2025年可突破百亿的车载功率半导体行业,未来价值量可期

随着汽车电动化、智能化、网联化等发展 , 汽车电子迎来结构性变革大机会 。 在传统燃料汽车中 , 汽车电子主要分布于动力传动系统、车身、安全、娱乐等子系统中 。

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按照功能划分 , 汽车半导体可大致分为功率半导体(IGBT和MOSFET等)、MCU、传感器及其他等元器件 。
2020年 , 新能源汽车产销分别完成136.6万辆和136.7万辆 , 产销较2019年有所回升 , 增速实现由负转正 。 其中新能源乘用车占据主要市场 , 产销占比均在90%以上 。
按能源供给方式来看 , 纯电动汽车产销占比均在80%以上 , 插电式混合动力汽车产销占比不足20% , 燃料电池汽车产销占比不足0.1% 。
从新能源乘用车前十车企销量情况来看 , 比亚迪、上汽通用五菱、特斯拉销量排名前三 。

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功率半导体控制了整个电动汽车的动力系统 , 电控接受整车控制器的指令 , 进而控制驱动电机的转速和转矩 , 以控制整车的运动 , 相当于发动机 。
功率半导体器件包括了MOSFET、IGBT(绝缘栅极晶体管)等 , 主要用于电能变换和电能控制电路的大功率电子器件 。
【2025年可突破百亿的车载功率半导体行业,未来价值量可期】其中IGBT既有MOSFET器件驱动简单快速的优点 , 又具有双极型功率器件功率容量大的优点 , 主要用于变流系统:
如牵引传动、电机控制、变频器、开关电源、照明电路等 , 是其能源变换与传输的核心器件、是电机控制的“CPU” 。
IGBT占汽车电机控制成本的37%左右 , 目前国内基本依赖进口 , 关键技术被国外公司垄断 , 成本较高 。
另外 , 目前基于Si材料的器件性能已经逼近于理论极限 , 而基于SiC材料的功率型器件正在急速发展 , 处于发展的前期 , 其强大的系能将对电动汽车的电机驱动系统系能带来改变 。
新能源汽车功率半导体核心器件IGBT、MOSFET价值量未来可观
IGBT价值量分析:

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IGBT2017约占全球功率半导体市场的25% , 天风证券分析师估算IGBT占中国2025年新能源半导体汽车功率半导体的25% 。
IGBT在中新能源汽车2025年的价值量=功率半导体的价值量*25%=123亿元*25%=31亿元
MOSFET价值量分析:
MOSFET约占全球功率半导体市场的35% , 天风证券分析师估算MOSFET占中国2025年新能源半导体汽车功率半导体的35% 。
MOSFET在中新能源汽车2025年的价值量=功率半导体的价值量*35%=123亿元*35%=43亿元
天眼查APP专业版数据显示 , 目前 , 我国超过7.3万家经营范围含“半导体” , 且状态为在业、存续、迁入、迁出的半导体相关企业 。 其中有限责任公司占比达87% , 个体工商户占比达3.8% 。
从地域分布来看 , 广东省半导体相关企业数量最多 , 超2.9万家 , 占全国比为41% 。 其次是江苏省、共有1.2万家 。 此外 , 上海、浙江 , 山东等地也排在前列 。

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IGBT定义、应用、技术
IGBT模块 , 其实物外观示例如下:

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IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor的缩写 , 即绝缘栅双极型晶体管 。
它是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件 , 既有MOSFET的开关速度高、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点 , 又有BJT导通电压低、通态电流大、损耗小的优点 , 在高压、大电流、高速等方面是其他功率器件不能比拟的 , 因而是电力电子领域较为理想的开关器件 , 是未来应用发展的主要方向 。
IGBT是现代电力电子领域的代表性器件 , 由于具有导通电阻小、开关速度快、工作频率高等特点 , 可以在各种电路中提高功率转换、传送和控制的效率 , 实现节约能源、提高工业控制水平的目的 。
三电中电控系统的主要作用是接收整车控制器的指令 , 进而控制驱动电机的转速和转矩 , 以控制整车的运动 。
另外 , 在制动阶段 , 电机控制器负责将驱动电机的回馈能量进行回收并储存到动力电池以提高能源利用效率 。
IGBT模块为电控系统的核心器件 , 担负着电控系统中将动力电池直流电能转换成驱动电机所需交流变频电能的功能 , IGBT模块决定了整车的电能转换效率 。