【研报】功率半导体行业深度报告：行业需求风起云涌功率半导体国产替代正当时-210228（43页）.pdf

1、 新能源汽车功率半导体成本占比过半，前景广阔 汽车中使用最多的半导体分别是传感器、MCU 和功率半导体。其中 MCU 占比最高，其次是功率半导体，功率半导体主要运用在动力控制系统、照明系统、燃油喷射、底盘安全系统中。传统汽车中，功率半导体主要应用于启动、发电和安全领域，新能源汽车普遍采用高压电路，当电池输出高压时，需要频繁进行电压变化，对电压转换电路需求提升，此外还需要大量的DC-AC 逆变器、变压器、换流器等，这些对IGBT、MOSFET、二极管等半导体器件的需求量很大。汽车电机控制系统中需要使用数十个 IGBT，以特斯拉Model X 为例，特斯拉后三相交流异步电机每相

2、要用到28个 IGBT，总共使用84 个IGBT，加上电机其他部位的IGBT，Model X 后电机共使用96 个 IGBT，前电机使用36 个IGBT，Model X 共使用132 个 IGBT。按照每个IGBT 4-5 美元的价格计算，双电机 IGBT 价格约650 美元，如果使用 IGBT 模块则约为1200美元。 单辆汽车的功率转换系统主要有：（1）车载充电机；（2）DC/AC 系统，给汽车空调系统、车灯系统供电；（3）DC/DC 转换器（300v 到14v 的转换），给车载小功率电子设备供电；（4）DC/DC converter（300v 转换为650v）；（5）DC/AC

3、 逆变器，给汽车马达电机供电；（6）汽车发电机。    功率半导体为电动汽车成本最主要组成部分，成本占比过半。电动汽车将新增大量与电池能源转换相关的功率半导体器件，功率半导体应用大幅上升。根据麦肯锡统计数据，纯电动汽车的半导体成本为 704 美元，比传统汽车 350 美元高出近 1 倍，其中功率半导体的成本为387 美元，占总成本的 55%。 新能源汽车出货量快速增长，国内2025 年或达542 万辆。全球来看，新能源汽车出货量从 2015 年的54.66 万辆增至2019 年的210.17 万辆，CAGR 超40%，国内来看，新能源汽车出货量从 201

4、5 年的33.10 万辆增至2019 年的 120.60 万辆，CAGR为 38.16%。受全球碳中和、特斯拉产业链带来的鲶鱼效应，叠加国内外补贴等政策催化助推新能源汽车产业链发展驱动，EV Tank 预测2025 年全球新能源汽车销量或达 1205 万辆，2019-2025 年CAGR 达33.42%，国内来看，IDC 预测2025 年我国新能源汽车销量或超 540 万辆，2019-2025 年CAGR 为36.11%，我国为新能源汽车第一大消费国，出货量占全球比例稳定在 45%以上。 全球汽车功率半导体市场规模2023 年或达136 亿美元，国内或超60 亿美元。中国产业信息网数

5、据显示，全球功率半导体市场规模2018 年为 90 亿美元，预计2023年或达 136 亿美元，CAGR 为8.61%。国内来看，以45%的全球占比计，2023 年国内车用功率半导体市场规模或超 60 亿美元。 新能源汽车充电桩为功率半导体另一大增量，预计2025 年全球市场规模或达40.49 亿美元，国内18.22 亿美元。新能源汽车充电桩分为直流 IGBT 充电桩和交流MOSFET 充电桩，直流充电桩的优点在于充电速度快，缺点是价格高昂。直流充电桩的成本约 4500 美元，交流充电桩的成本约900 美元，其中 IGBT 等功率器件占总成本的 20%左右。目前直流充电桩按 3:1 配置，交流充电桩按 5:1 配置，据此我们测算全球 2025 年直流充电桩需求或达 402 万个，交流充电桩需求或达 241 万个，2025年全球充电桩市场对功率半导体的需求为 40.49 亿美元。国内来看，2025 年直流和交流充电桩需求分别为 181 和108 万个，国内充电桩市场对功率半导体的需求为18.22亿美元。