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新能源汽车高压电源及电驱功率芯片研发及产业化项目可行性报告

发布时间:2022-08-08 来源:爱游戏下载 作者:爱游戏app

  在碳达峰、碳中和的政策背景下,新能源汽车行业逐步成为高成长性赛道,市场对汽车电子的需求相应大幅上升。本项目拟实施面向新能源汽车的高压电源及电驱功率芯片研发及产业化,产品主要用于新能源汽车OBC(车载充电机)、PDU(高压配电单元)及电驱系统。本项目将开发面向400V/800V电池的高压电源转换分配系统、高压驱动系统的系列芯片,包括高压电源控制芯片、高压半桥驱动芯片、高压隔离驱动芯片、高压辅助源芯片以及智能IGBT和SiC器件,并配套建设车规级半导体可靠性实验中心及封测产线。

  本项目拟将公司在工业电源领域积累的平台技术,升级拓展应用到新能源汽车领域,将强化公司在高压电源和高压驱动领域的技术深度和技术积累,获取更大的市场空间,为公司提供良好的投资回报和经济效益。同时,通过本项目的实施,公司将形成车规级电源及电驱芯片的相关知识产权,进一步增强公司技术实力,拓展产品领域。

  (1)高压电源控制芯片:拟采用基于32-bit计算核的高性能可编程数字电源控制器方案,包括数字硬件PID运算单元、高精度PWM定时器、浮点数运算单元、高速闪存等,以充分满足车用高压高效率电源中灵活、高效、可靠的控制需求,并满足汽车功能安全要求标准。

  (2)高压半桥驱动芯片:将现有的600V半桥驱动芯片耐压提升到1200V,芯片具有CMTI耐量高、抗负压能力强优点。高压隔离驱动芯片采用容隔离技术,具有5kV绝缘耐压等级,可实现低于100ns的传输延时。满足汽车功能安全要求标准。

  (3)高压辅助源芯片:基于芯朋微现有成熟高压辅助源芯片系列技术,特别针对于新能源汽车400V及800V高压电池组,开发高压Buck和高压Flyback转换器芯片,用于为车载系统中的电源控制芯片及驱动芯片供电,芯片集成800V-1200V的MOS器件,集成高压启动和采样功能,满足汽车功能安全要求标准,系统精简,可靠稳定。

  (4)650V/1200V智能IGBT器件:将采用深亚微米沟槽栅型复合场终止技术和先进背面减薄工艺,并创新性地集成智能保护电路、电流/温度采样电路和肖特基二极管等,实现极低的工作损耗和突出的应用便利性,并与芯朋微的驱动芯片和控制芯片一并组成整体功率解决方案。

  (5)650V/1200V智能SiC器件:将采用沟槽栅MOSFET技术,重点提升其槽栅可靠性,并创新性地集成智能保护电路、电流/温度采样电路、SiC肖特基二极管等,为大功率车用电源和逆变器提供低损耗、高可靠和强智能的最佳主开关器件,并与芯朋微的驱动芯片和控制芯片一并组成整体功率解决方案。

  汽车芯片出于对特殊工作环境下安全性能的考虑,具有技术标准高、测试周期长等特点。英飞凌、德州仪器等国外龙头厂商凭借先发优势垄断汽车芯片国际市场的过半份额,国内芯片设计行业起步较晚,在汽车电子领域尚处于技术攻坚的成长阶段,市占率较低。中国作为全球最大的汽车生产国和全球最大的汽车消费市场,处于产业链上游的汽车芯片仍长期依赖进口,汽车电子系统是汽车产业链的核心与基础,在中美贸易争端的时代背景下,汽车芯片的国产化是保障汽车产业长期健康发展的必然要求,汽车芯片的国产替代已上升至国家战略层面。

  2020年2月24日,国家发改委等11部委联合发布《智能汽车创新发展战略》,明确提出突破智能计算平台以及车规级芯片等关键技术。2020年9月,科技部、工信部、国创中心在京成立中国汽车芯片创新联盟,旨在建立我国汽车芯片产业创新生态,打破行业壁垒,补齐行业短板,实现我国汽车芯片产业的自主安全可控和全面快速发展。本项目布局汽车领域,完善可与国际巨头比肩的汽车电子产品线,是紧跟国家政策、实现半导体行业国产替代的重要举措。

  新能源汽车和智能驾驶的兴起使得整车中电子电气的应用比例日益提升。汽车的电动化、网联化、智能化及共享化带来了新的应用场景与现有配置升级,功能日益强大的处理器以及逐渐增多的系统外设对电源管理提出了更高的要求,这些新增应用也是国内汽车芯片厂商最好的切入机会,将推动车规级电源及电驱功率芯片市场规模进入新的发展阶段。同时,新能源汽车相比于传统的燃油车新增了电池、电机、电控“三电”系统,带动大量的电能转换需求,从而推动上游芯片市场显著的增量需求。

  公司将以自身擅长的高压电源和高压驱动领域作为切入点,以现有车规级的技术储备为基础,扩大研发团队规模,积极探索功率芯片在汽车领域的深度应用,形成完整的功率解决方案。本项目的实施有助于公司把握新能源汽车国产替代的行业机遇,实现业务战略的继续延伸,是公司不断优化提升产品结构、进一步拓展业务规模、扩大市场份额、新增利润增长点的有效措施。

  (3)共建封测产线将提高公司核心技术竞争力,加强项目产品线配套封测产能保障

  汽车芯片行业技术标准要求较高,需要经过长周期的质量管理、功能安全、信息安全等标准检测与认证,才能进入产业链应用。在高端产品的后道生产工序中,通过与封测厂共建封测产线,有利于公司功率芯片设计与模块封装的技术协同创新和持续迭代优化,提高公司高密度功率封装方面的核心技术竞争力,形成智能功率器件、功率控制芯片和功率模块的组合产品技术优势,提升公司在目标市场的产品线覆盖率。

  公司旨在布局汽车电子领域的高端产品,共建封测产线是在后续发展阶段巩固和加强公司自身优势的重要举措。本项目将进一步加强项目产品线配套封测产能保障,提升产品的可靠性、良率与供货能力,稳定公司的大规模交付供给。

  在全球新一轮科技革命和产业变革下,汽车产业发展方式正发生深刻变化,新能源汽车已成为全球汽车产业转型升级的重要标志,已经成为我国大力发展的战略性新兴产业之一。

  2017年4月,国家发改委、工信部、科技部发布的《汽车产业中长期发展规划》指出针对产业短板,支持优势企业开展政产学研用联合攻关,重点突破动力电池、车用传感器、车载芯片、电控系统、轻量化材料等工程化、产业化瓶颈,鼓励发展模块化供货等先进模式以及高附加值、知识密集型等高端零部件。

  2020年11月,国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》明确将着力推动突破车规级芯片、车用操作系统、新型电子电气架构、高效高密度驱动电机系统等关键技术和产品,作为实施新能源汽车基础技术提升工程的重要一环。2020年11月,工信部电子信息发布的《汽车半导体供需对接手册》提出工信部将积极引导和支持汽车半导体产业发展。同时,通过汽车半导体供需对接平台等方式加强供应链建设,加大产能调配力度,为产业平稳健康发展提供有力支撑。

  汽车产业是我国国民经济的支柱性产业,我国是全球第一大汽车生产国和消费国。由于石油储量有限且为不可再生资源,传统燃油车不能永续发展,用新能源汽车替代燃油车已经成为全球共识。新能源汽车是实现“双碳”目标的重要抓手,对于保障国家能源安全、促进社会经济发展具有重要的战略意义。国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》提出,到2025年,我国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,力争经过15年的持续努力,我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平,纯电动汽车成为新销售车辆的主流,公共领域用车全面电动化。

  新能源汽车行业在政策与市场双轮驱动之下,开始逐步成为高成长性赛道。根据中国汽车工业协会统计数据,2021年国内电动汽车产销量分别为354.5万辆和352.1万辆,同比均增长1.6倍,市场占有率提升至13.4%,相对2020年提升8%,进一步说明了电动汽车产业已经从政策驱动转向市场拉动。电动汽车表现出色、蓬勃发展,作为电动汽车电子控制系统的汽车芯片,其市场需求大幅提升,广阔的市场需求将为公司布局汽车电子领域、拓展产品应用场景提供市场保障。

  公司多年来专注于电源管理功率半导体领域,积累了业内领先的高压电源和驱动类芯片可靠性设计和管控经验。2019年公司承担并顺利完成“超快动态响应自供电高压电源管理电路系列产品研发及产业化”等6项省级重大科研项目,在高压电源和驱动电路设计、半导体器件及工艺设计、可靠性设计等方面积累了众多核心技术,形成了完善的知识产权体系和独特的技术优势。

  同时,公司向客户整机系统提供从高压到低压的全套电源方案,在高压电源和驱动芯片领域具有国内领先的研发实力。公司在国内创先开发成功并量产了单片700V高低压集成开关电源芯片、1200V高低压集成开关电源芯片、零瓦待机高低压集成开关电源芯片等产品,均获得国家/省部级科技奖励和国家重点新产品认定。多年积累的高压电源和驱动可靠性设计和管控能力为公司拓展下游领域、布局汽车赛道打下了坚实的基础。

  公司自成立以来专注于以电源管理为主的模拟及数模混合集成电路设计,尤其在高低压集成半导体技术领域具有较强的行业领先优势。公司以核心技术创新研发为企业基因,旨在为客户提供高效能、低功耗、品质稳定的集成电路产品与全面一站式的应用解决方案。公司深耕电源管理芯片十余年,现有博士后企业工作站和江苏省功率集成电路工程技术中心等人才培育中心,截至2021年12月31日,公司拥有研发人员215人,占总员工数量的比例为75.44%,其中拥有研究生学历的研发人员占总研发人员数量的比例为32.56%,公司核心技术人员均拥有多年丰富的集成电路设计研发经验和深厚的技术背景。同时,公司拥有 84项已授权的国内外专利、100项集成电路布图专有权。

  本项目预计建设期为 4年,项目总投资 39,779.57万元,拟投入募集资金38,428.29万元。项目具体投资情况如下:

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