从特斯拉(TSLA.US)看,功率半导体将迎黄金时代
新能源汽车心脏:功率半导体迎黄金时代
从大的方向看,未来的新能源汽车主要有三大特征:电动化、联网化、智能化(这里面每一个特征都是一个大有可为的投资方向的),而新能源汽车的电动化在底层实现则离不开功率半导体的支撑。
而这里最受益的是可能是IGBT功率器件。IGBT模块在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用,是新能源汽车电机控制器、车载空调、充电桩等设备的核心元器件。

先简单科普一下,被称为电子行业里的CPU——IGBT

再来看电动车给IBGT带来的增量:
①电机控制系统新增大量功率器件应用
电动汽车新增大量IGBT功率器件应用。TESLA modelS车型使用的三相异步电机驱动,其中每一相的驱动控制需要使用28颗塑封的IGBT芯片,三相共需要使用84颗IGBT芯片。

Models中的P85D车型采用峰值功率310KW的交流感应电机,峰值电流达到1200安培,性能要求较高,目前仅有几家国际巨头厂商具有生产能力。TeslaP85D采用的IGBT芯片来自internationalrectifier。

2018年9月,比亚迪第一次对外宣布其新能源汽车采用了自主研发的IGBT功率半导体器件。截至2018年11月,比亚迪在该领域累计申请IGBT相关专利175件,其中授权专利114件。其实比亚迪早已经在秦、唐等多个新能源车型中采用自主研发的IGBT模块。截至目前,比亚迪车用IGBT装车量已累计超过60万只。
比亚迪自主研发的IGBT模块
来源:腾讯网
②充电桩、汽车充电器新增大量功率器件需求
充电桩及汽车充电器(chargeronboard,每辆车一个)是电动化趋势下完全新增的功率器件,是动力总成以外的功率半导体增长的主要驱动力之一。
现阶段,主流直流充电桩的功率在60kw和120kw,如果采用15kw的功率模块,则需要4个或8个功率模块。目前充电桩的功率模块有两种解决方案,一是采用MOSFET芯片,另一种是采用IGBT芯片。
另外汽车上会配置一颗板上充电器(chargeronboard)用于管理充电过程。

市场空间:2025年全球空间370亿元,CAGR+30%
电动车IGBT是电控核心部件,在一辆典型的电动车中,单个电控采购成本约0.3-0.5万元,考虑存在单电机、双电机不同版本电动车,实际电控成本一般占总物料成本的3-7%,是动力电池外的第二大单个零部件。

IGBT在电控成本中占比高达约40%,是电控核心部件。A级以上纯电动车IGBT单价值量在2000~4000元,豪华车甚至高达5000元以上,插电混动车型也在2500-3500量级。电动公交车由于对IGBT体积要求相对低,因而单车价值量也略低于高端纯电动。

中信证券认为,全球电动车高增长(尤其是A级以上车型)带动IGBT需求放量,2020年行业空间约97亿元,预计2025年有望达到370亿元,CAGR+30%。

市场格局:英飞凌稳居第一,比亚迪在国内率先突破
IGBT制造难度大,具有极高的技术壁垒,IGBT主要被欧美日企垄断,我国IGBT产品对外依赖度达到90%。国外IGBT主要制造商包括英飞凌、ABB、三菱、西门子、东芝、富士等。
国内IGBT技术(芯片设计、晶圆制造、模块封装)目前均处于起步阶段。2019年英飞凌在中国国内电动车供应63万套IGBT模块,市占率达到58%;比亚迪凭借自身品牌电动车优势,国内市占率18%居第二位。

值得一提的是,IGBT除了可以用在电动车外,还可以用在工业控制、家电制造等广泛领域,算上这领域我国IGBT市场份额最大的是刚刚登陆A股主板的斯达半导体。

根据IHSMarkit2018年报告,公司2017年度IGBT模块的全球市场份额占有率国际排名第10位,是唯一进入世界排名TOP10的中国企业。

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