IGBT芯片，比亚迪和中车是如何布局的？

1978年十月，邓小平爷爷在访问日本的时候曾经体验了一次新干线列车，当日本方面问到：“乘坐新干线您感觉如何？”的时候，邓小平爷爷意味深长地说了这样一句话“就感觉到快，有催人跑的意思，我们现在正合适坐这样的车！”

后来的故事就是在中国极具张力的一次次招标谈判中，中国高铁成功吸收了日本、法国、德国的动车组技术，成功跻身世界动车强国的行列，这一经典招标谈判案例甚至被写进美国斯坦福的教科书里。

2004年国内首次引进高铁列车之后，国内铁路时速开挂一样直冲300km/h，但不能够自主的IGBT模块生产工艺却成了阿喀琉斯之踵困扰着高铁工程师们。

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），中文学名绝缘栅双极型晶体管也被称为高铁动车组的“心脏”。

一个八列动车组需要使用152个IGBT芯片，成本高达200万元。引进高铁的前几年时间里，每年中国高铁需要向外采购十万个IGBT模块，花费人民币高达12亿元，北车唐山与德国西门子向中车进行高铁技术转让时的技术转让费用也不过8000万欧元（约合人民币6亿元）。

贵只是一方面，IGBT无法国产自主化生产，即便中国有了高铁动车技术，国外依旧可以通过IGBT模块成功实现高铁卡脖子。

中车与国产IGBT

IGBT可以简单理解为一个交流直流电的转换装置，在程序操纵下，IGBT模块通过变换电源两端的开关闭合与断开，实现交流直流电的相互转化。

虽然IGBT听着高端，但基本上用电的地方都有IGBT的身影，在照明、工业、消费、交通、医疗、可再生能源、电力传输等众多领域中获得了广泛的应用。

IGBT既可以帮助空调、洗衣机实现较小的导通损耗和开关损耗，实现节能减排；又可以应用在急救除颤器上，使其从200V电源输出100KW的双向震动；还可以应用于太阳能、风能发电的逆变器里，将蓄电池的直流电逆变成交流电。

以家庭常见的50Hz交流电为例，普通的IGBT模块如果需要在家庭中使用则需要每秒断开闭合100次，常规开关无法实现，也正是IGBT模块在电路中充当了这样一个开关的角色。到了动车高铁上，电压频率的变化往往比家庭电路更加复杂，对IGBT模块的使用要求也更高。

而中国的IGBT发展则不得不提到2008年那次金融海啸。

2008年，受信贷危机影响，全球金融市场遇冷，银行政策收紧。各大公司都将缺钱两个字写在了脸上，随着企业贷款压力的逐步加深，不少企业在财务压力下选择“断臂求生”。

此时的中国国际收支的资本项目还未完全开放、资产证券化的规模还处于初级阶段、中国有大量外汇储备，在种种原因的加持之下，国内大众对此次金融危机感受并不明显。

另一方面，国内改革开放与加入WTO世贸组织的阶段性经济成果已经开始显现，随着大量国际品牌涌入中国，中国也在2006年前后刮起了一股收购热，大量国外优质企业在此时被划到了中国企业的名下。

在金融危机导致境外企业发展受阻与国内收购热兴起的双重推动下，大量拥有先进技术的国际知名企业连同它们的技术一起打包流入国内，就比如中车株洲收购的英国功率半导体厂商丹尼克斯（Dynex）。

在当时Dynex是全球领先的专门的大功率半导体产品独立供应商之一，其产品用于全球的电力、电子领域,包括发电、输电和配电、船用及火车牵引传动、航空、电动车、工业自动化和控制。

此次收购也是是中国企业在半导体领域的首次大规模的跨国收购。

中国新闻网将此事的时代电气评价为“中国轨道交通装备制造行业第一个吃螃蟹的人”，为公司往后的全球化战略提供实践经验。

2008年10月31日，株洲南车时代电气公司完成对英国大功率半导体商Dynex Power Inc.75%股权的收购案，交易金额约1672万加元（约1.09亿人民币）。

对比之下，中国从西门子进口的高铁列车，一列就要2.5亿人民币，

2013年9月12日，通过技术吸收转化，我国自主研发的高压大功率3300V/50A IGBT芯片及由此芯片封装的大功率1200A/3300V IGBT模块正式通过专家鉴定。

中国高铁自此有了完全自主的“中国芯”。

成功吸收国外技术的后“中车”

次年7月，国内首条、世界第二条的8英寸IGBT专业芯片生产线在中国南车株洲电力机车研究所有限公司（以下简称南车株洲所）建成，中国首片8英寸IGBT芯片同时下线。

2015年，株洲南车时代电气公司收购英国SMD公司。

2018年，株洲中车时代电气公司表示，计划在2018年上半年在英国伯明翰成立时代电气创新中心（TEIC)，为两家英国子公司Dynex和SMD提供额外的研究能力。

2019年1月18日，Dynex公司宣布与株洲中车时代电气公司签署了最终安排协议，以完成全面收购。

中国南车株洲所IGBT事业部总经理刘国友透露，中国南车株洲所在IGBT项目上总投资超过20亿元。

在株洲中车的技术开发道路上，约有百位来自全球的顶尖专家从事IGBT器件芯片及模块技术的研发，在IBGT芯片设计、封装测试、可靠性试验、系统应用上攻克了30多项难题，最终掌握该器件的成套技术，并在IGBT的规模化、专业化生产上形成完整的工艺体系。

中车株洲的IGBT产品在国内轨道交通、柔性直流输电以及矿业领域得到批量应用，项目已申报专利20项，获得授权发明专利2项，实用新型专利2项。

也可以说，通过收购海外公司与技术引进吸收，我国成功将高铁IGBT技术掌握在了自己手中。

时间拉回到2014年的5月，一个令人振奋的好消息已经躺在了湖南株洲中车的实验室里，中国首条、世界第二条8英寸IGBT芯片生产线在中车株洲研究所投产。

中国工程院院士、原中车株洲电力机车研究所有限公司（中车株洲）董事长丁荣军在接受媒体采访时回忆道，还记得第一次引进的时候，外国公司很明确地在技术转让文件上注明，传动和控制电驱动系统的IGBT技术不能转让。

“当时我看到这个很伤心，但反过来也激发了我们去努力。”

2017年京沪线上的复兴号终于成功用上了中车株洲的IGBT模块，中国高铁自此实现了全面的自主化。

从制造层面来谈，IGBT可以分为IDM模式（有晶圆厂）和Fabless模式（无晶圆厂）。

IDM相较于Fabless而言产能、工艺都处于可控状态，核心技术掌握在自己手中，而这也意味着企业需要更充足的资金，以及更长时间的技术研发。

外国企业由于在IGBT领域起步较早通常都采取了IDM模式，国内企业则由于起步晚大多采用Fabless模式，由此一来，国内与国外IGBT企业相比，国内企业发展时间短成了最大劣势。

为了更好地实现中国高铁自主建造，中车株洲在收购丹尼克斯之后就开始了也面临一个十分困难的选择，一种是将丹尼克斯的6英寸IGBT产线从里到外直接复制到国内，快速实现产业化生产，以满足国内IGBT供给；另一种则是坚持产业技术升级，在原有的6英寸IGBT产线基础上加强自研建设8英寸IGBT生产线。

当时两种方案在中车株洲内部讨论也十分激烈，毕竟作为国企而言，中车其实比较偏向第一种短平快，能为企业快速带来成果收益的建设方案。

最后结果是，中车株洲研究所董事长丁荣军力排众议，提出基于丹尼克斯的技术，充分吸收IGBT的创新发展成果，果断拍板建设8英寸IGBT生产线。

“不能总是追赶别人，我们要超越。”

比亚迪与IGBT

在IGBT行业，如果说中车是国企IGBT吸收引进的天花板，那么比亚迪可以称得上是民营企业中技术吸收引进的天花板了。

新能源汽车的成本构成中，动力电池占比最高，其次则是IGBT。作为与动力电池电芯齐名的“双芯”之一，IGBT占整车成本约为7-10%，是除电池外成本最高的元件。

尽管IGBT对于新能源车如此重要，但目前的国内车企中唯一拥有IGBT完整产业链的车企只有一家比亚迪。

在2021年，受疫情影响，各大芯片厂产出有限，而由于芯片断供，新能源汽车也迎来了自己的产销寒潮。

比亚迪的造车经历很微妙，在所有的老牌车企中它是最年轻的，而在所有造车新势力中，比亚迪又与其他品牌老得不像是一个时代的产物。

比亚迪与其他车企的很大一点不同在于它的出身，比亚迪最初围绕手机电池开展业务，主要帮助手机企业提供镉镍电池，在那个人人出门兜里都要揣一块手机电池的年代，比亚迪凭借中国独有的时代特色，吃到了第一波红利。

关于比亚迪为什么从手机电池转向造车，大众传闻是王传福非常看好未来市场，于是就收购了秦川汽车开始了自己的造车之旅。

从技术出身的比亚迪创始人王传福深知芯片，尤其是功率器件对于能源汽车的关键意义，于是从2004年入局IGBT芯片领域。

2008年，比亚迪董事长王传福发布公告称：比亚迪以1.7亿元收购宁波中纬半导体公司。
本靠着收购秦川汽车已经占据汽车领域一席之地的比亚迪一下子来到了风口浪尖，因为所收购的中纬半导体在外人看来是一个纯粹的骗补企业。

2002年，台湾留美博士冯明宪与蔡南雄两人来到宁波，开始向当地政府宣扬自己的低端市场观点，认为政府补贴不应当一味支持高档项目，即便有些项目较为低端，但市场存在时间更久，发展更成熟，也应当得到支持。

凭借这套理论，二人顺利在宁波保税区开设了宁波中纬电路工厂，分次投资2.49亿美元，引进台积电1980年代的6英寸半导体生产线，成为宁波市第一家半导体生产企业。

根据中纬半导体的预测，该工厂将年产6英寸芯片24万片，实现产值8400万美元，其中50%用于出口。

但是就算是等到中纬半导体资不抵债的那天，其产能峰值也不过1万片每月，根本达不到当初的预期的一半，发展到最后甚至出现了台湾高管套取公司资产的丑闻。

到了最后，在资金不足、产线老化、无法增大产能等等因素的共同作用下，中纬半导体最终惨遭破产，流落到拍卖的境地。

而这个买了这个浙江政府投资30亿最后失败收场项目的“冤大头”正是比亚迪。

“比亚迪至少亏损20亿”、“王传福2亿杀进传销金窟”等言论一时间漫天飞舞。比亚迪的股票甚至都因此跌倒了5.827港元/股。

关于比亚迪收购中纬一事，没任何人看好。

一年之后，比亚迪带着比亚迪IGBT 1.0重返大众视野，像所有的爽文男主角一样，给当初看不起自己的人一个响亮的耳光，因为这不仅仅是比亚迪的突破，更是中国IGBT从0到1的重要突破。

自从2009年成功推出第一代IGBT芯片，成功打破国外技术垄断之后，2018年比亚迪再接再厉推出IGBT4.0芯片，2021年，比亚迪更是推出了IGBT6.0，采用90nm工艺，成功进入高端汽车芯片领域。

比亚迪与电动车浪潮

2014年，随着新能源汽车相关政策落地，新能源车以燎原之势迅速成为了“夜空中最亮的星”。

也是在这一年，造车新势力里的蔚来、小鹏、理想先后创立，各大车企纷纷转身新能源车赛道。

早在2003年比亚迪收购秦川汽车时，比亚迪就开始着眼布局自己的新能源车市场。比亚迪之所以执意收购中纬半导体，原因在于新能源汽车中的电驱动控制技术一直无法攻克，其背后则是车规级IGBT技术长期以来被英飞凌所掌控。

目前，国内IGBT芯片仍然被外资把控，英飞凌市占率在国内长期超过50%，比亚迪半导体仅次于英飞凌，市场占有率19%，在国内厂商中排名第一；另一家中国企业斯达半导位居第三，市占率约为13%。

比亚迪在此前与友商斯达半导体一样，将英飞凌的芯片组装模块出售，但随后比亚迪很快敏锐地意识到，模块封装作为产业链的下游环节，并不能真正解决IGBT上游的技术与研发问题，仍是面临着卡脖子的风险。

成功收购中纬半导体之后，比亚迪也走上了IGBT的自主研发之路。

成功攻克IGBT芯片技术之后，比亚迪构建了自产自销的闭合产业链条，制造出的IGBT芯片封装成模块后直接供给给电控厂商，也使得比亚迪的供应链自给率高达70%，并且大幅降低了成本。

也是正因为持续保持自研投入，比亚迪也避免了同友商一样在前阵子的新能源车缺芯潮中产能受阻。

由于新能源车与IGBT模块之间的产业配套能力，比亚迪成功做到了车不缺芯，芯不愁卖的自给自足良性产业结构，但比亚迪也有自己“成长的烦恼”。

成也母公司，败也母公司。中金公司曾给予比亚迪半导体约300亿的估值，而位居第三的斯达半导体估值则为580亿人民币。

根据比亚迪半导体的招股书显示，2018 年、2019 年和 2020年，比亚迪半导体向关联方的销售金额分别为9.1亿元、6.01亿元和 8.51亿元，占营收比例分别为 67.88%、54.86%和59.02%。

换言之，比亚迪半导体的芯片实际上60%处于自产自销的状态，与其他半导体厂商需要找卖家不同，比亚迪半导体有着稳定的下游产业链。同时由于自产自销，比亚迪汽车的供应链成本也更低。

但最大的问题则在于比亚迪的IGBT市场的成长性存在较大不足，比亚迪IGBT的产量严重依赖于自身汽车业务的出货量，且很难打进其他汽车生产企业的供应链，毕竟谁也不会拿自己的企业，支持对手发展供应链。

比亚迪半导体尽管已经与比亚迪汽车做了拆分，但二者的关系仍十分紧密。

尤其是竞争对手的汽车品牌，一旦选择比亚迪半导体作为供货商，那就有着为对手做嫁衣的风险在其中。

车规级半导体企业要想打入车企的供应链体系，需符合一系列车规标准和规范，且需要在较长周期中完成相关测试，并向整车厂提交测试文件。

即使完成了相关认证和审核，还需经历严苛的应用测试验证、长周期的上车验证，才能进入汽车前装供应链。

车企和芯片厂商一旦形成稳定的合作关系后，很难再次更换供应商。

如果你是竞对车企的CEO，是否会选择比亚迪半导体进入自己的供应链体系呢？

由此，国内汽车半导体也陷入了深深地矛盾中，即汽车企业想要减少供应链成本可以自建半导体产线，但汽车企业自建的半导体产线又难以获得自家“圈子”以外的市场份额。

结果就是各大汽车企业各自为政，英飞凌的市场越来越难以撼动。

IGBT国产化救了谁？

比亚迪在自己的不懈努力下终于掌握了自己的IGBT芯片技术，却最终受困于自己车企的身份，只能圈地自萌。

产业角度来思考，比亚迪一体化的模式实现了“自产自销”，理应可以降本增效，提升盈利能力，但事实却恰恰相反。

2021上半年，比亚迪增收不增利，营收大涨50.22%的情况下，归母净利润却下降29.41%；毛利率也下滑至12.76%，创下5年来的新低。

在一些车企大赚特赚的时刻，比亚迪的业绩表现却有些“难看”，半年报数据和其市值严重不符。

比亚迪、长城、吉利、上汽、广汽、长安六大车企中，比亚迪净利润最少，市值和估值却最高。

来源：华安证券研究所

甚至在比亚迪起家的电池领域，2021年最亮的仔是宁德时代，而非靠刀片电池打响名号的比亚迪，扒开其刀片电池业务，我们发现其下游外供车企名单中仅有福特和红旗两个品牌。

在各大企业竞争愈发激烈的今天，比亚迪叫好不叫座。

对比株洲中车与比亚迪集团，我们可以看到二者都在打破国外IGBT芯片垄断上下足了功夫，也取得了一定的成绩，但为何中车交出来的是一张名为“中国高铁”的自信名片，而比亚迪却成为了行业陪跑者，业务涉猎广，却难出尖端；事业增长高，却不见盈利。

IGBT国产化真的终究是一场空吗？

其实不然，在上一轮疫情导致的缺芯浪潮中，娱乐电子产品等方面商品出现供不应求的局面，同时大量工厂关闭，芯片一时间出现供不应求的局面。

斯达半导体凭借且国内疫情反应迅速的优势，抓准时机加快了IGBT模块产品量产的速度。据IHS Markit数据，2020年全球IGBT模组市场规模达36.3亿美元，斯达半导以2.80%的市场份额位列全球第五位。

但由于斯达半导体走的是Fabless模式，也失去了理想、小鹏等众多客户。最终获利的人其实是中车。

2021年9月30日，中车株洲控股子公司株洲中车时代电气股份有限公司(简称时代电气)在上海证券交易所科创板上市。

凭借低于英飞凌30%的价格优势、可以保证的交付优势、高配合度的定制服务优势，时代电气成功获得广汽、理想、小鹏等车厂青睐，建立了合作关系。

从中车株洲分拆出来的时代电气上市的这一举动，无疑是为了能够更好地切入车规级IGBT。

此前中车株洲IGBT产品的电压范围覆盖了750V-6500V，比其他IGBT企业覆盖范围都要广，掀起的水花也更猛烈。

IGBT的第一箭已经射出，尽管目前英飞凌仍在市场中占有绝对份额，但随着IGBT的国产化逐渐深入，比亚迪、时代电气等IDM厂商的崛起，英飞凌就要随时警惕，无法用断供、涨价来“威吓”任何一家中国车企。