2025 年全球新能源汽车渗透率达 20%，我国达 34%领跑全球

据《科创板日报》消息，比亚迪集团董事长兼总裁王传福表示，电动车对半导体的需求较传统车增加5-10倍。汽车电动化带来百年未有的大变革，产业供应链体系发生重构。

“在半导体领域，电动车对半导体的需求相较传统车对半导体的需求增加5-10倍。但是因为‘缺芯’，全球大约700万左右电动车没有生产。电动车是上半场，智能车是下半场，智能车对半导体的需求更大。”

今年6月份，在2021中国汽车重庆论坛上，比亚迪董事长王传福表示，中国汽车品牌在新能源汽车的技术层面已全面超越合资品牌，随着“三电”技术、智能网联等核心技术的持续发展，市场占比有望进一步提升到60%。王传福认为，从国内外的环境和资源条件来看，新能源汽车替代传统燃油汽车已是大势所趋。他预计，2030年新能源汽车在中国市场的渗透率有望达到70%，中国汽车品牌的市场占比有望达到60%。汽车行业未来也会出现两极分化，想要成为“幸存者”就必须具备三种素质：“核心技术、精准的战略方向和快速决策，可能让企业多一点生存机会。如果不具备这三个素质的话，被淘汰的概率更大。”

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。功率半导体可分为功率 IC 和功率分立器件两大类，二者集成为功率模块(包括 MOSFET/IGBT 模块，IPM 模块，PIM 模块)。

新能源汽车全球加速普及，电动化、智能化和网联化为功率半导体带来广阔市场。为了完成《巴黎气候协定》的目标，全球多数国家已明确碳中和时间，我国预计 2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和。随着碳中和目标推进，新能源汽车行业迎来快速发展期。

预计到 2025 年全球新能源汽车渗透率达 20%，我国达 34%领跑全球。我们假设 2021 年后全球包括中国汽车销量以每年 3%的增速缓慢增长，新能源汽车保持高速增长，测算出 2025 年全球汽车销量达 9020 万辆，新能源汽车渗透率达20%，新能源汽车销量为 1804 万辆;2025 年中国汽车销量达 2957 万辆，其中新能源汽车渗透率达 34%，新能源汽车销量为 1000 万辆，领跑全球。

新能源汽车(混合动力汽车或纯电动汽车等)半导体含量显著高于传统汽车。其中，新能源汽车功率半导体用量及规格均高于传统燃油车，功率半导体约占每辆车半导体价值量增量的四分之三。英飞凌 Q4 FY2021 财报披露数据显示，一辆配备传统内燃机的汽车的平均半导体含量为 490 美元，轻混合动力汽车为 600 美元，全混合动力为 890 美元，插电式混合动力及纯电动汽车为 950 美元。其中，功率半导体约占每辆车半导体价值量增量的 85%。

与传统燃油车和弱混合动力汽车相比，电动汽车并无发动机和启停系统，但由于电力转换与控制要求提升，因而多出主电控(电驱)、车载电动空调、DC-DC、OBC、电池管理系统(BMS)等部件，带动功率半导体需求提升。

功率半导体的增量具体可拆分为：

(1)主传动/逆变器：一般选用 Si 基 IGBT(模块)、SiC 基 MOSFET;

(2)充电器(OBC)：开关频率较高，一般选用采用驱动功率为 3-6KWSi 基 MOSFET、10-40kW 的 Si 基 IGBT、SiC 基 MOSFET;

(3)DC-DC 转换：涉及低电压直流转换，一般选用 Si 基 MOSFET;

(4)高压辅助驱动：高压配电，一般选用 Si/SiC/GaN MOSFET(模块);

(5)电池管理系统(BMS)：低电压，一般选用 Si 基电池管理 ICs。

新能源汽车对功率半导体规格要求远高于传统燃油车，IGBT模块因此成为新能源汽车领域功率半导体主流选择。传统燃油车的电压功率要求较低，一般要求动力总成电压为 30-40V、电助力制动器电压为 60-80V、点火器电压为 40-80V及单车平均电气功率≤20kW，此场景下一般选用低导通阻抗的高性能低压MOSFET。

相较而言，纯电动汽车(EV)或混合动力汽车(HEV)的核心在于高压(200-450V DC)电池及其相关的充电系统。纯电动汽车主电机驱动一般要求功率器件的驱动功率在 20-150kW，平均功率约在 70kW。由于较高的驱动功率、电压以及高能耗敏感度，电动车厂往往会采用导通压降小、工作电压高的 IGBT 模块，而非在传统燃油车中采用的 MOSFET。

国内新能源汽车领域功率半导体量价提升逻辑下，广阔需求端空间为国产替代提供支撑。结合新能源汽车较传统燃油车在功率半导体单车价值量上的显著增量，及国内市场新能源汽车销量及渗透率的持续提升，预计国内新能源汽车领域的功率半导体需求将在未来五年内快速提升，为国产替代提供需求端基础。

预计到 2025 年全球新能源汽车 IGBT 规模接近 40 亿美元，中国达 22 亿美元。根据产业链调研，通常新能源汽车 IGBT 的单车价值量在 300 美金左右。我们假设新能源汽车双电机的渗透率逐年提升，IGBT 受益于景气周期先涨价，之后由于技术成熟、市场竞争等因素价格逐渐下降;假设 SiC 的渗透率逐年增加，对IGBT形成一定的替代。我们测算出 2025 年全球新能源汽车 IGBT 的规模达到39.78亿美元，5 年 CAGR 为 39.4%;中国达到 22.05 亿美元，5年 CAGR 为46.5%，中国将成为全球新能源汽车 IGBT 主要的市场。

供给端，缺芯问题在以英飞凌为代表的功率半导体厂商中依然明显，IGBT 和MOSFET 为代表的功率半导体交期依然维持稳中有升态势，预计未来四个季度供给端紧张难以缓解。从货期角度看，英飞凌 IGBT 和 MOSFET 货期自 2020Q1 起持续提升，2021Q4 整体交货周期依然普遍保持在 40-50 周，而不缺货情况下交货周期一般仅在 10-16 周。考虑到供给端扩产周期一般需要 9-12 月甚至更长，当前 Fab 厂产能已普遍排至 2023 年，结合新能源汽车和光伏领域需求的持续增长，预计未来四个季度内仍是供给偏紧状态。

据中国电动汽车充电基础设施促进联盟统计，截至2022年6月，我国充电基础设施保有量391.8万台，其中公共充电桩152.8万台，私人充电桩239.0万台。

而据公安部公布的数据显示，截至2022年6月底，全国新能源车保有量为1001万辆。这意味着当前我国车桩比大致为2.55：1，距离《电动汽车充电基础设施发展指南(2015~2020)》规划的车桩比1：1目标尚有较大差距。

充电桩规模未跟上新能源车增速的同时，补能速度更成为制约新能源车发展的一大瓶颈。据中国电动汽车充电基础设施促进联盟信息部主任仝宗旗介绍，在公共充电桩的补能行为中，87.9%的用户充电时偏好选择120kW及以上的大功率充电设施，而60kW以下充电设施的用户选择率仅为1.6%。其中，选择120~150kW大功率充电设施的用户数量最多，占比达35.1%。

“车主在选择充电桩时会综合考虑充电时长、停车收费等因素，总体而言，大功率充电设施更符合用户使用偏好。”仝宗旗表示。

事实上，若想进一步提高补能速度，就需要增大充电桩功率，而增大电流或提升电压两种方式均可实现这一目的，但电流过高会导致充电枪、线缆及动力电池核心部件等产生大量热损失，其理论提高值有限。

相比之下，提升电压这一技术路线，不仅可以实现充电速率提升的目的，还可降低热损耗、减轻整车质量、优化动力结构、提高安全性能。正因此，800V高压快充成为市场“新宠”。

“与加大电池容量，大幅增加电动车成本和重量的方式相比，高压快充不但可以解决充电慢问题和里程焦虑，还可以降低整车成本。在高压大功率充电基础设施可以匹配的前提下，充电5分钟续航500km，就可满足用户快速补能需求。”华为数字能源技术有限公司智能电动产品线副总裁彭鹏此前在接受媒体采访时表示。

电池负极等受益最大

与现行400V充电平台相比，充电平台升级到800V，变化最大的零部件和元器件主要是功率半导体和电池负极。其中，SiC(碳化硅)基功率半导体由于耐压高、损耗低、开关频率高等优异性能，未来有全面替代Si基功率半导体的趋势。

当前，SiC成本依旧较高，但据天风证券测算，使用SiC材料可让电机逆变器效率提升4%，这将让电动车的续航里程至少提高7%。据了解，小鹏G9的充电平台就运用到了SiC。SiC的使用让小鹏G9电驱综合效率提升了2%以上。从车主角度出发，这项变化主要体现在增加续航里程和节省车内空间上。

同时，由于快充瓶颈在于负极，如要将目前的1C倍充电率提升至2C，再提升至4C，主流技术包括石墨包覆或掺杂硬碳、硅碳负极等。

广汽埃安相关负责人告诉《每日经济新闻》记者，其在去年发布的超倍速电池技术和A480超充桩可实现充电5分钟续航200公里的充电效率。而其背后的技术则是，快充电池技术通过采用高孔隙涂覆陶瓷隔膜、新型低粘度高功率电解液、特有的软碳/硬碳/石墨烯包覆改性技术等技术及材料，实现了在迁移速率、嵌入速度和导电能力上的全面提升，让锂离子迁移过程加速，从而实现快充。

中信证券研报称，除功率半导体和电池负极外的其余部件则需要重新选型，提升耐压等级，但整体来看成本变化平滑。短期来看高压方案比目前方案整车成本增加2%左右，长期看有望低于目前成本，为整车厂推广建立了良好基础。

根据华创证券测算，2025年和2030年800V高压快充行业市场规模有望分别达到324亿、878亿元。其中，电机电控达100亿、270亿元，OBC(车载充电机)+ DC/DC变换器达87亿、235亿元，连接器及线束64亿、172亿元。2021~2023年国内800V高压快充行业从无到有，2023年~2025年复合增速有望超过70%(爆发增长)，2025年~2030年复合增速约为20%(稳步增长)。

“从竞争格局角度来看，电机电控(含功率半导体)、连接器及线束方向上市公司较多，未来国产替代有望加速;OBC+DC/DC行业上市公司较少，未来或有新进入者参与竞争。当前竞争格局并未定型，未来有望孵化多家百亿级细分龙头。”华创证券认为。