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汽車電動化和智能化的雙重推進(jìn)下,IGBT成汽車半導(dǎo)體硬核賽道?

- 這是 海豚投研 的第 279 篇原創(chuàng)文章 -

特斯拉、蔚小理在生活周邊越來越多地出現(xiàn),新能源車的快速滲透直接帶來了寧德時代等電池行業(yè)的崛起。而本輪新能源車的發(fā)展,帶來的不僅是動力方式的轉(zhuǎn)變,還有自動駕駛、智能座艙等智能化的趨勢。電動化用電力資源取代了石油資源成了汽車動力的新血液,而智能化更是賦予了汽車更多感知(傳感器)、決策(主控芯片)等的擬人化感官特征。

攝像頭、大屏幕、主控芯片、存儲芯片都是計算機(jī)的重要組成部分,而這些部件也同樣在新能源車中越來越多地出現(xiàn),新能源車越來越像是一臺“帶輪子的計算機(jī)”。那么,在新能源汽車中增加了哪些半導(dǎo)體呢?

汽車電動化:由于動力來源從石油資源轉(zhuǎn)換成電力資源,原本的核心部件內(nèi)燃機(jī)也由三電系統(tǒng)取代。其中IGBT等功率半導(dǎo)體是新能源車三電系統(tǒng)的重要組成部分;

汽車智能化:通過對汽車的智能化提升,賦予汽車擬人化的感官特征,從而實(shí)現(xiàn)自動駕駛、智能座艙等功能。傳感器用于感知、存儲用于記憶、計算控制芯片用于運(yùn)算控制等,智能化全面提升了新能源車對半導(dǎo)體的需求。

來源:長橋海豚投研

汽車電動化和智能化的雙重推進(jìn)下,直接提升了汽車半導(dǎo)體的市場空間,而在這么多汽車半導(dǎo)體賽道中,哪個是相對優(yōu)選的賽道呢?

長橋海豚君本篇從市場空間和賽道增速角度比較各賽道的情況:

1)市場空間:2025年IGBT/車用SoC芯片/存儲芯片/MCU>雷達(dá)模塊>攝像頭模塊>激光雷達(dá);

2)市場復(fù)合增速:未來五年IGBT具有40%以上的復(fù)合增速,大幅領(lǐng)先其他領(lǐng)域。攝像頭模塊/存儲芯片/車用SoC芯片/雷達(dá)模塊增長幅度都處于15-20%區(qū)間,MCU在集成化的轉(zhuǎn)變中增速受到抑制,激光雷達(dá)隨著L3級自動駕駛有望起量。

來源:長橋海豚投研

本篇主要對汽車半導(dǎo)體各主要賽道的市場空間和賽道增速進(jìn)行梳理,從中看出車用IGBT在汽車半導(dǎo)體中具有空間大,成長快的特點(diǎn),同時也是電動化趨勢上必然成長的一環(huán)。長橋海豚君下篇將測算整個IGBT全行業(yè)的需求空間和個股研究。

汽車電動化下的半導(dǎo)體賦能:

動力控制之核IGBT

如果把電比作是血液,那么電機(jī)/電控就好比是電動汽車的心臟。而功率半導(dǎo)體是其中電能轉(zhuǎn)換和控制的核心,主要用于改變電壓和頻率。

電動汽車直接帶來了汽車核心三大件的變化,由“電池、電機(jī)和電控”構(gòu)成的新三大件替代了原來燃油車的“油箱、發(fā)動機(jī)和變速箱”。而電控作為電動汽車“三大件”之一,直接決定了電動汽車的爬坡、加速、最高速度等主要性能指標(biāo)。

來源:長橋海豚投研

電控系統(tǒng)主要由逆變器、驅(qū)動器、電源模塊、控制器等零部件組成,其中,逆變器、驅(qū)動器與控制器為電控系統(tǒng)的核心部件。

電控系統(tǒng)的三種核心部件工作原理:

逆變器(主要部件IGBT功率模塊):主要起到直流電轉(zhuǎn)交流電的功能。在實(shí)際工作中,逆變器接收電池輸送的直流電電能,并將其逆變?yōu)槿嘟涣麟娊o汽車驅(qū)動電機(jī)提供電源;

驅(qū)動器:將微控制器對電機(jī)的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動功率逆變器的驅(qū)動信號,并實(shí)現(xiàn)功率信號和控制信號的隔離。在實(shí)際工作中,當(dāng)出現(xiàn)加速或制動行為指令時,控制器通過控制驅(qū)動器,實(shí)現(xiàn)變頻器頻率的升降;

控制器:主要包括微處理器及其系統(tǒng),是對電機(jī)電流、電壓等狀態(tài)的監(jiān)測電路、保護(hù)電路及控制器等外部控制單元數(shù)據(jù)交互的通信電路。在實(shí)際工作中,主要以接受監(jiān)測信號反饋并發(fā)出控制信號。

來源:電子工程世界,長橋海豚投研

IGBT功率模塊作為逆變器的核心組件,同時也是電控系統(tǒng)的重要組成部分,一般占整個電控系統(tǒng)成本的40%左右。由于IGBT在電控中起關(guān)鍵作用,隨著電動汽車的普及,直接帶動了IGBT在新能源汽車市場的放量。

來源:蓋世汽車,長橋海豚投研

那么,新能源汽車的發(fā)展給IGBT帶來多大的市場空間呢?

汽車電動化帶來的IGBT市場空間測算:

1)價:IGBT的單車價值量:

由于各級車型對功率要求不同,各車型的IGBT單車價值量也各有不同。一般A00級車的單車價值量相對較低,約800-1000元,A級電動車和插混單車價值量比較接近,約3000元左右;而豪華電動車單車價值量大多在4000元以上。

模型中假設(shè)A00級及其他車型單車價值量900元,A級以上及插混車型價值量3000元。

來源:長橋海豚投研整理

2)量:各種車型的銷量情況:

新能源車銷量:假設(shè)全球新能源汽車滲透2025年達(dá)到22%,預(yù)測至2025年全球新能源車銷量有望增長至1866萬輛;

車型的銷量:假設(shè)A00級占比從20%下降至2025年的10%,預(yù)測至2025年A00級銷量達(dá)到187萬輛,而A級及以上車型銷量達(dá)到1680萬輛。

3)測算新能源車帶來的IGBT空間:

長橋海豚君預(yù)測2025年IGBT市場空間有望成長至521億元,5年間的復(fù)合增速達(dá)45.11%。

來源:乘聯(lián)會,長橋海豚投研整理

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