株洲中车时代电气汽车事业部副总经理周晓辉:汽车与芯片融合发展

第12届中国汽车论坛于2022年11月8日至10日在上海嘉定举行。作为党的二十大召开后汽车行业的首场盛会，本次论坛以齐心协力稳步行动为基础 以蓄势新程为主题，共设置一闭门峰会 1个大会论坛 以汽车行业高质量发展为主线的16个主题论坛，与行业精英一起贯彻新精神，研究判断新形势，讨论新措施。其中，株洲中车时代电气汽车事业部副总经理周晓辉在11月9日下午举行的主题论坛3:汽车与芯片融合发展上发表精彩演讲。

现场演讲实录如下：

本来是我们汽车事业部总经理何亚平先生的演讲，但由于株洲疫情的影响，我不能出差，所以我代替他发言。

株洲中车时代电气汽车事业部是电动驱动产品的独立品牌。我们的创新之路和芯片是从核心开始的概念。接下来，我想和大家分享一些中车电驱的起步成果。株洲中车时代的电气驱动产品已经为中国16多个整车客户和25多个车型提供了配套设施。截至2022年8月，已交付30多万套电动驱动产品。特别是2022年，由于整个新能源汽车行业的爆发，消费者对新能源汽车的认知发生了重大变化，今年汽车电动驱动产品供应量将达到约25万套。因此，2022年上半年，中车电动驱动系统在整个行业排名第六。截至2022年9月，电动驱动系统在整个行业排名第六，弗迪动力、特斯拉、日电、威来电动驱动和联合汽车电子排名第一。目前，中车电动驱动是整个行业的第二梯队，正在赶超行业领导者。我们在电动驱动系统的独立供应商中排名第一，我们花了5年时间才达到这个水平。

我们认为，该行业现在已经进入了一个新的驱动发展阶段，芯片市场的需求已经开放。中车电动驱动业务从上游芯片、功率电子模块到电动驱动系统，是电动驱动行业的全能玩家，我们称芯片市场为功率电子模块，即IGBT模块。

车型分布现在以A级车为主，B对级车的需求很大。最重要的是自主品牌原始设备制造商的强劲崛起，这对我们的新能源零部件供应商：电动驱动企业和上游功率电子芯片具有巨大的驱动作用。从芯片技术路线来看，我们判断SiC与IGBT会有长期共存和自身生活空间的结果，随着装机量的增加，这一趋势更加明显。十四五中期以后，我们的认知基本清晰，硅基IGBT技术成熟，技术发展进入平台期，IGBT能够发现平台的能力已经达到了技术极限。

IGBT自20世纪80年代以来，最初的应用领域不是新能源汽车，当时IGBT主要用于输变电、铁路、工程等领域。90年代IGBT刚开始应用于新能源汽车，汽车规级IGBT，特别是对中国市场来说，它刚刚成为一个规模。而SiC我们认为功率器件已经进入市场导入期，主要用于高端和细分市场。在我国汽车电动驱动系统产品供应中，本地功率半导体器件的使用率已达到66%，这在两三年前是完全出乎意料的。

未来几年我们对芯片行业有两个判断:

1.技术路线趋势：IGBT是核心细分市场的最佳选择，SiC成为特定细分市场的首选技术路线。

2.产业格局趋势：中车时代电气在国内新能源功率半导体市场占有一席之地。我们努力在全球新能源等功率半导体市场发挥核心作用。

昨天，苗伟主任在闭门会上也对国内电力电子企业提出了期待。说实话，我们觉得领导的认知真的很深刻。我们中车时代电气的目标也是在十四五或十五期间在全球电力电子行业中发挥重要作用。一般来说，我们认为引领汽车产业链的整合，或汽车产业与汽车半导体产业的整合，是电驱动的创新之路。

目前，我们认为有四个行业问题：

问题1：先进系统技术工程化

电动驱动系统供应商位于上游设备供应商和下游原始设备制造商之间，主要扩大系统集成产品，即上下集成。该行业刚刚开始，如何实现先进的系统技术工程化是我们面临的问题，例如EMC、NVH等。

问题2:关键核心设备本土化(本土化)

昨天，朱延峰董事长在闭门会上提到，中国在20世纪80年代从事本土化工作。最后，他认为实现本土化最重要的是市场化。我们面临的芯片问题应该通过市场解决，产业链问题应该通过本土化解决。

问题3：突破部分工艺技术瓶颈

作为定制半导体，工艺技术至少占整个产品开发难度的60%。我们了解到，在一些功率电子细分市场，如3500V下面，低压约为750伏，特别是第三代宽禁带半导体与国外差距较大，国内技术仍有较大的改进空间。

问题4：关键基础材料产业化

对于晶圆、辅助材料等功率半导体行业的上游材料，以及磁体、硅钢等电动驱动行业的上游原材料，迫切需要实现本土产业化。

电驱动领域体现了汽车行业与半导体行业的深度融合发展，这也符合论坛的核心主题。

对于电动驱动供应商，他们所做的是组件、组件和系统。相应的组件包括功率器件、控制板、驱动板和固定转子总成。组件包括单电机、单电控和双电控，然后与传动装置形成电动驱动系统。电动驱动的核心是关键部件和功率芯片。可以说，没有半导体行业的发展，就没有电动驱动系统的概念。

产业融合有助于产业需求的交互传递，促进跨产业、跨产业的协调发展。对于电动驱动系统供应商来说，我们是承上启下的角色，是系统集成商的角色。整车企业将总结其细分市场和客户需求的工程需求，如动态性能、里程、低成本等动力系统；转化为高密度、高效、高安全、低成本等电动驱动系统要求；转化为高性能、高压、高可靠性、功能安全等功率半导体要求；供应链安全，如一些晶圆衬底本地化。

中车在电动驱动系统中实现了平台解决方案，即从功率半导体技术、传感器技术（宁波中车传感器公司）、集成电气控制到电机技术集成，然后与减速器合作企业集成，可以说在中国实现了电动驱动系统整个产业链平台解决方案，这是我们骄傲的行业优势。

基于中车动力电子动力系统解决方案，我们可以说在多个技术维度、多个技术特点和技术要求方面，我们有自己的优势，包括从车辆直接需求到电机、电气控制原理、半导体温度估计、独立设备，这是上下游电子设备集成的要求。

让我们谈谈中车电动驱动的自主化设备。目前，我们的功率半导体是完全独立和可控的。今年，我们可以提供66%的产品，这是独立的IGBT，具备全生命周期可靠性保障能力，多技术结合降低失效风险。

在IGBT这辆中车现在有两个8英寸的IGBT工业化基地。从工业化的角度来看，在十四五期间，我们还需要提高产能。在十四五末期，十五初期，我们可以实施跨国客户的供应项目，为消费品客户提供性价比高的设备，成为具有国际影响力的电力电子半导体供应商。

我们现在IGBT发展代次已达第七代，即超精细沟槽技术，已向行业客户供货。今年主流的IGBT产品供应仍然是第六代精细沟槽技术，第七代精细沟槽技术基本上可以在明年批量供应后达到国际水平。8代逆导技术实现后，全球硅基半导体IGBT该设备已达到技术平台期。预计在十五五初期IGBT在技术路线上，基本没有空间继续改进功率电子应用。在硅基IGBT不仅是我们家，国内功率半导体的发展水平与国际不同，技术水平差距不到两年。相应地，我们在超薄片晶圆加工能力、特色金属工艺、儿童寿命控制技术、激光退火等工艺技术方面相对成熟。

在使用包装方面，我们掌握了单面焊接、双面焊接和压缩包装技术。前两种主要用于汽车工业，特别是双面焊接技术平台，主要用于混合动力和双面水冷等双电机控制器。在高功率纯电动平台上，我们正在追求并逐渐赶上国际前沿水平。单面焊接技术平台已完全成熟，压缩包装主要用于轨道交通和输变电领域。

在汽车级IGBT在模块方面，无论是架构、结构还是应用场景，都可以完全覆盖全球电力电子企业可以实现的汽车级应用场景。相应的全桥模块、半桥模块、双面水冷、单面水冷、高压、低压模块现已形成一系列产品。

关于SiC，我们现在拥有6英寸碳化硅的关键工业化基地，但我们不是专门为汽车工业做的，而是用于轨道交通变电站，这是我们目前的主要商业领域。这一块的设备水平与国际还有差距，这也是目前国内的SiC与国际先进技术相比，术相差约两代。我们现在基本上都在做精细的平面栅，但国际产品化已经实现了三代紧凑的沟槽栅。国际领先企业SiC第四代，SiC特别是在国内外汽车规则的应用上仍存在较大差距。

汽车级SiC全球整个行业都在突破模块，现在真正应用于SiC全世界都在探索半导体特性更可靠的包装技术。SiC结温能达到200度以上。现在我们使用了全行业常用的包装技术，实际上是硅基IGBT这里的一些国内朋友可能会在弯道上超车。但是我们对两条技术路线有两条技术路线（SiC和IGBT）认知还是那个判断，对于已经达到规模化生产的一级供应商，还是硅基？IGBT为核心，SiC是细分领域的高端应用。在十四五结束时，硅基已经达到了相对成熟的水平，行业需求已经达到了深度定制模块的阶段。在这方面，我们的认知重点是硅基和高度定制模块的发展，以及整个汽车级SiC模块，更多的是小众产品。

中车电驱在国内各行业的认证已基本完成。IGBT典型的电动驱动产品，今年中车电动驱动产品将达到20多万套，明年量产订单已达到60万套，基本上是硅基IGBT，只有少部分SiC细分产品，如220kW上述单电机驱动系统。

我们在这个行业的发展在很大程度上得益于株洲中车时代电气在中车集团领导下在电驱行业整个产业链的发展，也得益于我们对电驱特别是自主电驱创新发展的自主认知。

我们的想法是致力于成为全球一流的乘用车电动驱动部件和系统集成商，以核心驱动人类绿色交通和能源的可持续发展。

真心，智驱未来。

谢谢大家！

(注:本文根据现场速记整理，未经演讲者审核)