汽车电动化趋势不可阻挡,新能源车、智能汽车为车用功率半导体打开需求天花板。
在全球电动汽车的趋势下,全球主要工业国家已开始布局电动汽车产业链,尽管全球市场 2021 年电动车市场因“缺芯”导致原材料涨价严重,但全球市场新能源车销量依旧同比增加 108%,销量达到 681 万辆,国内市场新能源车销量同比增长 157.6%,销量 352 万辆。预计未 来全球市场 2022 年新能源车销量有望达 1069 万辆,同比增长 57%,国内市场随着双碳政策和补贴政策推进,国内 2022 年新能源车销量有望达 560 万辆,同比增加 59%。预计 2025 年, 全球新能源车销量有望达 2625 万辆,全球未来四年 CAGR 达 34%。
单车功率半导体价值量随着汽车电动化趋势的推进而增长。功率器件在汽车中的应用领 域主要有驱动系统、引擎系统和车身三大方面,IGBT 是新能源汽车中的核心器件之一,作为 大功率高频开关在逆变器、电源变换器中被大量使用,主要应用于新能源汽车的电力驱动系统 与电源系统中。根据 StrategyAnalytics 的数据,传统燃油车的车均半导体用量为 338 美元,而 功率半导体仅占 21%,为 71 美元。混合动力汽车新增的半导体中 76%是功率半导体,车均增 量达到 283 美元,功率半导体价值为传统汽车的 4 倍,纯电动汽车中的功率半导体价值量则比 混合动力汽车中更多,平均来看,新能源汽车功率半导体单车价值量是传统燃油车的约 5 倍。

新能源汽车充电桩的发展将成为功率半导体市场又一重要驱动力。充电桩是新能源汽车 的配套设施。据麦肯锡统计及预测,2020 年中美欧新能源汽车充电需求约为 180 亿千瓦时, 预计到 2030 年,伴随新能源汽车渗透率的提升,新能源汽车充电需求将高达 2710 亿千瓦时。 2020 年中美欧充电桩数量约为 300 万个,预计到 2030 年增长至 4000 万个,年复合增速约30%。作为新能源汽车充电桩的核心零部件,功率半导体用量将在新能源汽车充电设施旺盛需 求驱动下大幅增长。目前充电桩平均成本约 3200 美元,功率半导体约占充电桩成本 20%,我 们预计未来 10 年充电桩功率半导体增量空间将超过 200 亿美金。
高效率充电桩,功率器件的需求增多。根据英飞凌数据来看,随着 DC/DC 充电系统的功 率的增大,单 DC/DC 充电系统所含的功率器件价值处于上升趋势。20kW 充电系统需要的硅 基价值约为 40 美元,150kW 所需硅基价值量大概在 300 美元,而 350kW 充电桩功率器件变 为 SiC,所含价值量约为 3500 美元。随着电动汽车保有量和使用范围扩张,高功率充电桩的 大幅推广将有效带动充电桩 IGBT 的需求提升。

光伏装机量提升,逆变器需求将迎来需求爆发。 逆变器为光伏系统核心器件,光伏逆变器主要由输入滤波电器、DC/DC MPPT 电路、 DC/AC 逆变器、输出滤波电路、核心控制单元电路组成。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,其稳定性与安全性可直 接影响光伏发电系统的运行与发电效率。IGBT 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。
国内市场光伏装机量达到全球 1/3,功率模块及分立器件成本约占功率器件总成本的 9%。 据中国光伏行业协会统计,2025 年,我国光伏市场新增装机将介于 90 和 110GW 之间。2020- 2025 年 CAGR 在 13.30%-17.94%之间。从成本测算来看,国内光伏逆变加权成本将由 2020 年 的 0.2/W 下降到 2025 年的 0.15/W,并且根据 IMS Research 数据显示,光伏逆变器中功率模块 约占成本的 9%,预计 2025 年光伏逆变器中功率器件单位成本约为 1350 万元/GW。