金元证券功率半导体深度报告指出,新能源车正成为功率半导体增长的核心驱动力。据S&P Automotive预测,2024年纯电BEV市场为1100万辆,2030年将增长至3200万辆(CAGR 20%)。受益于高压-高功率化、材料迭代和SDV驱动,BEV半导体单车BOM将从2024年的1300美元增长至2030年的1650美元(高端车型或至2500美元)。IGBT功率模块在电机控制器中发挥核心作用,不同车型价值量差异显著,A00级600-900元,豪华电动达4000-5000元。中国新能源车出货量占比超50%,但车规级功率半导体市占率与销量存在较大差异。
BEV单车BOM持续提升
受益于高压-高功率化(400V→800V、双/三电机)、材料迭代(Si→SiC)、SDV驱动(车身12-48V负载激增),英飞凌预测BEV半导体单车BOM将从2024年的1300美元增长至2030年的1650美元(高端车型或至2500美元)。除了驱动系统对高功率需求外,ADAS、舒适性及安全性同样推升单车BOM。
牵引逆变器是功率半导体价值量最高的单一模块,1200V SiC MOSFET和IGBT功率段显著提升。OBC方面,Si→GaN(22kW OBC)趋势明确。车身低压领域,12V→48V升级带来低压MOSFET数量需求激增。
不同车型IGBT价值量差异
IGBT功率模块直接控制直交流电转换,对交流电机进行变频控制,决定驱动系统扭矩和最大输出功率,堪称核心之“芯”。A00/A0级EV代步车IGBT价值量600-900元;A级及以上15万两驱车1600-1900元;20-30万四驱车3600-4500元(含2个电控模块);豪华电动(特斯拉Model 3)SiC模块4000-5000元。
商用车方面,8米大巴3000-3600元(四驱6个模块),10米大巴约4200元。OBC、空调压缩机、电子助力转向等子系统合计占比约25%-30%。从销量结构看,20万以下车型占比从2020年的66%提升至2024年的68%,中低端车型IGBT成本较低,使用SiC的可能性较低。
国内车规级半导体市占率有待提升
中国新能源车出货量自2022年以来稳定在50%以上,2024年单月出货量接近60%。全球车规级半导体市场由2019年的372亿美元增长至2024年的683.8亿美元。但车规级功率半导体集中度远高于功率半导体分立器件及模块,Top3分别为英飞凌(29.20%)、意法半导体(20.10%)、德州仪器(10.10%)。国内市占率与新能源车销量产生较大差异,国产替代空间广阔。
传统12V车载低压系统已难以支撑下一代汽车(特别是自动驾驶与区域E/E架构)对功率的激增需求,必须升级到48V低压平台。48V MOSFET、SiC高压DC/DC、智能驱动IC市场规模将随电动车及L3+自动驾驶同步扩张。
表2:不同车型IGBT价值量对比| 车型 | 电控/模块方案 | 电控中功率模块价值量 | 单车IGBT价值量 |
|---|
| A00/A0 EV代步车 | 1个模块 | 600-900元 | 1200-1500元 |
| 15万级两驱车 | 单电控(1个模块) | 1000-1300元 | 1600-1900元 |
| 20-30万四驱车 | 四驱(2个模块) | 2000-2600元 | 3600-4500元 |
| 豪华电动(特斯拉Model 3) | SiC模块 | 4000-5000元 | — |
| 8米大巴 | 四驱(6个模块) | 2700-3000元 | 3000-3600元 |