電機控制器是控制電動汽車驅動電機的設備，是新能源汽車動力系統(tǒng)的控制中心。電機控制器也是新能源汽車重要的信號和能量傳遞元件，一方面可以接收來自整車控制器和相關部件(油門、檔位等)的信息，另一方面可以將信息處理，再依據處理結果為驅動電機提供精準的電能。

其結構主要由冷卻模塊、功率半導體模塊、控制模塊、驅動模塊、薄膜電容組成，其中控制模塊包含控制芯片和電源電路板。其中國內IGBT半導體模塊發(fā)展尚處于初期階段，國產率低，而其余4個模塊已實現國產化生產。

我國擁有全球最大的新能源汽車市場，若不能擁有完整的新能源汽車產業(yè)鏈，未來勢必會再一次遭遇“卡脖子”，只能眼看著龐大的消費市場流向外田。新能源產業(yè)鏈的布局主要在電池、電機、電控三大塊，國內動力電池得到長足發(fā)展，競爭能力較強，而在電機、電控板塊發(fā)展晚，國產率低。作為電動車電機控制芯片的IGBT，位于產業(yè)鏈上游，核心技術關系產業(yè)命脈，無可否認，完善新能源產業(yè)鏈的第一步便是自主擁有IGBT技術。

IGBT是電動車核心零部件之一

IGBT芯片占據電動汽車電機控制器40%-50%的成本，而電控成本占整車成本的10%，即IGBT芯片約占乘車成本的7%-10%�？梢哉f，在電動汽車成本構成中，IGBT是僅次于電池的第二大材料。

IGBT直接控制驅動系統(tǒng)直、交流電的轉換，同時還承擔電壓的高低轉換的功能，IGBT決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等。外界充電的時候是交流電，需要通過IGBT轉變成直流電然后給電池，同時要把220V電壓轉換成適當的電壓以上才能給電池組充電。電池放電的時候，通過IGBT把直流電轉變成交流電機所需的交流電，同時起到對交流電機的變頻控制，當然變壓是必不可少的。

IGBT是用絕緣柵雙極型晶體芯片與續(xù)流二極管芯片通過特殊的工藝封裝成的模塊化半導體芯片，由于制造工藝非常復雜，在眾多的新能源汽車品牌中，只有少數幾個大品牌具備制造這種芯片的能力。

在過去很長的一段時間里，國內車用IGBT領域的主導權一直被外資企業(yè)掌握，尤其是高端高功率汽車半導體主要被英飛凌、三菱、仙童、東芝等國際企業(yè)壟斷。98%以上的IGBT芯片來自進口，采購成本相比國外高2-3倍，導致我國電機控制器的成本比國外高1.2-1.8倍。

國內車用IGBT技術比過國際水平落后20年

目前，我國車用IGBT技術才剛剛起步，芯片和模塊在國內尚未完全形成產業(yè)布局，高端市場占有率仍與外資品牌存在較大差異。

總體來看，IGBT是能源變換與傳輸的核心器件，俗稱電力電子裝置的“CPU”。目前，國際先進國家IGBT產品已經發(fā)展到7.5代，同時IGBT的下一代Sic技術也已經在日本全面普及。

但是，我國車用IGBT模塊由于起步較晚，加上核心技術、原材料等受制于國外，導致目前我國車用IGBT技術還停留在第三代水平，與國際技術相差20年以上。

誰來扭轉乾坤？

受益于我國對新基建、新能源等行業(yè)發(fā)展的大力支持，以及對國產半導體自主可控的目標要求，中國半導體企業(yè)開始迎來國產替代窗口期。而作為國內自主可控的車用IGBT領導廠商，比亞迪半導體是國內為數不多的汽車芯片專業(yè)供應商之一，其利用自身在半導體領域的研發(fā)積累和新能源汽車的規(guī)模化應用，打破了國際廠商對IGBT市場的壟斷。

公開數據顯示，2019年國內車用IGBT市場中，英飛凌出貨量為63萬套，市場占有率達58%。而比亞迪出貨19萬套，市場占有率為18%，排名第二。

比亞迪自2005年便開始組建IGBT研發(fā)團隊，2009年推出首款車規(guī)級IGBT1.0技術，2012年IGBT2.0研發(fā)成功，2018年其推出的IGBT4.0產品在電流輸出、綜合損耗及溫度循環(huán)壽命等許多關鍵指標上超越了英飛凌等主流企業(yè)的產品，產能達5萬片，并實現對外供應。此外，比亞迪正加碼對第三代半導體材料SiC的研究，有望實現全面自主可控。

比亞迪完成國產車用IGBT從無到有的突破，為國內新能源產業(yè)鏈的完善填補了非常重要的一部分，在汽車電動化、智能化、車聯(lián)網的漫漫長路中，避免受制于人。比亞迪深耕的車用半導體領域，更是被視為各路資本爭相搶奪的下一個“藍海”。

國內車用IGBT模塊需求量達200億

IGBT是新能源汽車驅動系統(tǒng)和充電系統(tǒng)的核心功能器件，相關數據顯示，特斯拉Model X使用了132個IGBT管(單管)，均由英飛凌提供，每個IGBT單管的價格約為4-5美元，合計大約650美元。如果改用IGBT模塊的話，則需要12-16個模塊，成本大約在1200-1600美元。在新能源汽車快速發(fā)展的大趨勢下，預計國內新能源汽車和充電樁市場將帶動200億IGBT模塊的需求。預計到2025年，國內新能源乘用車IGBT市場規(guī)�？蛇_210億元。

SiC IGBT有望替代Si IGBT，但還需時日

市場上所用的IGBT一般以Si(硅)等為主要材料。業(yè)內人士紛紛認為，以SiC IGBT為代表的碳化硅器件是未來新能源汽車電驅動系統(tǒng)發(fā)展的關鍵技術，是實現高溫、高效、高速運行的重要途徑。預測SiC IGBT有望取代傳統(tǒng)IGBT，搶占這巨大的市場蛋糕。

但對于SiC器件的發(fā)展目前不宜過于樂觀。盡管SiC具備巨大的性能優(yōu)勢，但目前其成本卻比傳統(tǒng)硅材料高5-6倍。而SiC器件仍在發(fā)展階段，其封裝技術、工藝等都相對滯后，故要等技術成熟，SiC應用規(guī)模壯大，SiC的成本下降后，才有望在電動汽車領域得到廣泛應用。

國內各路玩家早已入手汽車芯片

國內廠商在車規(guī)級半導體領域的布局大致分為三大類：一是傳統(tǒng)半導體廠商和車企，主要為傳統(tǒng)生產車規(guī)級芯片的廠商和逐漸過渡為車規(guī)級半導體生產商的傳統(tǒng)車企；二是初創(chuàng)或者新加入這個賽道的企業(yè)；三是通過并購整合切入汽車半導體市場的企業(yè)。

傳統(tǒng)車企中比亞迪和中車采用自主研發(fā)的方式，而北汽、上汽、吉利等都采用擁抱半導體廠商成立新公司的合作方式入局。

中車從1964年開始投入功率半導體技術的研發(fā)與產業(yè)化，2008年戰(zhàn)略并購英國丹尼克斯公司。公司還擁有國內首條、全球第二條8英寸IGBT芯片線，全系列高可靠性IGBT產品已全面解決軌道交通核心器件受制于人的局面，基本解決了特高壓輸電工程關鍵器件國產化的問題，并正在解決我國新能源汽車核心器件自主化的問題。

華為在汽車行業(yè)已布局多年，其主要通過自主研發(fā)和外部投資兩方面切入。自主研發(fā)最早可以追溯到2009年對車載模塊的開發(fā)，2013年，華為推出車載模塊ME909T。2019年1月，華為5G基帶芯片Balong5000發(fā)布，Balong5000是全球首個支持V2X的多模芯片，未來可用于車聯(lián)網、自動駕駛領域。

當前，大部分國產IGBT模塊市場產品成本還較高，且集中在新能源客車、專用車等領域，但比亞迪IGBT模塊產能釋放，對外放開力度加強，國內其他企業(yè)產品成熟、認可度提升后，IGBT模塊國產替代市場必將打開，國內企業(yè)在IGBT市場份額將逐步擴大。