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电子行业:浙商证券-电子行业拥抱“新能源+”系列研究三:“新能源+”重构供应链,重视汽车电子全方位机会-211125

研报作者:蒋高振,吴若飞 来自:浙商证券 时间:2021-11-25 09:34:05
  • 股票名称
    电子行业
  • 股票代码
  • 研报类型
    (PDF)
  • 发布者
    fl***ys
  • 研报出处
    浙商证券
  • 研报页数
    24 页
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    看好
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研究报告内容

1/24 行业研究类模板 专题 电子行业 报告日期:2021年11月25日 “新能源+”重构供应链,重视汽车电子全方位机会 ──拥抱“新能源+”系列研究三 行业公司研究 | 电子行业 | :蒋高振执业证书号:S1230520050002 吴若飞执业证书号:S1230521070003 :021-80106844 021-80106844 :jianggaozhen@stocke.com.cn wuruofei@stocke.com.cn 行业评级 电子看好 相关报告 1《【浙商电子】MiniLED专题:屏显升 级及车载/VR领域渐兴,重点关注应用/ 设备/芯片环节》2021.07.25 2《如今的VR内容距离Metaverse有多 远? 》2021.06.20 3《【浙商电子】XR产业周报:当前VR 行业对比16年有什么变化?》2021.06.13 4《【浙商电子】XR产业周报:AR使用 增长助力提升购物消费体验》2021.06.06 5《【浙商电子】XR产业周报:从游戏到 VR,巨头开始布局Metaverse !》 2021.05.30 报告撰写人:蒋高振,吴若飞 联系人:吴若飞 报告导读 能源系统转型是中国“双碳”目标成功与否的关键,汽车电动化对整个 汽车电子产业链的重塑无疑是颠覆性的。

新时期下,汽车“含硅量”显 著提升,能源半导体逐步成为把握未来半导体发展的核心关键,“新能 源+”对供应链的重构也给汽车电子带来了全方位的机会。

投资要点 “双碳”目标要求能源转型,汽车电动化对半导体行业影响深远 在“双碳”要求下,能源转型是必由之路。

中国将从能源系统转型优化、工业 系统转型升级、交通系统清洁化发展、建筑系统能效提升、负碳技术开发利用 等方面开展碳中和行动,其中,能源系统转型是中国双碳目标成功与否的关键。

作为能源系统转型的主要内容之一,汽车电动化革命将带动整体半导体产业需 求结构的改变,正逐步成为拉动半导体行业整体需求的核心赛道,对半导体产 业长期发展有着深远的影响。

汽车电动化、智能化和网联化给汽车电子行业带来全方位机会 相比传统燃油汽车,新能源汽车的“革命性”不仅仅体现在汽车的电动化、 更在于智能化与网联化。

电动化的范畴下,主要体现在新能源汽车对功率半 导体需求激增,单车价值量在传统燃油车单车约400美元提升了一倍左右。

主要由于新能源车普遍采用高压电路,当电池输出高压时,需要频繁进行电 压变化,因此在主传动/逆变器、车载充电器等领域,对IGBT、MOSFET等 器件需求大幅增长。

智能化&网联化范畴下,新能源汽车对于信息的感知、 处理与交互需求增强,体现在对于摄像头、传感器、激光雷达等需求激增, 尤其在自动驾驶进入到相对高阶的L4/L5级别,超声波传感器和雷达模组的 需求更是爆发时增长。

除半导体以外,汽车电动化、智能化还会带来很多细 分非半导体零部件需求的大幅增长,如逆变器中的薄膜电容器、车内高频高 速传输数据线束等等。

总而言之,汽车电动化、智能化和网联化给汽车电子 行业带来全方位机会。

新能源+下,光伏风电/充电桩等带动需求多点开花 光伏/风电等领域的蓬勃发展同样给产业链带来了变革和机遇:光伏/风电逆变 器同样对于IGBT、MOSFET等功率半导体需求激增;对于快充的需求使得整 个新能源汽车平台工作电压进一步提升,10月24日,小鹏汽车发布首个量产 配置SiC芯片的800V高压平台,支持充电5分钟,续航200公里,更是引发 了市场对平台电压高压化技术的关注,作为关键器件的SiC商业化有望加速。

风险提示 新能源汽车渗透率提升不及预期;产业竞争加剧。

证券研究报告 电子行业专题 2/24 正文目录 1.从碳中和到新能源革命,汽车逐步成为拉动半导体的核心赛道...............................................4 1.1.碳中和背景下,新能源革命势不可挡........................................................................................................................4 1.2. “新能源+”背景下,汽车逐步成为拉动半导体行业的核心赛道...............................................................................6 2.新能源+下,汽车行业变革带来电子产业链全方位机会............................................................9 2.1.电动化:以IGBT为主的功率半导体需求爆发.......................................................................................................10 2.2.智能化:视觉系统、MCU,存储需求大幅增长.....................................................................................................13 2.3.网联化:连接器、V2X射频芯片等联网需求有望增长.........................................................................................15 3.新能源+下,光伏风电/充电桩等带来层出不穷的机会............................................................18 3.1.光伏风电:对功率器件(IGBT、MOS)需求爆发式增长....................................................................................18 3.2.充电桩:800V高压平台有望普及,SiC产业链值得重视.....................................................................................19 4.风险提示................................................................................................................................23 图表目录 图1:2018年全球各部门碳排放占比.......................................................................................................................................4 图2:2018年国内各部门碳排放占比.......................................................................................................................................4 图3:汽车电动化革命是能源转型、实现“碳中和”的重要路径.........................................................................................5 图4:各国针对乘用车单车碳排放也有明确的减排路线........................................................................................................5 图5:汽车电动化能有效降低碳排放........................................................................................................................................6 图6:2021年上半年全球各国电动汽车销量大幅增长...........................................................................................................6 图7:半导体在汽车生态体系中的角色....................................................................................................................................6 图8:2016-2022年全球半导体行业销售收入及2022年半导体需求结构............................................................................7 图9:2017-2022年全球各类型半导体产品销售收入增速......................................................................................................7 图10:2017&2022年全球传统和新能源汽车平均芯片数目..................................................................................................8 图11:2020-2025年汽车半导体为成长性最强细分领域........................................................................................................8 图12:汽车半导体主要包括功率半导体、MCU和传感器,Infineon占据全球龙头地位..................................................8 图13:汽车全面智能化带来电子产业链全方位机会..............................................................................................................9 图14:汽车电动化对产业链的影响包含电动化(绿色化)、智能化、网联化三个维度.....................................................9 图15:不同功率器件的适用条件不同....................................................................................................................................10 图16:汽车电动化对于汽车功率转化系统要求全面提升....................................................................................................11 图17:相比燃油车(ICE),功率半导体在电动汽车上价值量提升最大............................................................................11 图18:Onsemi HV-LVDC-DC逆变器产品种类.....................................................................................................................12 图19:汽车电动化背景下,汽车“含硅量”大幅提升........................................................................................................12 图20:汽车智能化ADAS、MCU、存储等各类需求的大量增长........................................................................................13 图21:智能驾驶分为L0-L5,目前正处于L3初步导入阶段...............................................................................................13 图22:随着自动驾驶登记提高,对各类传感器需求激增....................................................................................................14 图23:L4/5阶段,雷达和传感市场有望获得爆发式发展....................................................................................................14 图24:智能网联汽车产业生态全景图....................................................................................................................................15 电子行业专题 3/24 图25:智能网联汽车三大要素................................................................................................................................................16 图26:2019-2025年汽车网联化发展进程..............................................................................................................................16 图27:2020-2025年汽车半导体应用和设备增长预测..........................................................................................................17 图28:光伏/风电/储能等领域亦将拉动功率半导体需求增长..............................................................................................18 图29:未来光伏和风电产业有望得到快速发展....................................................................................................................18 图30:Infineon在光伏风电端覆盖全球主要客户..................................................................................................................18 图31:2026年硅基MOS市场规模有望达到94亿美元.......................................................................................................19 图32:2026年IGBT市场规模有望达到84亿美元..............................................................................................................19 图33:相比Si基材料,SiC具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率等特点................................................19 图34:400V逆变器的能量损失对比(Si VSSiC) ..............................................................................................................20 图35:800V逆变器的能量损失对比(Si VSSiC) ..............................................................................................................20 图36:SiC器件大幅降低了逆变器能量损失.........................................................................................................................20 图37:通过采用SiC方案,车企可有效降低生产成本........................................................................................................20 图38:2029年第三代半导体市场规模有望达到50亿美金.................................................................................................21 图39:从下游需求结构来看,电动汽车是拉动SiC的主要场景.........................................................................................21 图40:SiC主要用在逆变器、OBC等领域............................................................................................................................21 图41:2019年保时捷推出全球首款搭载800V电压平台的量产车保时捷Taycan ............................................................21 图42:2021年小鹏汽车发布800V高压SiC平台................................................................................................................22 图43:小鹏汽车发布480Kw超级充电桩..............................................................................................................................22 图44:Wolfspeed(Cree)在SiC衬底市场处于绝对龙头地位............................................................................................22 表1:各类功率半导体器件特点与应用领域..........................................................................................................................10 表2:主流新能源汽车车型感知层面硬件对比(芯片、摄像头、Radar/Lidar等) ..........................................................15 电子行业专题 4/24 1.从碳中和到新能源革命,汽车逐步成为拉动半导体的核心 赛道 1.1.碳中和背景下,新能源革命势不可挡 近十年来,化石能源相关碳排持续增长,2019年占温室气体总量65%。

纵览世界各经济 体当前的气候行动,可再生能源规模化部署、工业制造业减排升级、交通运输业绿色转型、 建筑能效提升和负碳技术开发利用成为零碳发展重点领域。

根据IEA数据,全球一半以上的温室气体排放来自能源行业,因此,能源行业是各国最 为重视的减排领域,能源转型是实现碳中和的关键因素。

能源转型主要包括: 实现能源结构调整,由化石能源向可再生能源转型,从能源生产、输送、转换和存储 全面进行改造或者调整,形成新的能源体系,全面提升可再生能源利用率; 加大电能替代及电气化改造力度,推行终端用能领域多能协同和能源综合梯级利用, 推动各行业节能减排,提升能效水平。

图1:2018年全球各部门碳排放占比 图2:2018年国内各部门碳排放占比 资料来源:IEA,浙商证券研究所 资料来源:IEA,浙商证券研究所 2020年,中国正式宣布“双碳”目标,即——“二氧化碳排放量力争于2030年前达到峰 值,努力争取2060年前实现碳中和”。

从各部门碳排放数据来看,能源、工业碳排放量较 高,占比分别达到51%/28%。

2020年,中国温室气体排放逾100亿吨,约占全球四分之 一。

为保障经济稳步发展的前提下实现双碳目标,中国将从能源系统转型优化、工业系统 转型升级、交通系统清洁化发展、建筑系统能效提升、负碳技术开发利用等方面开展碳中 和行动,其中,能源系统转型是中国双碳目标成功与否的关键,中国计划2030年非化石 能源占一次能源消费比重达到25%左右,风电、太阳能总装机容量12亿千瓦以上。

电子行业专题 5/24 图3:汽车电动化革命是能源转型、实现“碳中和”的重要路径 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 汽车电动化革命是实现能源转型的重要路径。

“电动车革命”的成功需要各部门的通力合 作:既需要各国针对碳排放形成共识,并制定宏观计划,也需要车企在汽车生产端给予配 合,并完成自身产业结构的优化和升级。

图4:各国针对乘用车单车碳排放也有明确的减排路线 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 电子行业专题 6/24 图5:汽车电动化能有效降低碳排放 图6:2021年上半年全球各国电动汽车销量大幅增长 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 1.2. “新能源+”背景下,汽车逐步成为拉动半导体行业的核心赛道 在碳中和的背景下,汽车电动化革命如火如荼,电动车革命对传统汽车行业无疑是颠覆性 的,对整个的汽车零部件与供应链体系产生了深切的革命性影响。

图7:半导体在汽车生态体系中的角色 资料来源:Cadence,IHS,浙商证券研究所 从半导体的视角切入,我们发现,汽车半导体逐步成为拉动全球半导体需求的重要力量 ——过去几年,全球半导体行业增长主要依赖智能手机等电子设备的需求,以及物联网、 云计算等技术应用的扩增,随着智能手机渗透率的逐步提升,消费电子对于半导体的拉动 已经趋缓,而汽车半导体领域需求强劲,逐步成为半导体企业的重要增长市场。

电子行业专题 7/24 图8:2016-2022年全球半导体行业销售收入及2022年半导体需求结构 资料来源:Garner,浙商证券研究所;单位:十亿美元 根据WSTS世界半导体贸易统计组织数据,2020年汽车半导体市场规模达502亿美元, Gartner预计,2022年汽车半导体收入将达到600亿美元。

从结构上来看,驱动汽车半导 体增长的各类应用中,高级辅助驾驶系统增幅最大,这将推动对IC、MCU和传感器的需 求相应增长,电动/混合动力将大大提升对功率半导体的需求。

图9:2017-2022年全球各类型半导体产品销售收入增速 资料来源:Garner,浙商证券研究所 根据中国汽车工业协会数据,2022年新能源汽车单车芯片平均数量达到1510颗,相比 2017年增长接近80%,而传统燃油车对于芯片的需求也有较大程度增长,2022年单车芯 片需求数量为1119颗,相比2017年亦增加了41%。

电子行业专题 8/24 图10:2017&2022年全球传统和新能源汽车平均芯片数目 图11:2020-2025年汽车半导体为成长性最强细分领域 资料来源:中国汽车工业协会,浙商证券研究所 资料来源:Gartner,浙商证券研究所 从现有的汽车半导体竞争格局来看,Infineon、NXP、Renesas市占率分别达到13.2%/10.9% 和8.5%,位列全球一二三位,汽车半导体主要包括传感器、微控制器(MCU)和功率半 导体器件,从细分产品的竞争格局中,可以看到Infineon在功率半导体领域一马当先,市 场占有率达到30.2%,而STMicro仅为16.3%,而在传感器与MCU方面,Bosch和Renesas 分别位于相关细分市场的第一位。

图12:汽车半导体主要包括功率半导体、MCU和传感器,Infineon占据全球龙头地位 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 电子行业专题 9/24 2.新能源+下,汽车行业变革带来电子产业链全方位机会 传统车用半导体产品主要包括功率半导体、MCU芯片、ASIC芯片、存储芯片和传感器 等。

汽车电动化、智能化给电子产业链带来了全方位的市场机会,汽车对于信息感知、接 收、处理的要求不断提升,因此,对于新能源汽车而言,传感器、MCU和功率半导体分 别扮演了触觉、认知和动力的角色,需求量大幅增长。

这其中,功率半导体(MOSFET、 IGBT)作为电力输出与转化的重要器件,是汽车电动化带来的最主要需求增量。

根据 Gartner数据,2020年车用功率半导体约占全部车用半导体的43%。

图13:汽车全面智能化带来电子产业链全方位机会 资料来源:Gartner,浙商证券研究所 图14:汽车电动化对产业链的影响包含电动化(绿色化)、智能化、网联化三个维度 资料来源:德勤,浙商证券研究所 电子行业专题 10/24 2.1.电动化:以IGBT为主的功率半导体需求爆发 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,主要用于改变电子装置中电压和 频率、直流交流转换等。

功率器件主要为二极管、三极管、晶闸管、MOSFET和IGBT等, 市场主要被国外厂商垄断,各类功率器件原理与应用场景各部相同。

其中,MOSFET和 IGBT是最主要的功率器件,其中MOSFET适用于消费电子、网络通信、工业控制、汽车 电子等,相较于前三者,适用频率高,但一般用于功率不超过10kw的电力电子装置,在 中低压领域,国内厂商正逐步展开国产替代;IGBT可用于电机节能、轨道交通、智能电 网、航空航天、家用电器、汽车电子等高压高频领域,高压下,开关速度高,电流大,但 开关速度低于MOSFET。

图15:不同功率器件的适用条件不同 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 表1:各类功率半导体器件特点与应用领域 电可控性驱动方式导通方向电压范围特点应用领域 二极管不可控电流驱动单向<1V电压电流小,单向导电电子设备,工业 晶闸管 半可控电流驱动单向数千V体积小、耐压高工业,UPS,变频器等 MOSFET全控型电压驱动双向10-1000V开关频率高,不耐超高压各类高速开关电源 IGBT全控型电压驱动双向>600V耐压高,不能放大电压电机节能,各类逆变器 资料来源:公开资料整理,浙商证券研究所 新能源汽车对功率半导体需求大幅提升。

在传统汽车场景下,功率半导体主要应用于启 动、发电和安全领域,包括直流电机、电磁阀、继电器、LED驱动等,硅基MOSFET、 IGBT及模块即可满足需求,对于新能源车而言,普遍采用高压电路,当电池输出高压时, 需要频繁进行电压变化,对电压转换电路需求提升,相关的功率转换系统主要有:主传动 电子行业专题 11/24 /逆变器、车载充电器(On Board Charger)、3)HV-LVDC-DC转换、高压辅助驱动、电池 管理系统(BMS)等。

图16:汽车电动化对于汽车功率转化系统要求全面提升 资料来源:Onsemi,浙商证券研究所 图17:相比燃油车(ICE),功率半导体在电动汽车上价值量提升最大 资料来源:Trend Force,浙商证券研究所 作为核心部件,逆变器对IGBT、MOSFET需求大幅增长:逆变器类似于燃油车的发动 机管理系统EMS,决定着驾驶行为,设计应最大限度地减少开关损耗并最大限度地提高 热效率。

其中,IGBT是电动汽车逆变器的核心电子器件,IGBT模块单车价值量非常 高,占据整个电控系统成本的40%以上(电控系统占整车成本15~20%)。

电子行业专题 12/24 图18:Onsemi HV-LVDC-DC逆变器产品种类 资料来源:Onsemi,浙商证券研究所 图19:汽车电动化背景下,汽车“含硅量”大幅提升 资料来源:Onsemi,浙商证券研究所 根据Trend Force等机构发布数据,平均一台传统燃料汽车半导体价值量约450美元,一 台纯电动汽车半导体价值量约750美元,Infineon给出的数据,电动汽车含硅量大幅提升, 主要系逆变器带来的功率器件需求增长,而OBC,DC-DC,BMS等领域对整体功率半导 体需求增量的拉动相对较小。

电子行业专题 13/24 2.2.智能化:视觉系统、MCU,存储需求大幅增长 智能汽车电子电气的五大架构:车身域、智能座舱域、底盘域、动力域和自动驾驶域。

其 中,车身域包括HVAC,车身控制、汽车泵等;智能座舱域包括仪表盘、车载娱乐系统、 触控系统和车载充电等;底盘域包括刹车装置、转向装置、车身稳定装置和减震装置;动 力域包括动力传递系统,主逆变器、发动机管理系统等;自动驾驶域包括速度控制系统、 紧急刹车系统、盲点探测系统传感器融合等。

图20:汽车智能化ADAS、MCU、存储等各类需求的大量增长 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 图21:智能驾驶分为L0-L5,目前正处于L3初步导入阶段 资料来源:德勤,浙商证券研究所 从汽车智能化的视角看,增量主要来自传感器,主要包括摄像头和激光雷达。

摄像头目前 市场空间在140亿美元,激光雷达在63亿美元,其他传感器包括毫米波雷达、超声传感 器、GPS/北斗定位系统等,传感器市场到2025年可达524亿美元。

从自动驾驶的等级来 电子行业专题 14/24 看,从L1到L4/5,L2开始出现超声波传感器和雷达模组,L3开始,短距雷达传感器出 现,L4/5开始激光雷达开始出现,超声波传感器和雷达模组用量大幅增长。

图22:随着自动驾驶登记提高,对各类传感器需求激增 资料来源:德勤,浙商证券研究所 随着传感器尺寸将变得更小,而功能却更为强大。

汽车的自适应巡航控制系统将更加广泛 地采用雷达和激光雷达传感器和摄像头。

由于多传感器融合变得更为复杂,处理能力需得 到不断提升,从而完善高级驾驶辅助系统。

图23:L4/5阶段,雷达和传感市场有望获得爆发式发展 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 电子行业专题 15/24 表2:主流新能源汽车车型感知层面硬件对比(芯片、摄像头、Radar/Lidar等) Model3蔚来ES6理想ONE小鹏P7比亚迪汉哈弗H6长安UNI-T 系统名称Autopilot NIOPilot Li OSXpilot 3.0 DiPilot -- -- 芯片 Hardware3.0 (自研) Mobileye EyeQ4 Mobileye EyeQ4 Nividia Drive AGXXaiver 高通Mobileye EyeQ4地平线征服2.0 摄像头 1个三目摄像头1个三目摄像头1个单目摄像头 1个前置单目 1个前置3目 1个单目摄像头1个单目摄像头1个单目摄像头 其它摄像头7个其它摄像头4个其它摄像头4个其它摄像头10个其它摄像头4个其它摄像头5个其它摄像头5个 后置摄像头:豪威 科技OV10635 720PCMOS传感器 其余7个摄像头: Aptina(Onsemi子 公司) 均胜电子 Mobileye单目摄像头 LG未知 采埃孚天合单目摄 像头 博世 毫米波雷达 1个5个1个5个3个2个5个 大陆ARS4-B雷达 传感器 博世博世博世未知未知 博世 安波福 超声波雷达 12个12个12个12个12个12个12个 法雷奥博世博世博世未知未知博世 制动 基础制动布雷博 电控制动自供 博世博世 布雷博 采埃孚 博世 博世 大陆 大陆 转向博世 博世 蒂森克鲁伯 博世博世华域采埃孚采埃孚耐世特 资料来源:盖世汽车,浙商证券研究所 2.3.网联化:连接器、V2X射频芯片等联网需求有望增长 除了电动化、智能化以外,对于汽车产业的变革,另一大趋势是高级汽车联网,包括汽车 与基础设施互联(V2I)、汽车与汽车互联(V2V)和车与车联网,这一功能旨在实现汽车 内、外互联,并将汽车融入物联网成为其中的一部分,合称V2X(Vehicle to Everything)。

智能网联汽车产业是一个多方共建的生态体系,其中,车辆是载体,实现智能化是目的, 而网联化是核心手段。

智能交互、智能驾驶和智能服务是智能网联汽车的三大元素。

图24:智能网联汽车产业生态全景图 资料来源:清华大学汽车产业与技术战略研究院,德勤,浙商证券研究所 电子行业专题 16/24 图25:智能网联汽车三大要素 资料来源:公开资料整理,浙商证券研究所 根据《智能网联汽车技术路线图2.0》,2025年我国C-V2X终端新车装配率达到50%;路 测设施方面,2019-2021年,我国将在车联网示范区内部署路测设施,2022年将开始在典 型城市、高速公路扩大覆盖范围。

目前,国内已经具备C-V2X通信芯片、模组以及车载 终端的量产基础。

图26:2019-2025年汽车网联化发展进程 资料来源:中国信通院,浙商证券研究所 整体来看,碳中和背景下,发展新能源对于汽车行业的塑造是革命性的,电动化、智能化 和网联化作为三个递进的层级,重塑了整个产业链的生态、架构和发展方向。

汽车行业的 变革也给电子行业带来了全方位、多产业链的变化。

根据Gartner预测,2020-2025年汽 车半导体市场将得到快速发展,按应用来看,高级辅助驾驶系统、电动/混动模块增速最 快,CAGR5分别达到31.90%和23.10%。

按设备来看,通用芯片、集成基带、射频接收 器、各类非光学传感器及汽车存储相关产品需求增速都维持旺盛态势。

电子行业专题 17/24 图27:2020-2025年汽车半导体应用和设备增长预测 资料来源:Garner,浙商证券研究所;单位:十亿美元 电子行业专题 18/24 3.新能源+下,光伏风电/充电桩等带来层出不穷的机会 3.1.光伏风电:对功率器件(IGBT、MOS)需求爆发式增长 光伏逆变器作为光伏发电的核心部件,将带动IGBT需求增长。

光伏逆变器是可以将光 伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)的变频器,可直接 影响光伏逆变器在下游端的光伏发电效率,是光伏逆变器提高光伏能力转化率的核心器 件。

根据中国光伏行业协会预测,假设2025年光伏逆变器中功率半导体单位成本约为 1350万元/GW,预计2025年全球光伏逆变器功率半导体市场新增规模将达到40.5亿元, 2021-2025年累计市场需求规模将增长176.3亿元。

风力发电机变频器中应用到大量功率器件。

风力发电是将风能转换为电能的过程,主电 路中利用AC/DC转换器将风力发电机的输出电力转换为直流电,再通过变频器系统调节 为可入网电流,再由逆变器将直流电转换为商用频率的交流电。

因此,风力发电机中变频 器会用到大量的功率半导体元件,包括IGBT、MOSFET、GTO等。

图28:光伏/风电/储能等领域亦将拉动功率半导体需求增长 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 图29:未来光伏和风电产业有望得到快速发展 图30:Infineon在光伏风电端覆盖全球主要客户 资料来源:Infineon,WEO,浙商证券研究所 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 电子行业专题 19/24 根据Yole预测,在电动汽车、新能源发电等多个领域需求带动下,2026年硅基MOSFET 市场空间有望达到94亿美金,IGBT市场空间有望达到84亿美金。

CAGR6分别达到3.8% 和7.5%。

图31:2026年硅基MOS市场规模有望达到94亿美元 图32:2026年IGBT市场规模有望达到84亿美元 资料来源:Yole,浙商证券研究所 资料来源:Yole,浙商证券研究所 3.2.充电桩:800V高压平台有望普及,SiC产业链值得重视 目前汽车半导体主要采用硅基材料,但受自身性能极限限制,硅基器件的功率密度难以进 一步提高,硅基材料在高开关频率及高压下损耗大幅提升。

与硅基半导体材料相比,以碳 化硅为代表的第三代半导体材料具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率、高抗 辐射能力等特点。

图33:相比Si基材料,SiC具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率等特点 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 电子行业专题 20/24 和传统硅基材料相比,SiC模块的开关损耗和导通损耗显著低于同等IGBT模块,此外, SiC器件在相同功率等级下,体积显著小于硅基模块,有助于提升系统的功率密度。

更高 的电子饱和漂移速率有助于提升器件的工作频率,实现高频开关;高临界击穿电场的特性 使其能够将MOSFET带入高压领域,克服IGBT在开关过程中的拖尾电流问题,降低开 关损耗和整车能耗,减少无源器件如电容、电感等的使用,从而减少系统体积和重量。

图34:400V逆变器的能量损失对比(Si VSSiC) 图35:800V逆变器的能量损失对比(Si VSSiC) 资料来源:Wolfspeed,浙商证券研究所 资料来源:Wolfspeed,浙商证券研究所 图36:SiC器件大幅降低了逆变器能量损失 图37:通过采用SiC方案,车企可有效降低生产成本 资料来源:Wolfspeed,浙商证券研究所 资料来源:Wolfspeed,浙商证券研究所 根据Omdia数据,2019年SiC全球市场规模为9.84亿美元,但到2029年有望超过50亿 美元,新能源汽车(包括电动和混动)将成为SiC需求的最大应用场景,其它的应用场景 包括新能源电站、UPS等。

电子行业专题 21/24 图38:2029年第三代半导体市场规模有望达到50亿美金 图39:从下游需求结构来看,电动汽车是拉动SiC的主要场景 资料来源:Omdia,浙商证券研究所 资料来源:Omdia,浙商证券研究所 图40:SiC主要用在逆变器、OBC等领域 资料来源:ST,浙商证券研究所 图41:2019年保时捷推出全球首款搭载800V电压平台的量产车保时捷Taycan 资料来源:保时捷,浙商证券研究所 2019年,保时捷发布全球首款搭载800V电压平台的量产车Taycan,充电功率最高可达 270kW,采用800V电压系统充电80%仅需22.5分钟(400V则需90分钟)。

2021年10 电子行业专题 22/24 月24日,小鹏汽车CEO何小鹏表示,小鹏汽车希望做到国内首个量产配置SiC芯片的 800V高压平台,支持充电5分钟,续航200公里。

同时,小鹏汽车也将推出配套的480kW 高压超充桩。

此外,小鹏还为用户设计了储能站,宣称可一次满足30辆车的超充。

也就 是说,小鹏汽车补能方面将推出800V+480kW超充+超级储能站的三种方案。

我们预计未 来随着高压平台的快速普及,SiC在高端车型的电机控制器领域渗透率将会逐渐提升,整 个SiC产业链也将迎来爆发机遇。

图42:2021年小鹏汽车发布800V高压SiC平台 图43:小鹏汽车发布480Kw超级充电桩 资料来源:公开资料整理,浙商证券研究所 资料来源:公开资料整理,浙商证券研究所 图44:Wolfspeed(Cree)在SiC衬底市场处于绝对龙头地位 资料来源:Onsemi,浙商证券研究所 Cree是SiC行业绝对龙头,国内SiC产业有望得到快速发展。

Cree成立于1987年,1991年全球 率先将碳化硅商业化。

2021年更名Wolfspeed。

目前,Wolfspeed拥有SiC全产业链布局,并在导 电型SiC衬底拥有超过60%的市占率,在碳化硅功率器件的市场中也走在前列,II-VI和Si- Crystal位列全球二、三位,市占率分别达到16%和12%。

国内SiC衬底环节代表厂商为天科合达 (未上市)及天岳先进(待上市),目前仍处于追赶者地位;外延环节技术难度和壁垒相对较低, 衬底厂商普遍具备外延片的生产能力;器件环节发展仍受到衬底产能的掣肘。

电子行业专题 23/24 4.风险提示 新能源汽车渗透率提升不及预期;产业竞争加剧。

电子行业专题 24/24 股票投资评级说明 以报告日后的6个月内,证券相对于沪深300指数的涨跌幅为标准,定义如下: 1、买入 :相对于沪深300指数表现+20%以上; 2、增持 :相对于沪深300指数表现+10%~+20%; 3、中性 :相对于沪深300指数表现-10%~+10%之间波动; 4、减持 :相对于沪深300指数表现-10%以下。

行业的投资评级: 以报告日后的6个月内,行业指数相对于沪深300指数的涨跌幅为标准,定义如下: 1、看好 :行业指数相对于沪深300指数表现+10%以上; 2、中性 :行业指数相对于沪深300指数表现-10%~+10%以上; 3、看淡 :行业指数相对于沪深300指数表现-10%以下。

我们在此提醒您,不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。

我们采用的是相对评级体系,表示投资的相对 比重。

建议:投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况,比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。

投资 者不应仅仅依靠投资评级来推断结论 法律声明及风险提示 本报告由浙商证券股份有限公司(已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格,经营许可证编号为:Z39833000) 制作。

本报告中的信息均来源于我们认为可靠的已公开资料,但浙商证券股份有限公司及其关联机构(以下统称“本 公司” )对这些信息的真实性、准确性及完整性不作任何保证,也不保证所包含的信息和建议不发生任何变更。

本公 司没有将变更的信息和建议向报告所有接收者进行更新的义务。

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