廠家,全部面臨晶片設計軟體、生産裝置受限的問題,比亞迪半導體也未能幸免。

同時,晶片生産工藝、産品品質上,仍然與業内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疊代與經驗累積,才能形成突破。

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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産業鍊上有天然優勢。

從比亞迪半導體的發展曆程看,這家公司的和新業務始終是圍繞着比亞迪集團的戰略需要所建設。IGBT、LED等晶片,是比亞迪集團發展汽車、光伏所必須的半導體産品,在比亞迪集團内部起到輔助角色。

如今,比亞迪半導體的IGBT子產品被多家車企接受,攝像頭模組、LED光源晶片正在被其他車企采購,在獨立上市後,比亞迪半導體将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,造晶片不是因為想造,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,證明汽車公司對于産業鍊的孵化能力十足強勁,一家優秀的汽車公司,不能局限于在産業鍊中吸血,而是應該具備為産業鍊造血的能力。

汽車産業中,豐田、通用等大型公司都具這樣的能力。當中國發展新能源汽車産業之時,出現一家比亞迪不足為奇,應該出現更多的、具備孵化産業鍊能力的汽車公司。

汽車工業以外,華為被逼着造了手機,大疆被逼着造了攝像裝置。

局限于汽車行業的公司,終究會被汽車所裹挾。突破産業局限的公司,才有可能颠覆産業。

——END——

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