[汽車(chē)之家行業(yè)] 比亞迪半導(dǎo)體有限公司最近財(cái)運(yùn)不斷，繼5月26日融資19億元人民幣之后，6月15日又獲8億元融資。一個(gè)月內(nèi)兩度融資，估值已達(dá)102億元，并明確將于適當(dāng)時(shí)機(jī)獨(dú)立上市。王傳福曾說(shuō)過(guò)：“其實(shí)我當(dāng)年要是不造車(chē)的話，我們就造半導(dǎo)體”。看來(lái)，干芯片，比亞迪真的要搞事情了。
芯片，是中國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的隱痛。在國(guó)內(nèi)整體芯片工業(yè)不力的大背景中，一家造汽車(chē)的，造的芯片能有多優(yōu)秀呢？技術(shù)行不行，專(zhuān)利最有發(fā)言權(quán)。于是，我們把比亞迪申請(qǐng)的所有IGBT芯片專(zhuān)利擼了下，分析結(jié)果來(lái)了——
IGBT，學(xué)名絕緣柵雙極型晶體管，俗稱電力電子裝置的“CPU”。IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷c動(dòng)力電池一樣，也是新能源汽車(chē)的核心技術(shù)。
IGBT芯片的設(shè)計(jì)和制造工藝難度都很高，我國(guó)IGBT長(zhǎng)期被卡脖子，中高端IGBT產(chǎn)能?chē)?yán)重不足，幾乎全部依賴英飛凌等國(guó)際巨頭。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張，我國(guó)新能源汽車(chē)急需一顆強(qiáng)健的IGBT“中國(guó)芯”。
◆比亞迪到底申請(qǐng)了多少專(zhuān)利？
2007年，比亞迪提出其首個(gè)IGBT專(zhuān)利申請(qǐng)，截止2020年5月8日，德溫特世界專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)里一共有比亞迪公開(kāi)的130個(gè)IGBT專(zhuān)利族，包括231條專(zhuān)利記錄。這就是比亞迪IGBT芯片當(dāng)前的全部技術(shù)家底了，其中75%的專(zhuān)利布局于中國(guó)大陸。
那么，231條授權(quán)專(zhuān)利，在國(guó)際圈兒是個(gè)什么水平？
富士電機(jī)、三菱電機(jī)和英飛凌擁有的IGBT專(zhuān)利最多，但他們都起步早。上世紀(jì)80年代，富士電機(jī)和三菱電機(jī)就已開(kāi)展IGBT技術(shù)研發(fā)，目前兩家公司分別握有1733、1056個(gè)專(zhuān)利族；英飛凌雖然1994年才申請(qǐng)其首個(gè)IGBT專(zhuān)利，但數(shù)量增長(zhǎng)很快，近幾年的申請(qǐng)量排名第一，且已成車(chē)規(guī)級(jí)IGBT芯片霸主。
比亞迪的IGBT研發(fā)比日本晚了20多年！底子薄，只能快點(diǎn)跑，追到哪里了呢？
◆比亞迪的技術(shù)工藝處于什么水平？
比亞迪2005年成立IGBT團(tuán)隊(duì)，2008年收購(gòu)了資不抵債宣布破產(chǎn)的寧波中緯積體電路，這筆買(mǎi)賣(mài)之后，比亞迪開(kāi)始了IGBT芯片的自主研發(fā)。
2015年，比亞迪IGBT制程工藝攻克了非穿通型（NPT）技術(shù)工藝，2018年推出車(chē)規(guī)級(jí)IGBT4.0技術(shù)，該技術(shù)在非穿通型基礎(chǔ)上，增加了復(fù)合場(chǎng)終止層，并進(jìn)一步減薄了芯片厚度。
在2018年9月公開(kāi)的一份專(zhuān)利中，比亞迪提出了深溝槽柵的技術(shù)方案；2019年3月、4月公開(kāi)的兩份專(zhuān)利中，提出了場(chǎng)終止層（電場(chǎng)截止）的技術(shù)方案。
芯片，大家都愛(ài)說(shuō)第幾代技術(shù)，代數(shù)越高水平也越高。對(duì)于芯片工藝水平的代數(shù)劃分，沒(méi)有一定之規(guī)，對(duì)比一個(gè)比較被廣泛采納的劃代標(biāo)準(zhǔn)，可以發(fā)現(xiàn)比亞迪IGBT芯片整體還是處于第4代，近兩年開(kāi)始試圖在第5代、甚至第6代技術(shù)上有所突破。
而國(guó)際上，2018年IGBT芯片已經(jīng)進(jìn)入了“微溝槽柵+場(chǎng)截止”的第7代技術(shù)，三菱電機(jī)、富士電機(jī)、英飛凌都有產(chǎn)品推出。比亞迪的技術(shù)迭代還處于跟隨、追趕的狀態(tài)。
◆比亞迪重點(diǎn)研發(fā)了些啥？
我們用了兩種方法來(lái)看比亞迪IGBT的重點(diǎn)發(fā)力區(qū)。
第一種是簡(jiǎn)單直白的專(zhuān)利標(biāo)引德溫特手工代碼排序。
德溫特手工代碼排序顯示，除了關(guān)鍵的MOS柵雙極管以外，無(wú)機(jī)材料沉積（金屬氧化物）、柵電極、電極和互連層的加工、半導(dǎo)體熱處理（退火等）、散熱（包括芯片及模組散熱等）、硅基材料、電動(dòng)車(chē)電控系統(tǒng)等，也是比亞迪IGBT專(zhuān)利布局較為集中的技術(shù)領(lǐng)域。
第二種方法是專(zhuān)利文本挖掘。
借助于incoPat專(zhuān)利數(shù)據(jù)平臺(tái)，我們將比亞迪IGBT專(zhuān)利數(shù)據(jù)進(jìn)行文本聚類(lèi)，繪制了一份技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)專(zhuān)利地形圖，圖中深色等高線部分表示比亞迪專(zhuān)利技術(shù)研發(fā)密集區(qū)。
從這份專(zhuān)利地圖中，如果你是技術(shù)硬核，可以看懂比亞迪的IGBT專(zhuān)利重點(diǎn)包括：IGBT結(jié)構(gòu)、散熱、IGBT芯片、IGBT模組、覆銅陶瓷基板（DBC substrate）、電控技術(shù)等。
模組研發(fā)其實(shí)是比亞迪在2010年之前重點(diǎn)做的事，還屬于比較低的段位。那最近三年，比亞迪在做些什么呢？
最近三年，比亞迪關(guān)注最多的技術(shù)主題是基板制造、IGBT芯片封裝、散熱，此外，公司對(duì)IGBT芯片制造工藝、加工設(shè)備、過(guò)程控制，及電控系統(tǒng)（包括電機(jī)故障定位）等也有關(guān)注，其中IGBT制造工藝方面，當(dāng)前的研究重點(diǎn)是光刻、溝道絕緣層、擴(kuò)散法金屬摻雜等。
此外，比亞迪已斥資布局第三代半導(dǎo)體材料SiC（碳化硅），愿景是在2023年以SiC基半導(dǎo)體全面替代硅基半導(dǎo)體。
◆比亞迪有哪些核心專(zhuān)利？
專(zhuān)利強(qiáng)度能夠說(shuō)明專(zhuān)利的重要性。
知識(shí)貼士：專(zhuān)利強(qiáng)度（Patent Strength）是Innography公司提出的核心專(zhuān)利評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合了10余個(gè)影響專(zhuān)利價(jià)值的變量，包括：專(zhuān)利權(quán)利要求數(shù)量、引用先前技術(shù)文獻(xiàn)數(shù)量、專(zhuān)利被引用次數(shù)、專(zhuān)利家族大小、專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)程、專(zhuān)利年齡、專(zhuān)利訴訟情況等。專(zhuān)利強(qiáng)度取值范圍0-100，專(zhuān)利強(qiáng)度值越高說(shuō)明該專(zhuān)利越重要（是公司的核心專(zhuān)利）。
對(duì)比亞迪的所有專(zhuān)利族進(jìn)行強(qiáng)度分析，發(fā)現(xiàn)專(zhuān)利強(qiáng)度超過(guò)60的專(zhuān)利族有10個(gè)。沒(méi)錯(cuò)，這些就是比亞迪核心的IGBT技術(shù)專(zhuān)利了，也是比亞迪“不容觸犯”的專(zhuān)利重鎮(zhèn)，這些專(zhuān)利的保護(hù)內(nèi)容涉及過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、電控系統(tǒng)及故障檢測(cè)、IGBT制造工藝等。
我們體貼地給出了這十個(gè)專(zhuān)利的公開(kāi)號(hào)，通過(guò)公開(kāi)號(hào)，您可以找到專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)全文進(jìn)行研讀，我們只能幫你到這兒了。
◆在國(guó)際賽場(chǎng)上到底是個(gè)什么水平？
說(shuō)了這么多（一般人不懂的），比亞迪IGBT芯片到底是個(gè)什么水平？作為一個(gè)“后進(jìn)生”，與盤(pán)踞IGBT領(lǐng)域多年的國(guó)際巨頭比，比亞迪還有哪些功課需要重點(diǎn)做？
先直接上個(gè)圖——
比亞迪位于第III象限，與意法半導(dǎo)體、塞米控公司大致處于相同的競(jìng)爭(zhēng)地位，無(wú)論是技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力還是經(jīng)營(yíng)實(shí)力，都與英飛凌等領(lǐng)先企業(yè)有很大差距。
英飛凌、日立、電裝位于第I象限，綜合實(shí)力最強(qiáng)；富士、三菱電機(jī)處于IV象限，技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力方面較強(qiáng)，而經(jīng)營(yíng)實(shí)力略微遜色；瑞薩電子在II象限，說(shuō)明其經(jīng)營(yíng)實(shí)力較強(qiáng)，技術(shù)實(shí)力稍微落后。
技術(shù)的差距到底在哪里？
利用德溫特手工代碼，分析比亞迪與英飛凌、日立、電裝、富士、三菱電機(jī)5家頭部公司的IGBT專(zhuān)利技術(shù)布局，可以看出，其他5家公司的專(zhuān)利布局更全面；二是MOS柵雙極管、雙極管和二極管、雙極晶體管制造、襯底上沉積金屬氧化物等無(wú)機(jī)材料、雙極晶體管、柵電極是6家公司共同關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域。
值得注意的是，英飛凌在沉積金屬氧化物和柵電極領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量已經(jīng)超越制造，說(shuō)明英飛凌在柵極加工工藝布局較多，且在5家中最為領(lǐng)先。
另外，比亞迪在絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）領(lǐng)域的研發(fā)布局目前相對(duì)較弱，MOSFET管屬于小功率半導(dǎo)體，無(wú)法在高壓大電流下工作，這與比亞迪重點(diǎn)研發(fā)車(chē)規(guī)級(jí)IGBT芯片戰(zhàn)略吻合。
◆敲黑板 劃重點(diǎn)
從2005年組建團(tuán)隊(duì)算起，比亞迪做芯片做了15年，目前在國(guó)內(nèi)車(chē)用IGBT領(lǐng)域獲得了一定的話語(yǔ)權(quán)，初步形成了涉及材料、散熱、制程工藝、電路保護(hù)、電控系統(tǒng)等在內(nèi)的專(zhuān)利布局體系。
但是，與英飛凌、富士電機(jī)、三菱電機(jī)等領(lǐng)先IGBT巨頭比，比亞迪還有很長(zhǎng)的路要走，研發(fā)的深度廣度上仍需進(jìn)一步提升。
比亞迪IGBT芯片雖已涉足第5代、第6代技術(shù)工藝，但量產(chǎn)的還是第4代產(chǎn)品。而三菱電機(jī)2009年就推出了第6代產(chǎn)品，富士電機(jī)則從2015年就開(kāi)始外供第7代產(chǎn)品的樣品，2018年英飛凌、富士電機(jī)、三菱電機(jī)都有第7代產(chǎn)品量產(chǎn)。2018年底，比亞迪公布能將晶圓減薄到120μm，而英飛凌的IGBT芯片最低已經(jīng)可減薄到40μm……
商業(yè)化方面，全球IGBT市場(chǎng)上，比亞迪半導(dǎo)體所占據(jù)的市場(chǎng)份額還不到2%，即便在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，比亞迪的車(chē)用IGBT市場(chǎng)份額也只有20%左右，外資企業(yè)仍手持最大蛋糕，例如英飛凌2019年為中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)供應(yīng)了63萬(wàn)套IGBT模塊，市占率高達(dá)58%。
所以，IGBT“馴化”了電，比亞迪正在“馴化”IGBT，下一步的問(wèn)題是，多路資本加持以后，比亞迪能不能快馬加鞭，搶到“英飛凌們”的蛋糕。
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