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車用功率器件,成長速度驚人

qq876811522 ? 來源: 萬眾一芯 半導體投資聯盟 ? 2023-06-15 17:00 ? 次閱讀

據Yole分析報道,全球主要市場的汽車電氣化正在加速。到 2028 年,全球輕型 (LD) 汽車市場將達到 9300 萬輛,xEV 的市場份額將達到 53.5%。在各種電氣化技術中,BEV 在 2022 年至 2028 年間以 19.1% 的復合年增長率領先市場,而同期 xEV 的總體年增長率為 14.1%。

在一些電氣化領先的國家,內燃機市場已經開始崩潰。例如,在中國,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%(整個汽車市場)。因此,擁有大量 ICE 產品組合的原始設備制造商已經開始失去市場。

由于采取了持續的成本削減措施,所有電源轉換器的總市值將在 2028 年達到290億美元,2022 年至 2028 年的復合年增長率為 12.2%。

在支持電氣化趨勢的過程中,xEV 的功率器件市場將達到98億美元,受到 SiC MOSFET 模塊的大力推動,到 2028 年僅此一項就價值55億美元。

特斯拉正在極力推動與 ICE 的成本平價。它聲稱可以大大減少昂貴的 SiC 使用,并詳細分析了可能的場景。以比亞迪為首的中國電動汽車品牌緊隨其后,該品牌最近以與同行品牌內燃機相同的價格推出了 C 級 PHEV。

電氣化不僅僅限于乘用車。在“最后一英里交付”中越來越多地采用電動輕型商用車需要特定型號與乘用車或中型商用車協同作用。一個新的生態系統正在快速發展。

新一波消費電子廠商,如小米、索尼,可能還有蘋果,正在加入這場游戲。這可能會為現有的一級供應商創造新的機會,部分抵消 EV OEM 增加內部制造的趨勢。

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中國原始設備制造商對功率模塊封裝表現出癡迷

垂直整合改變了汽車業務格局,因為功率器件的重要性在電氣化時代得到了更多認可:

原始設備制造商制造自己的逆變器:寶馬、大眾、蔚來等。

OEM 制造自己的功率模塊(一些通過合資企業):Li Auto、GWM、Dongfeng 等。

整車廠自己制造動力裝置(部分通過子公司):比亞迪、豐田、吉利等。

Si IGBT 模塊供應商正專注于 650/750V 和 1200V 額定設備,而 SiC MOSFET 模塊供應商則專注于 1200V,非常適合 800V 電壓平臺。

SiC 供應鏈特別關注襯底材料。大多數設備巨頭,如意法半導體安森美羅姆,都在通過并購向上游發展 SiC 晶圓。原始設備制造商和一級供應商正在制定各種戰略,例如合資企業、長期供應協議和戰略合作伙伴關系,以確保他們的 SiC 襯底供應。

中國在汽車電氣化方面的領先地位,由本土原始設備制造商主導,培育了一個與國際參與者混合的本土供應鏈。一級供應商正在本地化,而二級供應商仍由國際企業主導,許多本地供應商處于水下。Si IGBT 和 SiC MOSFET 都適用于汽車功率器件。中國原始設備制造商表現出對內部功率模塊封裝的癡迷。

供應鏈中的另一個潛力已被確定為發展中國家。一些國家正在電氣化大趨勢中尋找機會,主要是汽車市場增長迅速的國家。新品牌正在建立,這為現有的一級和二級供應商帶來了新的業務前景,而由于原始設備制造商增加內部制造,它們在發達國家的可用市場面臨壓力。

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碳化硅仍是焦點,降本刻不容緩

特斯拉聲稱減少 75% 的 SiC 使用;盡管承認其卓越的性能,但仍有一定的潛力實現這一目標。實際情況是多種措施的組合:

混合:模塊或系統級別的 SiC MOSFET 和 Si IGBT 的混合體

模塊冷卻:在較低功率水平(OBC)下實施的模塊冷卻改進將應用于逆變器;

平面到溝槽:器件改進將節省 SiC 面積

車隊和多重采購:非技術措施,但有效降低成本

隨著 OEM 和一級供應商的更多案例,系統集成趨勢仍在繼續:

多合一解決方案:結合三合一電橋和其他動力單元(OBC、DC/DC、PDU),并可能更多地集成 BMS 和 VCU。越來越多的原始設備制造商,尤其是中國的原始設備制造商,正在轉向這種戰略

擴展電池組:從電機變速箱到電池組的全集成系統。這是朝著完全集成的 BEV 底盤邁出的一步

800V,尤其是完整的800V架構,正在成為大功率充電的主流。這由 LD 和 M&HD(中型和重型)車輛共享。SiC是最適合800V的器件類型

設備創新:

Si IGBT:邁向12寸晶圓以節省成本;

SiC MOSFET:需要更多專用解決方案,而不是Si IGBT解決方案,才能充分受益;

GaN:滲透到低功率應用(DC/DC或OBC),處于逆變器應用的非常早期階段;

其他新興襯底:Ga2O3更適合低工作頻率的大功率應用

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