全球電氣化趨勢(shì)下的穩(wěn)贏賽道：只要是電動(dòng)汽車就離不開它！
關(guān)鍵詞： 電動(dòng)汽車 碳化硅 英飛凌
在一些電氣化領(lǐng)先的國(guó)家，內(nèi)燃機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)開始崩潰。例如，在中國(guó)，NEV（新能源汽車，包括 BEV、PHEV 和 FCEV）的份額從 2021 年的 13.4% 躍升至 2022 年的 25.6%（整個(gè)汽車市場(chǎng)）。因此，擁有大量 ICE 產(chǎn)品組合的原始設(shè)備制造商已經(jīng)開始失去市場(chǎng)。
由于采取了持續(xù)的成本削減措施，所有電源轉(zhuǎn)換器的總市值將在 2028 年達(dá)到290億美元，2022 年至 2028 年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 12.2%。
在支持電氣化趨勢(shì)的過程中，xEV 的功率器件市場(chǎng)將達(dá)到98億美元，受到 SiC MOSFET 模塊的大力推動(dòng)，到 2028 年僅此一項(xiàng)就價(jià)值55億美元。
特斯拉正在極力推動(dòng)與 ICE 的成本平價(jià)。它聲稱可以大大減少昂貴的 SiC 使用，并詳細(xì)分析了可能的場(chǎng)景。以比亞迪為首的中國(guó)電動(dòng)汽車品牌緊隨其后，該品牌最近以與同行品牌內(nèi)燃機(jī)相同的價(jià)格推出了 C 級(jí) PHEV。
電氣化不僅僅限于乘用車。在“最后一英里交付”中越來(lái)越多地采用電動(dòng)輕型商用車需要特定型號(hào)與乘用車或中型商用車協(xié)同作用。一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)正在快速發(fā)展。
新一波消費(fèi)電子廠商，如小米、索尼，可能還有蘋果，正在加入這場(chǎng)游戲。這可能會(huì)為現(xiàn)有的一級(jí)供應(yīng)商創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)，部分抵消 EV OEM 增加內(nèi)部制造的趨勢(shì)。
碳化硅“動(dòng)搖”IGBT地位
在2018年特斯拉將碳化硅應(yīng)用到其Model 3車型中以前，新能源車中一直使用的功率IC是IGBT。彼時(shí)，IGBT是新能源車電控系統(tǒng)的核心組成部分，被譽(yù)為新能源車的“心臟”。但隨著特斯拉用48顆碳化硅芯片取代原有的84顆IGBT后，碳化硅在新能源車中的應(yīng)用加速，隨著800V高壓的到來(lái)，IGBT在新能源車中的核心地位開始被動(dòng)搖。
據(jù)Qorvo高級(jí)現(xiàn)場(chǎng)支持工程師周虎介紹，碳化硅之所以在新能源汽車中更被看好，源于其獨(dú)有的技術(shù)特性。碳化硅器件導(dǎo)通后的特性類似于電阻，且導(dǎo)通阻抗相比硅基IGBT更低，其損耗模型為P=I2*R，在較小功率或較小電流應(yīng)用中，其損耗小于IGBT，因此碳化硅的這一優(yōu)點(diǎn)更符合小型轎車的應(yīng)用場(chǎng)景。而且碳化硅的熱傳遞性非常好，且絕緣能力強(qiáng)，這些特性非常適合高功率的應(yīng)用。除此之外，碳化硅器件的開關(guān)頻率可以做得更高，有利于減小磁性器件的匝數(shù)并減小體積，也有利于減小濾波電容和母線電容的用量。可以幫助客戶減小系統(tǒng)尺寸并減少成本，提高功率密度。
目前，業(yè)界為了兼容全級(jí)別車型快充功能開始推動(dòng)800V電氣架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)在功率相同的情況下，通過抬高電池電壓，減少流過的電流，減少發(fā)熱損耗，以提高汽車的續(xù)航里程。中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所教授級(jí)高級(jí)工程師鈕應(yīng)喜介紹，750V以下的應(yīng)用場(chǎng)景中，硅基IGBT和碳化硅功率器件性能差距不大，二者存在的競(jìng)爭(zhēng)主要來(lái)自成本。但由于IGBT在高壓場(chǎng)景中性能會(huì)下降很多，800V高壓的應(yīng)用場(chǎng)景成為適用高電壓環(huán)境碳化硅的主要“秀場(chǎng)”，大大動(dòng)搖了IGBT的地位。
車用功率器件成香餑餑
TrendForce集邦咨詢預(yù)估，2022到2026年SiC、GaN功率元件市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率將分別達(dá)到35%與61%。而當(dāng)電動(dòng)汽車對(duì)于快速補(bǔ)能以及更為優(yōu)越的動(dòng)力性能需求愈加迫切之后，預(yù)計(jì)2023年將有更多車企提前將SiC技術(shù)引入主逆變器，其中高可靠性、高性能、低成本SiC MOSFET作為競(jìng)逐關(guān)鍵點(diǎn)。
德州儀器、英飛凌、Microchip、Wolfspeed、安森美等廠商擴(kuò)產(chǎn)的另一大重點(diǎn)，則是模擬芯片。
對(duì)于周期性較弱、產(chǎn)品生命周期較長(zhǎng)的模擬芯片行業(yè)而言，在當(dāng)下半導(dǎo)體行業(yè)周期下行時(shí)期，其市場(chǎng)表現(xiàn)也相對(duì)穩(wěn)定，從模擬芯片大廠德州儀器、ADI、英飛凌、安森美2022年財(cái)報(bào)可知，上述廠商市場(chǎng)情況較為穩(wěn)定。
從未來(lái)發(fā)展看，受益于5G通信的發(fā)展，5G手機(jī)出貨量的增長(zhǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)完善，通信領(lǐng)域的發(fā)展將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)模擬IC的發(fā)展。據(jù)TrendForce集邦咨詢預(yù)估2023年5G市場(chǎng)可達(dá)145億美元，至2026年可望上升到370億美元，年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)到11.0%，期間主要受元宇宙相關(guān)應(yīng)用帶動(dòng)，進(jìn)一步刺激5G網(wǎng)絡(luò)需求。
由上可知，半導(dǎo)體行業(yè)周期性明顯，車用功率器件以及模擬IC或是下一階段的香餑餑。
