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汽車功率半導體的增量時代

伴隨著汽車電動化過程，汽車半導體將充分受益。

汽車是將多種技術綜合應用于一身的高度綜合體，對于傳統燃油車而言，三大件最為重要，包括發動機、底盤和變速箱，在電動化驅動下，電動車則倚重其三電系統的正常運轉，包括電池、電驅和電控。

汽車從燃油車轉向電動車，給功率半導體帶來了新的增量。

“量”“價” 齊漲

根據高工機器人數據，在燃油車成本構成中，發動機、車身與汽車電子占比最高，均為15%，底盤、傳動系統分別占比10%；而在電動車中，“三電”系統占比高達50%，其中電池占比最高，為38%，電機占比6.5%，電控占比5.5%。

伴隨著汽車電動化過程，汽車半導體將充分受益。

根據Gartner 和Statista數據，2012年以來，全球汽車半導體規模整體呈上升趨勢，2020年受疫情影響僅有390億美元，受益新能源車滲透率提升，預計到 2023年，全球汽車半導體市場規模將達到555億美元。

根據 Strategy Analytics 數據，在傳統燃油車中，MCU價值占比最高，達到 23%；其次為功率半導體，達到21%；傳感器排名第三，占比為13%。而在純電動車型中，功率半導體使用量大幅提升，占比最高，達到55%，其次為MCU，達到11%；傳感器占比為7%。

根據 Infineon 和 Strategy Analytics 數據，傳統燃油車半導體價值量為 417美元/輛，其中MCU價值量為96美元/輛，功率半導體價值量為 88 美元/輛，傳感器價值量為54美元/ 輛。48V輕混半導體價值量為572美元。純電動車半導體價值量為 834 美元/輛，其中MCU價值量為92美元/輛，功率半導體價值量為 459 美元/輛，傳感器價值量為 58 美元/輛。因此，在從燃油車向純電動車升級過程中，半導體價值量提升幅度明顯，整車半導體價值量增長 100% ，功率半導體價值量提升幅度最大，增幅高達421.6%。

不僅是芯片價值量有所提升，數量亦有增加。根據 Deloitte數據，2012/2017/2022年，中國傳統燃油車芯片平均數量分別為438/580/934顆， 新能源車芯片平均數量分別為567/813/1459顆，因此，隨著汽車功能豐富，汽車芯片數量整體呈上升趨勢，而電動車與燃油車相比，芯片用量更多，2022年達到1459顆，并且在部分高端車型中，芯片用量達到2000顆左右。

2020 年汽車半導體主要廠商中，仍然以歐洲、美國、日本廠商為主。

根據 Strategy Analytics數據，英飛凌、恩智浦、瑞薩、德州儀器、意法半導體分列前 5 名，市占率分別為 13.2%、10.9%、8.5%、8.3%、7.5%。分產品來看，傳感器方面，博世、英飛凌、安森美、邁來芯、恩智浦分列前 5 名，市占率分別為 22.2%、15.5%、10.0%、8.6%、7.3%。

微控制器（MCU）方面，瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯科技分列前 5名，市占率分別為26.7%、26.3%、16.9%、9.8%、6.9%。

功率半導體方面，英飛凌、意法半導體、德州儀器、安森美、羅姆分列前 5 名，市占率分別為30.2%、16.3%、10.3%、7.1%、5.9%。

根據智研咨詢數據，2019年全球功率半導體產品結構中，功率IC占比54.3%，功率器件中，以MOSFET和IGBT為主，MOSFET占比16.4%，IGBT占比12.4%。MOSFET是金屬氧化物半導體場效應晶體管，是一種廣泛使用在模擬電路與數字電路的場效晶體管，更適用于高頻場景；IGBT是絕緣柵雙極晶體管，是同時具備 MOSFET的柵電極電壓控制特性和 BJT的低導通電阻特性的全控型功率半導體器件，更適用于高壓場景。

根據 Omdia數據，2020年，全球功率 MOSFET分立器件市場規模81億美元，其中英飛凌占比 24.4%，排名第1，安森美占比 12.4%，排名第2，意法半導體占比8.8%，排名第3，Top10廠商合計占比 77.9%；IGBT領域，英飛凌占比 29.3%，排名第1，富士電機占比15.6%，排名第2，三菱占比9.3%，排名第3。

國內企業正在崛起

目前，國內相關企業斯達半導、三安光電發展不錯。

斯達半導在2020年全球IGBT模組廠商排名第 6，占比 2.8%，是唯一進入前 10 的中國廠商，主要下游應用包括工業控制和電源行業、新能源、變頻白色家電等行業。受益于公司產品在新能源汽車、光伏發電、風力發電、儲能等行業持續快速放量，2021 年公司實現營收 17.1 億元，YoY+77.2%；歸母凈利潤 4.0億元，YoY+120.5%。

公司此前定增 35 億元已經成功募資發行，其中高壓特色工藝功率芯片研發及產業化項目將形成年產30萬片6英寸高壓特色工藝功率芯片生產能力；SiC芯片研發及產業化項目將形成年產6萬片6英寸SiC芯片生產能力；功率半導體模塊生產線自動化改造項目將形成新增年產400萬片的功率半導體模塊的生產能力。

三安光電主要從事化合物半導體材料與器件的研發與應用，以砷化物、氮化物、磷化物及碳化硅等化合物半導體新材料所涉及的外延片、芯片為核心主業，下游客戶主要為 LED 封裝企業及化合物半導體集成電路設計公司。2021 年公司實現營收 125.7 億元，YoY+48.7%；歸母凈利潤 13.1 億元，YoY+29.2%。

截止2021年底，三安光電的碳化硅MOSFET工業級產品已送樣客戶驗證，車規級產品正配合多家車企做流片設計及測試；碳化硅MOSFET車規級與新能源汽車重點客戶的合作已經取得重大突破。另外，湖南三安長沙項目已于去年點火，業務涵蓋襯底材料、外延生長、晶圓制造及封裝測試等環節，打造了國內第一條、全球第三條SiC垂直整合產業鏈，項目總投資高達160億元，產能3萬片/月6英寸SiC晶圓。

對于汽車行業來說，從傳統燃油方式轉變成電動方式出行已成為各個國家以及各大型車企的共識，汽車行業電動化趨勢勢不可擋，在這一趨勢下，汽車電子行業孕育出新的變化、新的機會。在汽車電子行業中，功率半導體作為最受益的細分賽道，將充分享受行業變革帶來的新機遇。

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