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电子行业:拥抱“新能源+”系列研究三 “新能源+”重构供应链重视汽车电子全方位机会-211124 (23页).pdf

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电子行业:拥抱“新能源+”系列研究三 “新能源+”重构供应链重视汽车电子全方位机会-211124 (23页).pdf

1、 1/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 Table_main 专 题 电子行业电子行业 报告日期:2021 年 11 月 25 日 “新能源“新能源+ +”重构供应链,重视汽车电子重构供应链,重视汽车电子全方位机会全方位机会 拥抱“新能源+”系列研究三 行 业 公 司 研 究 电 子 行 业 : : table_invest 行业行业评级评级 电子 看好 Table_relateTable_relate 相关报告相关报告 1 【浙商电子】MiniLED 专题:屏显升 级及车载/VR 领域渐兴,重点关注应用/ 设备/芯片环节2021.07.25 2如今的 VR 内容距离 Metaverse

2、 有多 远? 2021.06.20 3 【浙商电子】XR 产业周报:当前 VR 行业对比16年有什么变化? 2021.06.13 4 【浙商电子】XR 产业周报:AR 使用 增长助力提升购物消费体验 2021.06.06 5 【浙商电子】XR 产业周报:从游戏到 VR , 巨 头 开 始 布 局 Metaverse ! 2021.05.30 报告导读报告导读 能源系统转型是中国“双碳”目标成功与否的关键,汽车电动化对整个 汽车电子产业链的重塑无疑是颠覆性的。新时期下,汽车“含硅量”显 著提升,能源半导体逐步成为把握未来半导体发展的核心关键, “新能 源+”对供应链的重构也给汽车电子带来了全方位

3、的机会。 投资要点投资要点 “双碳”目标要求能源转型,汽车电动化对半导体行业影响深远“双碳”目标要求能源转型,汽车电动化对半导体行业影响深远 在“双碳”要求下,能源转型是必由之路。中国将从能源系统转型优化、工业 系统转型升级、交通系统清洁化发展、建筑系统能效提升、负碳技术开发利用 等方面开展碳中和行动, 其中, 能源系统转型是中国双碳目标成功与否的关键。 作为能源系统转型的主要内容之一, 汽车电动化革命将带动整体半导体产业需 求结构的改变,正逐步成为拉动半导体行业整体需求的核心赛道,对半导体产 业长期发展有着深远的影响。 汽车电动化、智能化和网联化给汽车电子行业带来全方位机会汽车电动化、智能化

4、和网联化给汽车电子行业带来全方位机会 相比传统燃油汽车,新能源汽车的“革命性”不仅仅体现在汽车的电动化、 更在于智能化与网联化。电动化的范畴下,主要体现在新能源汽车对功率半电动化的范畴下,主要体现在新能源汽车对功率半 导体需求激增,单车价值量在传统燃油车单车约导体需求激增,单车价值量在传统燃油车单车约 400 美元提升了一倍左右。美元提升了一倍左右。 主要由于新能源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,因此在主传动/逆变器、车载充电器等领域,对 IGBT、MOSFET 等 器件需求大幅增长。智能化智能化&网联化范畴下,新能源汽车对于信息的感知、网联化范畴下,新能源汽车对

5、于信息的感知、 处理与交互需求增强,体现在对于摄像头、处理与交互需求增强,体现在对于摄像头、传感器、传感器、激光雷达等需求激增激光雷达等需求激增, 尤其在自动驾驶进入到相对高阶的 L4/L5 级别,超声波传感器和雷达模组的 需求更是爆发时增长。除半导体以外,汽车电动化、智能化还会带来很多细 分非半导体零部件需求的大幅增长,如逆变器中的薄膜电容器、车内高频高 速传输数据线束等等。总而言之,汽车电动化、智能化和网联化给汽车电子 行业带来全方位机会。 新能源新能源+下,光伏风电下,光伏风电/充电桩等带动需求多点开花充电桩等带动需求多点开花 光伏/风电等领域的蓬勃发展同样给产业链带来了变革和机遇:光伏

6、/风电逆变 器同样对于 IGBT、MOSFET 等功率半导体需求激增;对于快充的需求使得整 个新能源汽车平台工作电压进一步提升,10 月 24 日,小鹏汽车发布首个量产 配置 SiC 芯片的 800V 高压平台,支持充电 5 分钟,续航 200 公里,更是引发 了市场对平台电压高压化技术的关注,作为关键器件的 SiC 商业化有望加速。 风险提示风险提示 新能源汽车渗透率提升不及预期;产业竞争加剧。 证 券 研 究 报 告 table_page 电子行业专题电子行业专题 2/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 正文目录正文目录 1. 从碳中和到新能源革命,汽车逐步成为拉动半导体的核心赛道从碳

7、中和到新能源革命,汽车逐步成为拉动半导体的核心赛道 . 4 1.1. 碳中和背景下,新能源革命势不可挡 . 4 1.2. “新能源+”背景下,汽车逐步成为拉动半导体行业的核心赛道 . 6 2. 新能源新能源+下,汽车行业变革带来电子产业链全方位机会下,汽车行业变革带来电子产业链全方位机会. 9 2.1. 电动化:以 IGBT 为主的功率半导体需求爆发 . 10 2.2. 智能化:视觉系统、MCU,存储需求大幅增长 . 13 2.3. 网联化:连接器、V2X 射频芯片等联网需求有望增长 . 15 3. 新能源新能源+下,光伏风电下,光伏风电/充电桩等带来层出不穷的机会充电桩等带来层出不穷的机会

8、. 18 3.1. 光伏风电:对功率器件(IGBT、MOS)需求爆发式增长 . 18 3.2. 充电桩:800V 高压平台有望普及,SiC 产业链值得重视 . 19 4. 风险提示风险提示 . 23 图表目录图表目录 图 1:2018 年全球各部门碳排放占比 . 4 图 2:2018 年国内各部门碳排放占比 . 4 图 3:汽车电动化革命是能源转型、实现“碳中和”的重要路径. 5 图 4:各国针对乘用车单车碳排放也有明确的减排路线 . 5 图 5:汽车电动化能有效降低碳排放 . 6 图 6:2021 年上半年全球各国电动汽车销量大幅增长 . 6 图 7:半导体在汽车生态体系中的角色 . 6 图

9、 8:2016-2022 年全球半导体行业销售收入及 2022 年半导体需求结构 . 7 图 9:2017-2022 年全球各类型半导体产品销售收入增速 . 7 图 10:2017&2022 年全球传统和新能源汽车平均芯片数目 . 8 图 11:2020-2025 年汽车半导体为成长性最强细分领域 . 8 图 12:汽车半导体主要包括功率半导体、MCU 和传感器,Infineon 占据全球龙头地位 . 8 图 13:汽车全面智能化带来电子产业链全方位机会 . 9 图 14:汽车电动化对产业链的影响包含电动化(绿色化) 、智能化、网联化三个维度 . 9 图 15:不同功率器件的适用条件不同 .

10、10 图 16:汽车电动化对于汽车功率转化系统要求全面提升 . 11 图 17:相比燃油车(ICE) ,功率半导体在电动汽车上价值量提升最大 . 11 图 18:Onsemi HV-LV DC-DC 逆变器产品种类 . 12 图 19:汽车电动化背景下,汽车“含硅量”大幅提升 . 12 图 20:汽车智能化 ADAS、MCU、存储等各类需求的大量增长. 13 图 21:智能驾驶分为 L0-L5,目前正处于 L3 初步导入阶段 . 13 图 22:随着自动驾驶登记提高,对各类传感器需求激增 . 14 图 23:L4/5 阶段,雷达和传感市场有望获得爆发式发展 . 14 图 24:智能网联汽车产业

11、生态全景图 . 15 mWjW8VlXaZdWxPyQuMuMbR8Q6MpNmMmOnMiNnMoPfQnPnQ9PoPoOxNnNoNvPsQyQ table_page 电子行业专题电子行业专题 3/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图 25:智能网联汽车三大要素 . 16 图 26:2019-2025 年汽车网联化发展进程 . 16 图 27:2020-2025 年汽车半导体应用和设备增长预测 . 17 图 28:光伏/风电/储能等领域亦将拉动功率半导体需求增长 . 18 图 29:未来光伏和风电产业有望得到快速发展 . 18 图 30:Infineon 在光伏风电端覆盖全球主要客

12、户 . 18 图 31:2026 年硅基 MOS 市场规模有望达到 94 亿美元 . 19 图 32:2026 年 IGBT 市场规模有望达到 84 亿美元 . 19 图 33:相比 Si 基材料,SiC 具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率等特点 . 19 图 34:400V 逆变器的能量损失对比(Si VS SiC) . 20 图 35:800V 逆变器的能量损失对比(Si VS SiC) . 20 图 36:SiC 器件大幅降低了逆变器能量损失 . 20 图 37:通过采用 SiC 方案,车企可有效降低生产成本 . 20 图 38:2029 年第三代半导体市场规模有望达到 50

13、亿美金 . 21 图 39:从下游需求结构来看,电动汽车是拉动 SiC 的主要场景. 21 图 40:SiC 主要用在逆变器、OBC 等领域 . 21 图 41:2019 年保时捷推出全球首款搭载 800V 电压平台的量产车保时捷 Taycan . 21 图 42:2021 年小鹏汽车发布 800V 高压 SiC 平台 . 22 图 43:小鹏汽车发布 480Kw 超级充电桩 . 22 图 44:Wolfspeed(Cree)在 SiC 衬底市场处于绝对龙头地位 . 22 表 1:各类功率半导体器件特点与应用领域 . 10 表 2:主流新能源汽车车型感知层面硬件对比(芯片、摄像头、Radar/

14、Lidar 等) . 15 table_page 电子行业专题电子行业专题 4/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1. 从碳中和到新能源革命,汽车逐步成为拉动半导体的核心从碳中和到新能源革命,汽车逐步成为拉动半导体的核心 赛道赛道 1.1. 碳中和背景下,碳中和背景下,新能源革命势不可挡新能源革命势不可挡 近十年来,化石能源相关碳排持续增长,2019 年占温室气体总量 65%。纵览世界各经济 体当前的气候行动, 可再生能源规模化部署、 工业制造业减排升级、 交通运输业绿色转型、 建筑能效提升和负碳技术开发利用成为零碳发展重点领域。 根据 IEA 数据,全球一半以上的温室气体排放来自能源行

15、业,因此,能源行业是各国最 为重视的减排领域,能源转型是实现碳中和的关键因素。能源转型主要包括能源转型主要包括: 实现能源结构调整,由化石能源向可再生能源转型,从能源生产、输送、转换和存储 全面进行改造或者调整,形成新的能源体系,全面提升可再生能源利用率; 加大电能替代及电气化改造力度,推行终端用能领域多能协同和能源综合梯级利用, 推动各行业节能减排,提升能效水平。 图图 1:2018 年全球各部门碳排放占比年全球各部门碳排放占比 图图 2:2018 年国内各部门碳排放占比年国内各部门碳排放占比 资料来源:IEA,浙商证券研究所 资料来源:IEA,浙商证券研究所 2020 年,中国正式宣布“双

16、碳”目标,即“二氧化碳排放量力争于 2030 年前达到峰 值,努力争取 2060 年前实现碳中和” 。从各部门碳排放数据来看,能源、工业碳排放量较 高,占比分别达到 51%/28%。2020 年,中国温室气体排放逾 100 亿吨,约占全球四分之 一。为保障经济稳步发展的前提下实现双碳目标,中国将从能源系统转型优化、工业系统 转型升级、交通系统清洁化发展、建筑系统能效提升、负碳技术开发利用等方面开展碳中 和行动,其中,能源系统转型是中国双碳目标成功与否的关键,中国计划 2030 年非化石 能源占一次能源消费比重达到 25%左右,风电、太阳能总装机容量 12 亿千瓦以上。 table_page 电

17、子行业专题电子行业专题 5/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 3:汽车电动化革命是能源转型、实现“碳中和”的重要路径汽车电动化革命是能源转型、实现“碳中和”的重要路径 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 汽车电动化革命是实现能源转型的重要路径。 “电动车革命”的成功需要各部门的通力合 作:既需要各国针对碳排放形成共识,并制定宏观计划,也需要车企在汽车生产端给予配 合,并完成自身产业结构的优化和升级。 图图 4:各国针对乘用车单车碳排放也有明确的减排路线各国针对乘用车单车碳排放也有明确的减排路线 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 table_page 电子行业专题电

18、子行业专题 6/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 5:汽车电动化能有效降低碳排放汽车电动化能有效降低碳排放 图图 6:2021 年上半年全球各国电动汽车销量大幅增长年上半年全球各国电动汽车销量大幅增长 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 1.2. “新能源“新能源+”背景下,汽车逐步成为拉动半导体行业的核心赛道”背景下,汽车逐步成为拉动半导体行业的核心赛道 在碳中和的背景下, 汽车电动化革命如火如荼, 电动车革命对传统汽车行业无疑是颠覆性 的,对整个的汽车零部件与供应链体系产生了深切的革命性影响。 图图 7:半导体在汽车生态体系中

19、的角色半导体在汽车生态体系中的角色 资料来源:Cadence,IHS,浙商证券研究所 从半导体的视角切入,我们发现,汽车半导体逐步成为拉动全球半导体需求的重要力量从半导体的视角切入,我们发现,汽车半导体逐步成为拉动全球半导体需求的重要力量 过去几年, 全球半导体行业增长主要依赖智能手机等电子设备的需求, 以及物联网、 云计算等技术应用的扩增, 随着智能手机渗透率的逐步提升, 消费电子对于半导体的拉动 已经趋缓,而汽车半导体领域需求强劲,逐步成为半导体企业的重要增长市场。 table_page 电子行业专题电子行业专题 7/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 8:2016-2022 年

20、年全球半导体行业销售收入全球半导体行业销售收入及及 2022 年半导体需求结构年半导体需求结构 资料来源:Garner,浙商证券研究所;单位:十亿美元 根据 WSTS 世界半导体贸易统计组织数据,2020 年汽车半导体市场规模达 502 亿美元, Gartner 预计,2022 年汽车半导体收入将达到 600 亿美元。从结构上来看,驱动汽车半导 体增长的各类应用中,高级辅助驾驶系统增幅最大,这将推动对 IC、MCU 和传感器的需 求相应增长,电动/混合动力将大大提升对功率半导体的需求。 图图 9:2017-2022 年年全球全球各类型各类型半导体半导体产品产品销售收入销售收入增速增速 资料来源

21、:Garner,浙商证券研究所 根据中国汽车工业协会数据,2022 年新能源汽车单车芯片平均数量达到 1510 颗,相比 2017 年增长接近 80%,而传统燃油车对于芯片的需求也有较大程度增长,2022 年单车芯 片需求数量为 1119 颗,相比 2017 年亦增加了 41%。 table_page 电子行业专题电子行业专题 8/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 10:2017&2022 年全球传统和新能源汽车平均芯片数目年全球传统和新能源汽车平均芯片数目 图图 11:2020-2025 年汽车半导体为成长性最强细分领域年汽车半导体为成长性最强细分领域 资料来源:中国汽车工业协会

22、,浙商证券研究所 资料来源:Gartner,浙商证券研究所 从现有的汽车半导体竞争格局来看, Infineon、 NXP、 Renesas 市占率分别达到 13.2%/10.9% 和 8.5%,位列全球一二三位,汽车半导体主要包括传感器、微控制器(MCU)和功率半 导体器件,从细分产品的竞争格局中,可以看到 Infineon 在功率半导体领域一马当先,市 场占有率达到 30.2%, 而 STMicro 仅为 16.3%, 而在传感器与 MCU 方面, Bosch 和 Renesas 分别位于相关细分市场的第一位。 图图 12:汽车半导体主要包括功率半导体、汽车半导体主要包括功率半导体、MCU

23、和传感器,和传感器,Infineon 占据全球龙头地位占据全球龙头地位 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 table_page 电子行业专题电子行业专题 9/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2. 新能源新能源+下,汽车行业变革带下,汽车行业变革带来电子产业链全方位机会来电子产业链全方位机会 传统车用半导体产品主要包括功率半导体、MCU 芯片、ASIC 芯片、存储芯片和传感器 等。汽车电动化、智能化给电子产业链带来了全方位的市场机会,汽车对于信息感知、接 收、处理的要求不断提升,因此,对于新能源汽车而言,传感器、MCU 和功率半导体分 别扮演了触觉、认知和动力的角色,需求量大幅

24、增长。这其中,功率半导体(MOSFET、 IGBT)作为电力输出与转化的重要器件,是汽车电动化带来的最主要需求增量。根据 Gartner 数据,2020 年车用功率半导体约占全部车用半导体的 43%。 图图 13:汽车全面智能化带来电子产业链全方位机会汽车全面智能化带来电子产业链全方位机会 资料来源:Gartner,浙商证券研究所 图图 14:汽车电动化对产业链的影响包含电动化(绿色化) 、智能化、网联化三个维度汽车电动化对产业链的影响包含电动化(绿色化) 、智能化、网联化三个维度 资料来源:德勤,浙商证券研究所 table_page 电子行业专题电子行业专题 10/24 请务必阅读正文之后的

25、免责条款部分 2.1. 电动化:以电动化:以 IGBT 为主的功率半导体需求爆发为主的功率半导体需求爆发 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心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。 功率器件主要为二极管、 三极管、 晶闸管、 MOSFET 和 IGBT 等, 市场主要被国外厂商垄断,各类功率器件原理与应用场景各部相同。其中,MOSFET 和 IGBT 是最主要的功率器件,其中 MOSFET 适用于消费电子、网络通信、工业控制、汽车 电子等,相较于前三者,适用频率高,但一般用于功率不超过 10kw 的电力电子装置,在 中低

26、压领域,国内厂商正逐步展开国产替代;IGBT 可用于电机节能、轨道交通、智能电 网、航空航天、家用电器、汽车电子等高压高频领域,高压下,开关速度高,电流大,但 开关速度低于 MOSFET。 图图 15:不同不同功率器件的适用条件不同功率器件的适用条件不同 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 表表 1:各类功率半导体器件特点与应用领域各类功率半导体器件特点与应用领域 电可控性电可控性 驱动方式驱动方式 导通方向导通方向 电压范围电压范围 特点特点 应用领域应用领域 二极管二极管 不可控 电流驱动 单向 600V 耐压高,不能放大电压 电机节能,各类逆变器 资料来源:公开资料整理,浙商证券

27、研究所 新能源汽车对功率半导体需求大幅提升。新能源汽车对功率半导体需求大幅提升。在传统汽车场景下,功率半导体主要应用于启 动、发电和安全领域,包括直流电机、电磁阀、继电器、LED 驱动等,硅基 MOSFET、 IGBT 及模块即可满足需求, 对于新能源车而言, 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,相关的功率转换系统主要有:主传动 table_page 电子行业专题电子行业专题 11/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 /逆变器、车载充电器(On Board Charger) 、3)HV-LV DC-DC 转换、高压辅助驱动、电池 管理系统(

28、BMS)等。 图图 16:汽车电动化对于汽车功率转化系统要求全面提升汽车电动化对于汽车功率转化系统要求全面提升 资料来源:Onsemi,浙商证券研究所 图图 17:相比燃油车(相比燃油车(ICE) ,功率半导体在电动汽车上价值量提升最大) ,功率半导体在电动汽车上价值量提升最大 资料来源:Trend Force,浙商证券研究所 作为核心部件,作为核心部件,逆变器逆变器对对 IGBT、MOSFET 需求大幅增长:需求大幅增长:逆变器类似于燃油车的发动 机管理系统 EMS,决定着驾驶行为,设计应最大限度地减少开关损耗并最大限度地提高 热效率。其中,IGBT 是电动汽车逆变器的核心电子器件,IGBT

29、 模块单车价值量非常 高,占据整个电控系统成本的 40%以上(电控系统占整车成本 1520%) 。 table_page 电子行业专题电子行业专题 12/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 18:Onsemi HV-LV DC-DC 逆变器产品种类逆变器产品种类 资料来源:Onsemi,浙商证券研究所 图图 19:汽车电动化背景下,汽车“含硅量”大幅提升汽车电动化背景下,汽车“含硅量”大幅提升 资料来源:Onsemi,浙商证券研究所 根据 Trend Force 等机构发布数据,平均一台传统燃料汽车半导体价值量约 450 美元,一 台纯电动汽车半导体价值量约750美元, Infine

30、on给出的数据, 电动汽车含硅量大幅提升, 主要系逆变器带来的功率器件需求增长,而 OBC,DC-DC,BMS 等领域对整体功率半导 体需求增量的拉动相对较小。 table_page 电子行业专题电子行业专题 13/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2.2. 智能化:视觉系统、智能化:视觉系统、MCU,存储需求大幅增长,存储需求大幅增长 智能汽车电子电气智能汽车电子电气的五大架构:车身域、智能座舱域、底盘域、动力域和自动驾驶域。的五大架构:车身域、智能座舱域、底盘域、动力域和自动驾驶域。其 中,车身域包括 HVAC,车身控制、汽车泵等;智能座舱域包括仪表盘、车载娱乐系统、 触控系统和车载

31、充电等;底盘域包括刹车装置、转向装置、车身稳定装置和减震装置;动 力域包括动力传递系统,主逆变器、发动机管理系统等;自动驾驶域包括速度控制系统、 紧急刹车系统、盲点探测系统传感器融合等。 图图 20:汽车智能化汽车智能化 ADAS、MCU、存储等各类需求的大量增长、存储等各类需求的大量增长 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 图图 21:智能驾驶分为智能驾驶分为 L0-L5,目前正处于,目前正处于 L3 初步导入阶段初步导入阶段 资料来源:德勤,浙商证券研究所 从汽车智能化的视角看,增量主要来自传感器,主要包括摄像头和激光雷达。摄像头目前 市场空间在 140 亿美元,激光雷达在 63

32、亿美元,其他传感器包括毫米波雷达、超声传感 器、GPS/北斗定位系统等,传感器市场到 2025 年可达 524 亿美元。从自动驾驶的等级来 table_page 电子行业专题电子行业专题 14/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 看,从 L1 到 L4/5,L2 开始出现超声波传感器和雷达模组,L3 开始,短距雷达传感器出 现,L4/5 开始激光雷达开始出现,超声波传感器和雷达模组用量大幅增长。 图图 22:随着自动驾驶登记提高,对各类随着自动驾驶登记提高,对各类传感器传感器需求激增需求激增 资料来源:德勤,浙商证券研究所 随着传感器尺寸将变得更小, 而功能却更为强大。 汽车的自适应巡航控

33、制系统将更加广泛 地采用雷达和激光雷达传感器和摄像头。 由于多传感器融合变得更为复杂, 处理能力需得 到不断提升,从而完善高级驾驶辅助系统。 图图 23:L4/5 阶段,雷达和传感市场有望获得爆发式发展阶段,雷达和传感市场有望获得爆发式发展 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 table_page 电子行业专题电子行业专题 15/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 表表 2:主流新能源汽车车型感知层面硬件对比(芯片、摄像头、主流新能源汽车车型感知层面硬件对比(芯片、摄像头、Radar/Lidar 等)等) Model3 蔚来蔚来 ES6 理想理想 ONE 小鹏小鹏 P7 比亚迪汉比

34、亚迪汉 哈弗哈弗 H6 长安长安 UNI-T 系统名称系统名称 Autopilot NIO Pilot Li OS Xpilot 3.0 DiPilot - - 芯片芯片 Hardware3.0 (自研) Mobileye EyeQ4 Mobileye EyeQ4 Nividia Drive AGX Xaiver 高通 Mobileye EyeQ4 地平线征服 2.0 摄像头摄像头 1 个三目摄像头 1 个三目摄像头 1 个单目摄像头 1 个前置单目 1 个前置 3 目 1 个单目摄像头 1 个单目摄像头 1 个单目摄像头 其它摄像头 7 个 其它摄像头 4 个 其它摄像头 4 个 其它摄像头

35、 10 个 其它摄像头 4 个 其它摄像头 5 个 其它摄像头 5 个 后置摄像头:豪威 科技 OV10635 720P CMOS 传感器 其余 7 个摄像头: Aptina(Onsemi 子 公司) 均胜电子 Mobileye 单目摄像 头 LG 未知 采埃孚天合单目摄 像头 博世 毫米波雷达毫米波雷达 1 个 5 个 1 个 5 个 3 个 2 个 5 个 大陆 ARS4-B 雷达 传感器 博世 博世 博世 未知 未知 博世 安波福 超声波雷达超声波雷达 12 个 12 个 12 个 12 个 12 个 12 个 12 个 法雷奥 博世 博世 博世 未知 未知 博世 制动制动 基础制动布雷

36、博 电控制动自供 博世 博世 布雷博 采埃孚 博世 博世 大陆 大陆 转向转向 博世 博世 蒂森克鲁伯 博世 博世华域 采埃孚 采埃孚 耐世特 资料来源:盖世汽车,浙商证券研究所 2.3. 网联化:连接器、网联化:连接器、V2X 射频芯片等联网需求有望增长射频芯片等联网需求有望增长 除了电动化、智能化以外,对于汽车产业的变革,另一大趋势是高级汽车联网,包括汽车 与基础设施互联(V2I) 、汽车与汽车互联(V2V)和车与车联网,这一功能旨在实现汽车 内、 外互联, 并将汽车融入物联网成为其中的一部分, 合称 V2X (Vehicle to Everything) 。 智能网联汽车产业是一个多方共

37、建的生态体系,其中,车辆是载体,实现智能化是目的, 而网联化是核心手段。智能交互、智能驾驶和智能服务是智能网联汽车的三大元素。 图图 24:智能网联汽车产业生态全景图智能网联汽车产业生态全景图 资料来源:清华大学汽车产业与技术战略研究院,德勤,浙商证券研究所 table_page 电子行业专题电子行业专题 16/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 25:智能网联智能网联汽车汽车三大要素三大要素 资料来源:公开资料整理,浙商证券研究所 根据智能网联汽车技术路线图 2.0 ,2025 年我国 C-V2X 终端新车装配率达到 50%;路 测设施方面,2019-2021 年,我国将在车联网示

38、范区内部署路测设施,2022 年将开始在典 型城市、高速公路扩大覆盖范围。目前,国内已经具备目前,国内已经具备 C-V2X 通信芯片、模组以及车载通信芯片、模组以及车载 终端的量产基础。终端的量产基础。 图图 26:2019-2025 年年汽车汽车网联化发展进程网联化发展进程 资料来源:中国信通院,浙商证券研究所 整体来看,碳中和背景下,发展新能源对于汽车行业的塑造是革命性的,电动化、智能化 和网联化作为三个递进的层级,重塑了整个产业链的生态、架构和发展方向。汽车行业的 变革也给电子行业带来了全方位、多产业链的变化。根据 Gartner 预测,2020-2025 年汽 车半导体市场将得到快速发

39、展,按应用来看,高级辅助驾驶系统、电动/混动模块增速最 快,CAGR5 分别达到 31.90%和 23.10%。按设备来看,通用芯片、集成基带、射频接收 器、各类非光学传感器及汽车存储相关产品需求增速都维持旺盛态势。 table_page 电子行业专题电子行业专题 17/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 27:2020-2025 年年汽车半导体应用和设备增长预测汽车半导体应用和设备增长预测 资料来源:Garner,浙商证券研究所;单位:十亿美元 table_page 电子行业专题电子行业专题 18/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3. 新能源新能源+下,光伏风电下,光伏风电

40、/充电桩等带来层出不穷的机会充电桩等带来层出不穷的机会 3.1. 光伏风电:对功率器件(光伏风电:对功率器件(IGBT、MOS)需求爆发式增长)需求爆发式增长 光伏逆变器作为光伏发电的核心部件,将带动光伏逆变器作为光伏发电的核心部件,将带动 IGBT 需求增长。需求增长。光伏逆变器是可以将光 伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)的变频器,可直接 影响光伏逆变器在下游端的光伏发电效率,是光伏逆变器提高光伏能力转化率的核心器 件。根据中国光伏行业协会预测,假设 2025 年光伏逆变器中功率半导体单位成本约为 1350 万元/GW, 预计 2025 年全球光伏逆变器功率半

41、导体市场新增规模将达到 40.5 亿元, 2021-2025 年累计市场需求规模将增长 176.3 亿元。 风力发电机变频器中应用到大量功率器件。风力发电机变频器中应用到大量功率器件。风力发电是将风能转换为电能的过程,主电 路中利用 AC/DC 转换器将风力发电机的输出电力转换为直流电,再通过变频器系统调节 为可入网电流,再由逆变器将直流电转换为商用频率的交流电。因此,风力发电机中变频 器会用到大量的功率半导体元件,包括 IGBT、MOSFET、GTO 等。 图图 28:光伏光伏/风电风电/储能等领域亦将拉动功率半导体需求增长储能等领域亦将拉动功率半导体需求增长 资料来源:Infineon,浙

42、商证券研究所 图图 29:未来光伏和风电产业有望得到快速发展未来光伏和风电产业有望得到快速发展 图图 30:Infineon 在光伏风电端覆盖全球主要客户在光伏风电端覆盖全球主要客户 资料来源:Infineon,WEO,浙商证券研究所 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 table_page 电子行业专题电子行业专题 19/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 根据 Yole 预测,在电动汽车、新能源发电等多个领域需求带动下,2026 年硅基 MOSFET 市场空间有望达到 94 亿美金, IGBT 市场空间有望达到 84 亿美金。 CAGR6 分别达到 3.8% 和 7.5%。 图

43、图 31:2026 年硅年硅基基 MOS 市场规模有望达到市场规模有望达到 94 亿美元亿美元 图图 32:2026 年年 IGBT 市场规模有望达到市场规模有望达到 84 亿美元亿美元 资料来源:Yole,浙商证券研究所 资料来源:Yole,浙商证券研究所 3.2. 充电桩:充电桩:800V 高压平台有望普及,高压平台有望普及,SiC 产业链值得重视产业链值得重视 目前汽车半导体主要采用硅基材料, 但受自身性能极限限制, 硅基器件的功率密度难以进 一步提高,硅基材料在高开关频率及高压下损耗大幅提升。与硅基半导体材料相比,以碳 化硅为代表的第三代半导体材料具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高

44、热导率、高抗 辐射能力等特点。 图图 33:相比相比 Si 基材料,基材料,SiC 具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率等特点具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率等特点 资料来源:Infineon,浙商证券研究所 table_page 电子行业专题电子行业专题 20/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 和传统硅基材料相比,SiC 模块的开关损耗和导通损耗显著低于同等 IGBT 模块,此外, SiC 器件在相同功率等级下,体积显著小于硅基模块,有助于提升系统的功率密度。更高 的电子饱和漂移速率有助于提升器件的工作频率, 实现高频开关; 高临界击穿电场的特性 使其能够将 MOS

45、FET 带入高压领域,克服 IGBT 在开关过程中的拖尾电流问题,降低开 关损耗和整车能耗,减少无源器件如电容、电感等的使用,从而减少系统体积和重量。 图图 34:400V 逆变器的能量损失对比(逆变器的能量损失对比(Si VS SiC) 图图 35:800V 逆变器的能量损失对比(逆变器的能量损失对比(Si VS SiC) 资料来源:Wolfspeed,浙商证券研究所 资料来源:Wolfspeed,浙商证券研究所 图图 36:SiC 器件大幅降低了逆变器能量损失器件大幅降低了逆变器能量损失 图图 37:通过采用通过采用 SiC 方案,车企可有效降低生产成本方案,车企可有效降低生产成本 资料来

46、源:Wolfspeed,浙商证券研究所 资料来源:Wolfspeed,浙商证券研究所 根据 Omdia 数据,2019 年 SiC 全球市场规模为 9.84 亿美元,但到 2029 年有望超过 50 亿 美元,新能源汽车(包括电动和混动)将成为 SiC 需求的最大应用场景,其它的应用场景 包括新能源电站、UPS 等。 table_page 电子行业专题电子行业专题 21/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 38:2029 年第三代半导体市场规模有望达到年第三代半导体市场规模有望达到 50 亿美金亿美金 图图 39:从下游需求结构来看,电动汽车是拉动从下游需求结构来看,电动汽车是拉动

47、SiC 的主要场景的主要场景 资料来源:Omdia,浙商证券研究所 资料来源:Omdia,浙商证券研究所 图图 40:SiC 主要用在逆变器、主要用在逆变器、OBC 等领域等领域 资料来源:ST,浙商证券研究所 图图 41:2019 年保时捷推出年保时捷推出全球首款搭载全球首款搭载 800V 电压平台的量产车保时捷电压平台的量产车保时捷 Taycan 资料来源:保时捷,浙商证券研究所 2019 年,保时捷发布全球首款搭载 800V 电压平台的量产车 Taycan,充电功率最高可达 270kW,采用 800V 电压系统充电 80%仅需 22.5 分钟(400V 则需 90 分钟) 。2021 年

48、 10 table_page 电子行业专题电子行业专题 22/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 月 24 日,小鹏汽车 CEO 何小鹏表示,小鹏汽车希望做到国内首个量产配置 SiC 芯片的 800V 高压平台, 支持充电 5 分钟, 续航 200 公里。 同时, 小鹏汽车也将推出配套的 480kW 高压超充桩。此外,小鹏还为用户设计了储能站,宣称可一次满足 30 辆车的超充。也就 是说,小鹏汽车补能方面将推出 800V+480kW 超充+超级储能站的三种方案。我们预计未 来随着高压平台的快速普及, SiC 在高端车型的电机控制器领域渗透率将会逐渐提升, 整 个 SiC 产业链也将迎来爆发

49、机遇。 图图 42:2021 年小鹏汽车发布年小鹏汽车发布 800V 高压高压 SiC 平台平台 图图 43:小鹏汽车发布小鹏汽车发布 480Kw 超级充电桩超级充电桩 资料来源:公开资料整理,浙商证券研究所 资料来源:公开资料整理,浙商证券研究所 图图 44:Wolfspeed(Cree)在)在 SiC 衬底市场处于绝对龙头地位衬底市场处于绝对龙头地位 资料来源:Onsemi,浙商证券研究所 Cree 是 SiC 行业绝对龙头,国内 SiC 产业有望得到快速发展。Cree 成立于 1987 年,1991 年全球 率先将碳化硅商业化。2021 年更名 Wolfspeed。目前,Wolfspeed 拥有 SiC 全产业链布局,并在导 电型 SiC 衬底拥有超过 60%的市占率,在碳化硅功率器件的市场中也走在前列,II-VI 和 Si- Crystal 位列全球二、三位,市占率分别达到 16%和 12%。国内 SiC 衬底环节代表厂商为天科合达 (未上市)及天岳先进(待上市) ,目前仍处于追赶者地位;外延环节技术难度和壁垒相对较低, 衬底厂商普遍具备外延片的生产能力;器件环节发展仍受到衬底产能的掣肘。 table_page 电子行业专题电子行业专题 23/24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4. 风险风险提示提示 新能源汽车渗透率提升不及预期;产业竞争加剧。

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