智东西内参|芯片国产替代黄金赛道！手机快充和电动车都离不开，揭秘功率半导体 | 带动功率( 二 ) 功率|内参|赛道|新能源汽车|快

文章插图
全球主要国家二氧化碳排放管理与发展
汽车电动化大势所趋，功率半导体面临新的增长机遇。以电力系统作为动力源的新能源汽车，对电子元器件功率管理，功率转换能力提出了更高的要求。在传统汽车中，功率半导体主要应用于车辆启动，发电和安全领域，低压低功率电子元器件即可满足其工作需求。而在新能源汽车中，电池输出的高电压需要进行频繁的电压变换，电流逆变。这些电路大幅提高了汽车对 IGBT 、MOSFET、、双极晶体管、二极管的需求，从而提升了单车功率半导体价值。

文章插图
纯电动汽车结构图
预计 2025 年中国新能源汽车用功率半导体市场规模将达 104 亿元。乘联会预计 2025年中国汽车销量将达 2400 万辆，若新能源汽车渗透率能够达到规划提出的 20%，则 2025年新能源汽车销量预计将达到 480 万辆。
根据英飞凌最新统计，全电池电动车（BEV）和全插电混合电动车（PHEV）中功率半导体平均价值约为 330 美元。如果不考虑我国新能源汽车中占比较小的轻混电动车、燃料电池电动车，预计中国新能源汽车功率半导体市场空间将在 2025 年达到 104 亿元人民币。

文章插图
中国汽车、新能源汽车销量测算（万辆）

文章插图
中国新能源汽车功率半导体市场空间测算
电动车充电桩需求提升也将带动功率半导体需求增长。未来新能源汽车的普及也必将推动充电桩需求的提升，且随着应用场景的优化，快充将成必然需求，带动充电桩功率提升。而 IGBT 等功率半导体器件在是充电桩电源模块必不可少的部分。随着充电桩数量和功率的提升，相应的功率半导体市场空间将进一步扩大。

文章插图
新能源电动汽车直流充电桩控制电路图

文章插图
新能源电动汽车交流电桩控制电路图
IGBT 约占充电桩 20% 的成本，预计 2025 年充电桩 IGBT 市场空间达将达 35 亿元。我国汽车充电设施的保有量随着新能源汽车市场的发展不断提升。2019 年中国新能源汽车保有量 418.12 万辆，充电桩保有量 122 万座，车桩比约为 3.4：1。其中公共交流电充电桩交 30 万座，公共直流电充电桩 22 万座，私人充电桩 70 万座。由于直流电充电桩功率高，充电速度快，更能够满足消费者需求，在未来有更高的提升空间。
从目前看来，新能源汽车报废周期在 8-10 年之间，按前述测算，2025 年新能源汽车保有量将达到 1847 万辆，随着新基建的推进，假设到 2025 年车桩比提升至 3：1，可推算出 2025 年充电桩保有量约为 615 万个，由于新基建侧重公共充电桩的建设，到 2025年，公共车桩比例有望到达 50%。目前市场上公共直流电充电桩成本约为 4 万元，公共交流电充电桩成本约 0.5 万元，私人交流电充电桩成本约 0.3 万元，IGBT 在充电桩中的成本约为 20％，我们预计充电桩用功率半导体市场空间将在 2025 年达到 35 亿元。

文章插图
中国充电桩保有量与测算（万辆）

文章插图
中国充电桩 IGBT 市场空间测算
3、新能源发电装机量持续增长，带动功率半导体需求功率半导体是光伏逆变器中的核心器件。光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和交流/直流负载组成。因为太阳能电池产生的电能为直流电，要将发出来的电回馈给电网，就需要将直流电通过光伏逆变器转换为电网要求的 220V、50HZ 的交流电。
光伏逆变器中，功率半导体模组，分立器件起到提高转换效率、降低系统散热片的尺寸、提高相同电路板上的电流密度作用。

文章插图
采用全桥拓扑架构的光伏逆变器电路

文章插图
光伏逆变器成本结构占比
预计 2025 年光伏逆变器用功率半导体市场空间约为 44 亿元。以光伏发电为例，新增装机和逆变器更换都将带来功率半导体的需求增长，根据 Trend Force 预测，2025 年光伏逆变器出货量将达 327GW。