電子行業汽車電動化深度：新能源車銷量+滲透率雙升IGBT與SiC大放異彩-220513（41頁）.pdf

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1、 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 1 / 41 Table_Main 汽車電動化深度汽車電動化深度：新能源車新能源車銷量銷量+滲滲透率透率雙雙升升，IGBT 與與 SiC 大大放異彩放異彩 電子電子 評級：評級： 看好看好 日期：日期： 2022.05.13 分析師分析師 王少南王少南 登記編碼：S0950521040001 ： 0755-23375522 ： 行業行業表現表現 2022/5/12 資料來源：Wind，聚源 相關研究相關研究 2022 年電子行業投資策略：5G 滲透率持續提升，半導體供應鏈安全大勢所趨(2021/12/9) PCB 行業深度：通訊/消費電子/汽車齊發力， F

2、PC替代傳統線束前景可期 (2021/12/7) 半導體設備行業深度： 新一輪景氣周期， 大國重器替代正當時(2021/8/16) 2021 年電子行業中期策略：5G+ARVR引領新成長，國產替代奏響主旋律(2021/8/6) 需求錯配+供給瓶頸+資源傾斜，汽車缺芯有望 2021Q2開始改善(2021/5/12) 報告要點報告要點 汽車電子汽車電子： 汽車電動化浪潮勢不可擋汽車電動化浪潮勢不可擋，汽車，汽車電子迎來新機遇電子迎來新機遇。汽車電子是安裝在汽車上所有電子設備和電子元器件的總稱，主要包括車身電子控制系統和車載電子裝置。根據 IEA 數據，2021 年全球 BEV 和 PHEV 銷量合

3、計 684 萬輛，預計 2022/2025/2030 年將分別達到 973/1550/4813 萬輛。根據 BCG 數據，預計全球電動車 （純電+插電+混合動力+輕混） 2022/2025/2030 年滲透率將分別達到 25%/46%/76%。根據 Roland Berger 數據，在不考慮電池和電機情況下，豪華品牌 L1 級別 ADAS 汽油車整車電子 BOM 為 3145 美元，豪華品牌 L3 級別自動駕駛純電車整車電子 BOM 為 7030 美元，增幅達到123.5%。 功率半導體功率半導體： 功率半導體最為受益功率半導體最為受益，單車，單車價值量增幅價值量增幅超超 4 倍倍。伴隨著汽車

4、電動化過程，汽車半導體將充分受益。相比于傳統燃油車，新增的半導體應用包括逆變器、車載充電機（OBC）、DC/DC 轉換器、電池管理系統、加熱器以及輔助逆變器。在各類汽車半導體產品中，功率半導體受益最大。根據 Infineon 和Strategy Analytics 數據，傳統燃油車功率半導體價值量為 88 美元/輛，純電動車功率半導體價值量為 459 美元/輛，增幅高達 421.6%。 IGBT 作為逆變器作為逆變器等等核心部件核心部件，充分受益于汽車電動化充分受益于汽車電動化。根據 Yole 數據，全球 IGBT市場規模，2020 年 54 億美元，2026 將增長到 84 億美元，CAGR

5、為 7.6%；各下游應用中，新能源車占比 9.4%。全球前 3 廠商為英飛凌、富士電機、三菱，中國廠商斯達半導排名第 6，是唯一進入前 10 的中國廠商。IGBT主要應用在逆變器、車載充電機（OBC）、DC/DC 轉換器等，是逆變器中的核心零部件，隨著電動車滲透率持續提升，IGBT 需求將持續高景氣。我們預計 1 輛電動乘用車上 IGBT 價值量大約為 340 美元/輛。 動力電池動力電池向向 800V 升級升級，SiC 性能優勢明顯性能優勢明顯，滲透率將，滲透率將逐步提升逐步提升。為了提高充電效率，電動車電壓平臺將從 400V 向 800V 及以上升級，而在 800V 及以上高壓情況下，Si

6、C 由于在擊穿場強、飽和電子漂移速率、熱導率等性能指標上具有明顯優勢，在 800V 及以上電壓情況下，比 IGBT 器件能量損耗低，封裝尺寸小，能實現高頻開關，并且耐高溫、散熱能力強，因此從性能上更適合 800V 及以上電壓，但是由于 SiC 襯底生長速率慢、制備技術難度較大，導致大尺寸、高品質 SiC 襯底產量低、成本高，根據我們推算，1 輛電動車 SiC 器件價格為 1005 美元/輛。隨著技術升級，Wolfspeed、II-VI、ROHM（SiCrystal）、天岳先進、晶盛機電、露笑科技、三安光電等全球主要廠商陸續擴產，未來 SiC 成本將有望持續降低，SiC 滲透率將穩步提升。 投資

7、建議投資建議：我們看好汽車電動化變革帶來的新機遇，電動車逆變器、車載充電機（OBC）、DC/DC 轉換器等將為功率半導體，尤其是 IGBT 和 SiC 領域的高速成長注入新動能。建議關注：斯達半導、天岳先進、三安光電。 風險提示：風險提示： 1、新能源車等下游需求不及預期；2、IGBT 行業競爭加劇、車規級產品導入不及預期； 3、SiC擴產、技術研發進度不及預期。 -27%-16%-5%6%17%28%2021/52021/82021/112022/2電子上證綜指深證成指滬深300 證券研究報告 | 行業深度 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 2 / 41 Table_Page 電子電子 2

8、022 年 5 月 13 日 內容目錄內容目錄 1、汽車電動化浪潮勢不可擋，汽車電子充分受益 . 5 1.1 雙碳驅使汽車行業加速變革.5 1.2 汽車電子前景可期.8 2、智車之“心” ：傳統“三大件”向“三電”過渡，汽車功率半導體充分受益 . 12 2.1 電動車滲透率有望持續提升， “三電”帶來半導體增量新需求 .12 2.2 功率半導體最為受益，增幅高達 4 倍以上.19 2.2.1 逆變器是核心部件，IGBT 深度受益 .23 2.2.2 動力電池向 800V 升級，SiC 有望大放異彩 .26 3、投資建議 . 37 3.1 投資觀點.37 3.2 建議關注.38 3.2.1 斯達

9、半導（603290.SH） .38 3.2.2 天岳先進（688234.SH） .38 3.2.3 三安光電（600703.SH） .39 4、風險提示 . 39 圖表目錄圖表目錄 圖表 1：全球主要國家/地區 CO2排放量及規劃 .5 圖表 2：燃油車與電動車 CO2排放量.5 圖表 3：全球主要國家地區雙碳計劃.5 圖表 4：全球主要國家及車企關于新能源車布局計劃.6 圖表 5：汽車產業加速變革.7 圖表 6：汽車代碼行數.7 圖表 7：汽車電子產品及分類.8 圖表 8：汽車電子供應鏈.9 圖表 9：汽車半導體供應鏈演變.9 圖表 10：電動車電子零部件.9 圖表 11：汽車半導體應用和設

10、備市場規模增長預測（2020-2025）. 10 圖表 12：汽車與手機半導體性能要求對比.11 圖表 13：汽車半導體生產工藝平臺.11 圖表 14：緊湊級燃油車 VS 純電動車成本（千美元/車） .11 圖表 15：L1 級別燃油車 VS L3 級別純電動車汽車電子成本（美元/車） .11 圖表 16：汽車軟件及各硬件市場規模（十億美元）. 12 圖表 17：芯片在汽車上的應用. 12 圖表 18：2020-2025 年全球半導體各類別增速（CAGR）. 12 圖表 19：燃油車 VS 電動車核心三大件變化 . 13 圖表 20：燃油車 VS 純電動車能量轉換效率 . 14 圖表 21：電

11、動車“三電”系統. 14 圖表 22：純電動車核心部件. 14 圖表 23：傳統燃油車與新能源車成本結構對比. 15 圖表 24：動力電池成本及預測. 15 圖表 25：2010-2030 年 BEV和 PHEV銷量（萬輛） . 16 圖表 26：不同動力系統的輕型汽車全球市占率. 16 圖表 27：美國電動車市占率預測. 17 SUmVnYhUwOzQnP8OaO8OpNqQtRoMfQrRrMeRnMqO8OrQqQvPtRrOxNmPmM 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 3 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 圖表 28：中國電動車市占率預測.

12、17 圖表 29：歐洲電動車市占率預測. 17 圖表 30：全球主要國家地區電動車規模預測（萬輛）. 17 圖表 31：電動車半導體應用場景. 18 圖表 32：全球汽車半導體市場規模（億美元）. 18 圖表 33：2020 年汽車半導體前 5 廠商市占率 . 19 圖表 34：2020 年汽車傳感器前 5 廠商市占率 . 19 圖表 35：2020 年汽車 MCU 前 5 廠商市占率 . 19 圖表 36：2020 年汽車功率半導體前 5 廠商市占率 . 19 圖表 37：傳統燃油汽車各類芯片占比. 20 圖表 38：純電動汽車各類芯片占比. 20 圖表 39：2020 年電動車半導體價值量

13、（美元/輛） . 20 圖表 40：中國汽車芯片平均數量（顆/輛） . 20 圖表 41：功率半導體產品范圍. 21 圖表 42：功率器件下游應用. 21 圖表 43：功率半導體對比. 21 圖表 44：全球功率半導體市場規模（億美元）. 21 圖表 45：2020 年全球功率分立器件和模組市場格局. 21 圖表 46：2019 年全球功率半導體產品結構. 22 圖表 47：2019 年全球功率半導體下游應用占比. 22 圖表 48：2020 年全球功率 IC 市場格局. 22 圖表 49：2020 年全球功率 MOSFET 分立器件市場格局 . 22 圖表 50：中國功率半導體產品規模（億美

14、元）. 23 圖表 51：中國功率半導體產品結構. 23 圖表 52：2019 年中國功率半導體下游應用占比. 23 圖表 53：中國 IGBT 市場格局 . 23 圖表 54：Renesas 功率半導體產品在電動車中的應用. 24 圖表 55：電動車功率半導體應用占比. 24 圖表 56：電驅系統價值鏈（以逆變器為例）. 24 圖表 57：IGBT 結構圖 . 25 圖表 58：IGBT 模組 . 25 圖表 59：全球 IGBT 市場規模及各下游應用規模（十億美元） . 25 圖表 60：中國 IGBT 下游應用占比 . 25 圖表 61：2020 年 IGBT 分立器件廠商市占率 . 2

15、6 圖表 62：2020 年 IGBT 模組廠商市占率 . 26 圖表 63：IGBT 歷代產品 . 26 圖表 64：主要 OEM高壓平臺量產規劃 . 27 圖表 65：主要 OEM快充樁部署情況 . 27 圖表 66：廣汽埃安 480kW 超充樁 . 28 圖表 67：特斯拉 250kW 超級充電樁充電時間縮短 50%以上 . 28 圖表 68：從家用插座到超高功率充電樁. 28 圖表 69：不同功率直流充電樁充電時間對比（充到 200km 的時間） . 28 圖表 70：Si、SiC、GaN 性能參數對比 . 29 圖表 71：Si、SiC、GaN 性能對比 . 29 圖表 72：同規格

16、 SiC 器件與 Si 器件對比. 29 圖表 73：導通電阻溫度特性（與 650V產品比較） . 30 圖表 74：關閉特性（與 1200V產品比較） . 30 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 4 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 圖表 75：SiC 襯底制備工藝流程 . 31 圖表 76：SiC 從粉末到應用的制備過程 . 31 圖表 77：SiC 襯底產業鏈 . 31 圖表 78：SiC 器件成本結構 . 31 圖表 79：導電型 SiC 襯底 . 31 圖表 80：半絕緣型 SiC 襯底 . 31 圖表 81：Infineon 對 Si、Si

17、C、GaN 功率市場的概念劃分 . 32 圖表 82：Infineon 功率半導體產品包 . 32 圖表 83：2021-2027 年全球 SiC 功率器件及下游應用市場規模（百萬美元） . 32 圖表 84：SiC 在電動車中的應用 . 33 圖表 85：2026 年 SiC 在電動車中應用占比 . 33 圖表 86：2018-2020 年全球導電型 SiC 襯底市場規模（億美元） . 33 圖表 87：2019-2020 年全球半絕緣型 SiC 襯底市場規模（億美元） . 33 圖表 88：2018 年全球導電型 SiC 襯底廠商市占率 . 34 圖表 89：2019-2020 年全球半絕

18、緣型 SiC 襯底廠商市占率 . 34 圖表 90：全球 SiC 襯底廠商市占率 . 34 圖表 91：6 英寸與 8 英寸 SiC 晶圓生產效率對比. 34 圖表 92：國外 SiC 襯底技術進展 . 35 圖表 93：國內 SiC 襯底技術進展 . 35 圖表 94：SiC 產業鏈主要廠商 . 35 圖表 95：2017-2020 年650V SiC SBD 和 Si FRD 價格（元/A） . 36 圖表 96：2017-2020 年1200V SiC SBD 和 Si FRD 價格（元/A） . 36 圖表 97：2018-2020 年650V SiC MOSFET 和 Si IGBT

19、 價格（元/A） . 36 圖表 98：2020 年 SiC MOSFET 平均價格（元/A）. 36 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 5 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 1、汽車汽車電動化浪潮勢不可擋電動化浪潮勢不可擋，汽車電子充分受益汽車電子充分受益 1.1 雙碳驅使雙碳驅使汽車行業汽車行業加速變革加速變革 自 2010 年以來，全球各主要國家/地區電動車 CO2排放量及規劃整體呈現逐步降低的趨勢，根據 ICCT數據，美國 2020 年 CO2排放量為 125g/km，計劃 2026 年降至 108g/km，2050年碳中和；日本則在 2013

20、 年就已經達到 2020 年法定目標值 122g/km，計劃 2026 年降至73.5g/km， 2050年碳中和； 中國 2020 年 CO2排放量為117g/km， 計劃 2025 年降至93.4g/km，2060 年碳中和；歐盟 2021 年 CO2排放量目標為 95g/km，計劃到 2025 年降到 81g/km，2030 年降到 59g/km，相比 2021 年排放量降低 37.5%，2050 年碳中和。CO2排放量的減少將驅使歐盟的純電動車和插電混動車滲透率不斷提升，預計到 2030 年滲透率將達到 40%。逐步降低 CO2排放量已成為全球共識。 以傳統能源石油為燃料的汽車工業雖然

21、經歷 100 余年的發展，已十分成熟，但在資源與環境雙重壓力下，在政策和技術進步的驅動下，新能源汽車已成為未來汽車工業發展的方向，傳統動力系統將會逐漸被驅動電機、動力電池與控制器所取代。汽車電動化已是大勢所趨，發展電動汽車不僅能夠減少碳排放和大氣污染，也是發展可再生能源的最佳搭配。根據 ICCT關于 CO2的排放數據，與 ICE 的 120 g/km 排放量相比，隨著電動化程度提升，CO2排放量逐步降低，其中 48V 輕混（MHEV）下降 15%，為 102g/km；全混（FHEV）下降 30%，為84g/km；插混（PHEV）下降 77%，為 28g/km；而純電動（BEV）與燃料電池（FC

22、EV）均下降 100%，實現了 CO2零排放。 圖表 1：全球主要國家/地區 CO2排放量及規劃 圖表 2：燃油車與電動車CO2排放量 資料來源：ICCT，五礦證券研究所 資料來源：ICCT，五礦證券研究所 圖表 3：全球主要國家地區雙碳計劃 資料來源：Infineon，五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 6 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 在“雙碳”指引下，全球主要國家都提出了禁售傳統燃油車時間表：挪威計劃到 2025 年不再銷售燃油車，日本計劃到 2030 年地面不再有燃油車，英國計劃到 2030 年不再銷售燃油車，中國計劃到 20

23、35 年實現公共交通車輛全部電動化，歐盟計劃到 2035 年所有新車 0 排放。 此外，各大車企也都提出了自己的目標：梅塞德斯計劃到 2025 年所有 S 級車輛全部純電動化，沃爾沃計劃到 2030 年所有新車純電動化，寶馬計劃到 2030 年 50%新車純電動化，到2039 年所有新車純電動化，奧迪計劃到 2033 年所有新車純電動化，通用計劃到 2035 年所有新車純電動化， 大眾計劃到 2035 年在歐洲不再銷售燃油車，本田計劃到 2040 年所有新車純電動化。 圖表 4：全球主要國家及車企關于新能源車布局計劃 資料來源：Infineon，五礦證券研究所 根據中國國務院辦公廳新能源汽車產

24、業發展規劃（2021-2035 年） ，發展新能源汽車是中國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，是應對氣候變化、推動綠色發展的戰略舉措。隨著汽車與能源、交通、信息通信等領域有關技術加速融合，電動化、網聯化、智能化成為汽車產業的發展潮流和趨勢，未來中國將堅持電動化、網聯化、智能化發展方向，深入實施發展新能源汽車國家戰略， 同時計劃到 2025 年， 中國純電動乘用車新車平均電耗降至 12kWh/百公里，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的 20%左右，高度自動駕駛汽車實現限定區域和特定場景商業化應用，充換電服務便利性顯著提高。 在汽車產業電動化、網聯化、智能化變革過程中，整個產業將面臨重構，

25、催生出能源革命、互聯革命以及智能革命。 能源革命是指傳統燃油動力汽車向新能源汽車的轉變， 核心是“三電”（電池、電機、電控）技術，此時將出現圍繞“三電”的全新產業鏈、配套設施以及運營服務體系；互聯革命以及智能革命則相輔相成，將從自動駕駛、車聯網等方面增強駕駛功能、提升駕駛體驗，推動汽車產業形成全新的產業生態系統。 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 7 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 圖表 5：汽車產業加速變革 資料來源：中國汽車工程學會，五礦證券研究所 借鑒手機行業發展歷史，在從功能機向智能機升級過程中，實現了從通話-上網瀏覽圖片-上網觀看視頻的體驗

26、和功能升級，究其本質，是硬件升級-軟件升級-硬件再升級-軟件再升級的良性循環。我們認為，未來汽車發展方向很可能會類似于手機行業的發展過程，隨著技術進步，汽車將從傳統的代步工具，逐步進化成具備交通、辦公、通信、娛樂等多功能為一體的新一代智能移動空間和應用升級終端，在減少碳排放的同時，具備智能座艙、自動駕駛、車聯網等新功能，這一階段用戶感知最深的是汽車硬件功能的提升。當硬件升級至一定程度，創新便會變緩，此時軟件與數據的作用和價值將變得更為重要，售賣硬件產品僅為一次性收入，當市場飽和之后便會進入存量競爭，企業增長乏力，同時同質化產品還會造成價格戰，降低毛利率，最終消減利潤。未來軟件及數據服務帶來的將

27、是可持續性利潤，有望 10 倍于傳統硬件的凈利潤，如果丟掉未來軟件和數據服務，車企將徹底變為代工廠，只能依靠制造銷售整車硬件獲取低利潤，不利于企業永續經營。因此，我們認為，現階段車企需要更多關注硬件功能的升級，完成汽車行業電動化、智能化、網聯化的升級和改造，之后需要更多關注軟件及數據服務的運營，保證企業能夠真正可持續發展。 從軟件代碼行數角度， 汽車是所有科技類終端中最復雜的， 根據 KLA 數據， 平均一款 iPhone APP 為 4 萬行，航天飛機為 40 萬行，哈勃太空望遠鏡為 200 萬行，好奇號火星探測車為500 萬行，波音 787 為 1400 萬行，大型強子對撞機為 5000

28、萬行，汽車為 1 億行。 圖表 6：汽車代碼行數 資料來源：KLA，五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 8 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 1.2 汽車電子前景可期汽車電子前景可期 在汽車電動化、智能化、網聯化驅動下，汽車電子行業將迎來成長機遇期。汽車電子是安裝在汽車上所有電子設備和電子元器件的總稱，主要包括車身電子控制系統和車載電子裝置。車身電子控制系統通過將芯片和機械系統結合，對汽車各子系統進行控制，從而保證完成基本行駛功能，具體又分為動力控制系統、底盤控制系統、車身控制系統等。車載電子裝置主要用于提升汽車舒適性和便利性，具體可分為

29、信息系統、導航系統和娛樂系統等。 圖表 7：汽車電子產品及分類 自動駕駛系統 車聯網系統 安全舒適系統 車身電子電器 智能座艙 底盤電子系統 發動機電子系統 毫米波雷達 以太網 安全氣囊 控制單元 汽車車身 控制器 車載信息 娛樂系統 轉向系統 冷卻系統 激光雷達 藍牙模塊 座椅加熱裝置 天窗電機 中控顯示屏 懸架系統 發動機管理 單目攝像頭 CAN總線 碰撞傳感器 照明系統 后排座椅 顯示屏 制動系統 溫度傳感器 多目攝像頭 GPS 模塊 主動降噪單元 雨刮電機 抬頭顯示器 點火系統 FPGA T-Box 乘客感應 傳感器 一鍵啟動開關 流媒體 后視鏡 蓄電池 超聲波雷達 射頻模塊 電喇叭

30、門窗開關 車載音響 爆震傳感器 夜視系統 天線 座椅 USB/HSMI線 液晶儀表盤 進排氣系統 360 全息影像 遙控鑰匙 調節電機 車身線束 氧氣傳感 車載計算平臺 LIN 空調系統 后視鏡 發電機 GPU MOST 車窗升降電機 變速傳動系統 紅外傳感器 OBU車載單元 尾門電動撐桿 起動機 慣性傳感器 車輛診斷 OBD 發動機線束 動力電池 資料來源：汽車電子產業聯盟，五礦證券研究所 汽車電子涉及細分領域眾多，整個供應鏈體系中，上游為零部件及元器件，包括有傳感器、處理器、軟件算法、通信模塊、三電、顯示屏等；中游為系統集成，包括 ADAS、車輛控制系統、車聯網系統、安全舒適系統等；下游為

31、整車廠，包括乘用車、商用車、專用車和軟件服務等。 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 9 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 圖表 8：汽車電子供應鏈 資料來源：汽車電子產業聯盟，五礦證券研究所 此外，汽車半導體供應鏈也有所變化。傳統汽車體系中，半導體廠商僅為二級供應商，通過給一級電子系統廠商供貨，間接給整車廠提供半導體產品；而在新型汽車供應鏈中，這種供應鏈體系已經被打破，整車廠不再單純接受一級供應商供貨，同時與二級半導體廠商和科技及數字化企業直接聯系，在這個新系統中，一級電子系統廠商、二級半導體廠商、科技及數字化企業共同圍繞整車廠這一核心，發揮各自優勢，

32、同時吸收借鑒其他廠商的優勢和長處，不斷優化迭代產品和服務，共同推動汽車行業邁向電動化、智能化、網聯化。 圖表 9：汽車半導體供應鏈演變 圖表 10：電動車電子零部件 資料來源：汽車電子產業聯盟，五礦證券研究所 資料來源：全球電動汽車及其基礎實施的發展前景，五礦證券研究所 根據 Gartner 數據， 2020-2025 年， 汽車半導體市場規模將保持穩健增長。 按應用領域劃分，ADAS 增速最高，為 31.9%，2025 年將達到 250 億美元；電動/混合動力汽車增速次之，為23.1%，2025 年將達到 108 億美元。按半導體類型劃分，通用芯片增速最高，為 18%；集成基帶增速 14.1

33、%，排名第二。 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 10 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 圖表 11：汽車半導體應用和設備市場規模增長預測（2020-2025） 細分領域 增長率 （2020-2025） 規模（2025） （十億美元） 細分子領域 按應用劃分 高級輔助駕駛系統 31.9% 25 盲點偵測/碰撞預警/停車輔助/ 車聯萬物/視覺系統 電動/混合動力汽車 23.1% 10.8 混合動力汽車 車身 7% 8.9 電動車門/電動車窗/氣候控制/雨刷控制 信息娛樂系統 9.3% 7.9 聯網/車載通信系統/車載導航/車載音響 動力系統 3% 5 引

34、擎控制/變速 儀表組件 14.6% 4.9 儀表盤/儀表線速 底盤 1% 4.7 懸掛/差速/轉動軸 安全系統 6.3% 4.7 電動助力轉向系統/自動防抱死制動系統/安全氣囊/牽引力控制/胎壓監測 售后市場 6.1% 2.9 汽車零部件/設備/維修服務/碰撞修復 按設備劃分 存儲 8.9% 190 DRAM/閃存/NAND/新興存儲器 微型器件 1.1% 86 數字信號處理器/MCU 光學器件 8.6% 56 CMOS/CCD/LED/激光二極管/ 光敏元件/光耦合器 多媒體處理器 6.1% 39 離散應用/多媒體處理器 其他標準產品 5.7% 35 其他 分立器件 8.2% 33 功率晶體

35、管/二極管 有線通信 7.4% 33 交互界面/功能控制 模擬電路 5.6% 32 數據轉換/開關/電壓調節器/基準 集成基帶 14.1% 30 集成基帶 射頻接收器 11.7% 23 前后射頻收發器 無線通信 6% 17.8 NFC/WiFi/BT/GPS 非光學器件 9.3% 15 環境傳感器/指紋傳感器/ 慣性傳感器/磁傳感器 圖形處理 8.2% 15 GPU 電源管理 3.8% 14 電源管理 通用芯片 18% 7 FPGA/PLD/顯示驅動器 離散蜂窩基帶 -4.6% 5 離散蜂窩基帶 資料來源：Gartner，五礦證券研究所 由于應用場景及目的不同， 汽車與手機對芯片的性能要求也有

36、所不同， 汽車由于有載人功能，且會經歷不同的環境變化，因此對安全性、不同溫度場景下的可靠性要求更高，汽車芯片要求零故障率、工作溫度-40-155C，工作壽命 10-15 年；而在功耗和運算速度上要求不高，除了邏輯芯片 16nm 以外，其他的 NVM、CIS、BCD、IGBT 等芯片往往僅需要 28nm 及以上成熟工藝就能滿足運算需求。 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 11 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 圖表 12：汽車與手機半導體性能要求對比 圖表 13：汽車半導體生產工藝平臺 邏輯芯片 NVM芯片 CIS BCD IGBT 主流 技術 平臺 1

37、6nm及以上 40/55/65nm及以上 28/40/55/65nm/ 0.11m及以上 90nm/ 0.13m/ 0.18m 平面穿透型/溝槽型 先進 平臺 7nm 28nm 28nm 40nm 溝槽電場截止型 SMIC 平臺 14nm 55/65nm 55nm 90nm Planning 用途 高性能 計算 數據存儲 高速成像/傳感 電源管理 功率 IC 資料來源：汽車電子產業聯盟，五礦證券研究所 資料來源：汽車電子產業聯盟，五礦證券研究所 在從燃油車向電動車升級過程中，整車成本將有所增加，根據車百智庫數據，對于緊湊級燃油車，整車成本 2.25 萬美元，去掉內燃機，并增加電池組、功率半導體

38、與電機以及間接成本差異等，純電動車整車成本將達到 3.4-3.5 萬美元，增幅達到 51.1%以上。而整車電子成本方面，根據 Roland Berger 數據，在不考慮電池和電機情況下，豪華品牌 L1 級別 ADAS 汽油車整車電子 BOM 為 3145 美元， 豪華品牌 L3 級別自動駕駛純電動整車電子 BOM 為 7030美元，增幅達到 123.5%，因此，汽車電子在汽車電動化、智能化、網聯化過程中，將迎來價值量翻倍增長。 圖表 14：緊湊級燃油車VS 純電動車成本（千美元/車） 圖表 15：L1 級別燃油車VS L3 級別純電動車汽車電子成本（美元/車） 資料來源：車百智庫，五礦證券研究

39、所（注：基礎燃油車總成本不含 ICE 相 關部件 ，假設 50kWh 電池組含 BMS） 資料來源：Roland Berger，五礦證券研究所（注：不包括鋰離子電池和驅動 電機） 從汽車行業各硬件組成及軟件市場規模角度，根據 McKinsey 數據，2020-2030 年，功率電子增速最快，將從 200 億美元增長至 810 億美元，CAGR 為 15%；傳感器將從 300 億美元增長至 630 億美元， CAGR 為 7.7%； ECU/DCU 將從 920 億美元增長至 1560 億美元， CAGR為 5.4%；軟件將從 200 億美元增長至 500 億美元，CAGR 為 9.6%。 請仔

40、細閱讀本報告末頁聲明 Page 12 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 圖表 16：汽車軟件及各硬件市場規模（十億美元） 資料來源：McKinsey，五礦證券研究所 根據功能不同， 可以形象化的把不同類型的汽車芯片做一區分， 包括記憶、 神經網絡、大腦、目光、觸角、耳朵、眼睛以及心臟，各類芯片各司其職，在汽車行駛中將分別起到關鍵性作用，加速汽車行業電動化、智能化、網聯化升級。根據 Gartner 數據，2020-2025 年，全球半導體各類別增速中，汽車半導體排名第一，為 14.3%。 圖表 17：芯片在汽車上的應用 圖表 18：2020-2025 年全

41、球半導體各類別增速（CAGR） 資料來源：Gartner，五礦證券研究所 資料來源：Gartner，五礦證券研究所 2、智車之“心” ：智車之“心” ：傳統“三大件”向“三電”過渡，汽車功率半導傳統“三大件”向“三電”過渡，汽車功率半導體充分受益體充分受益 2.1 電動車電動車滲透率有望持續提升滲透率有望持續提升， “三電”帶來半導體增量新需求， “三電”帶來半導體增量新需求 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。 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 13

42、 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 圖表 19：燃油車 VS 電動車核心三大件變化 資料來源：大眾，搜狐，OFweek，緯湃科技，Rawsuns，五礦證券研究所 電池：一般電動汽車分為高壓平臺和低壓平臺，其中高壓平臺為動力電池，電池相當于汽油+油箱，為電動車提供動力來源。電池的核心是電芯，主要由正極、負極、電解液、隔膜等組成，要求高能量密度、長壽命、可靠安全，正極材料主要有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元、高鎳三元，綜合考慮安全穩定性、能量密度、循環壽命和價格等因素，目前電動車市場以磷酸鐵鋰和三元鋰電池為主。 電驅：電驅是將動力電池的能量轉化成車輪的動能的

43、裝置，包括電機、傳動機構和變換器。 1）電機：電機是把電能轉換為機械能的裝置，相當于燃油車的發動機，主要由定子和轉子兩部分組成， 分為直流電機和交流電機兩種大的類型， 直流電機由于效率低、 質量大、體積大、可靠性差、無法實現制動能量回收等，目前電動車基本不再使用，主要采用交流電機，其中三相感應異步電機和永磁同步電機最常用。 2） 傳動機構： 傳動機構是將電機輸出的扭矩和轉速傳遞到汽車主軸上， 從而驅動汽車行駛的機構，主要包含減速器和差速器。差速器主要作用是使汽車轉彎時兩側車輪轉速不同，減速器是動力傳遞機構，相當于燃油車的變速箱，由于電機調速性能足夠寬，因而減速器一般都是固定傳動比的單級減速器，

44、即只有一個檔位的變速箱。 3）變換器：變換器是使電氣系統的一個或多個特性（電壓、電流、頻率、波形、相數）發生變化的裝置，主要包括逆變器和 DC/DC 轉換器。逆變器主要是將直流電轉變為交流電，從而驅動交流電機工作，進而驅動汽車行駛，所以說，逆變器直接關系到驅動電機能否可靠和高效的運行。DC/DC 轉換器主要用于直流高低壓轉換，比如將動力電池高壓（400V）轉換為低壓（12V-48V） ，給多媒體系統、空調、車燈、娛樂設施等供電。 電控：電控系統是電動汽車的總控制臺，如同“電動汽車的大腦” 。是一套機電一體化裝置，有電子處理單元（也就是電腦） ，也有復雜的機械執行模塊。電控決定了電動車的能耗、動

45、力性、操控性、舒適性等主要性能指標。電控系統主要包括整車控制器（Vehicle Control Unit，VCU） ，電機控制器（Motor Control Unit，MCU）和電池管理系統（Battery Management System，BMS） ，之間通過 CAN 網絡通信。整車控制器是電動車各個電控子系統的調控中樞，它是與駕駛員互動的主要接口，接收來自駕駛員的各項操作指令，診斷和分析整車及部件狀態，控制子系統控制器的動作，最終實現整車安全、高效行駛。電機控制器用于控制電機輸出指定的扭矩和轉速，驅動車輛行駛。電池管理系統是動力電池系統的“大腦” ，主要對電池系統的電壓、電流、溫度等數據

46、進行采集并監測，實現電池狀態監測和分析，電池安全保護，能量控制管理和信息管理功能。 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 14 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 電動車相比燃油車，能量轉換效率明顯提升。根據美國能源部數據，在綜合考慮城市/高速公路行駛環境下，燃油車的能量轉換效率僅有 16%-25%，純電動車的能量轉換效率為 86%-90%， 因此純電動車的能量轉換效率是燃油車的 3.4-5.6 倍。對于燃油車，發動機由于發熱、燃燒、摩擦等，造成的損失最大，占比達到 68-72%；對于電動車，損耗最大的是電驅系統，占比 20%，其次是電池充電，占比 10%，

47、但是電動汽車由于配備了動能回收系統，可以貢獻約 17%的能源補償，因此最終能量轉換效率可達近 9 成。 電動車能量回收僅限于采用交流電機的電動車。當駕駛員松開加速踏板后，電機進入到靜止工作狀態，車輛慣性前進的動力開始反向拖拽電機，此時電機變成發電機，定子與轉子旋轉產生交流電。對于采用交流電機的電動車，由于有逆變器，產生的交流電可以經過逆變器等轉變成直流電，最終回充給動力電池；早期電動車多采用直流電機，由于沒有逆變器，產生的交流電無法回充給電池，因此沒有能量回收系統。 1L 汽油所蘊含的能量相當于 8.9kWh 電能（國際通用換算標準） ，以燃油車油箱 50L 計算，相當于電能 445kWh，目

48、前市場上純電動車電池能量大約在 20-100kWh 之間，對比之下，燃油車的能量是純電動車的 4.5-22.3 倍。但是電動車憑借較高的能量轉換效率，仍然能夠實現和燃油車相近的續航里程（大約 500km） ，未來，如果開發新材料、新體系取得突破，將有望進一步提升動力電池能量密度，進而提升續航里程。 圖表 20：燃油車 VS 純電動車能量轉換效率 資料來源：U.S. Department of Energy，五礦證券研究所 圖表 21：電動車“三電”系統 圖表 22：純電動車核心部件 資料來源：汽車人參考，五礦證券研究所 資料來源：EERE，五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 1

49、5 / 41 Table_Page 電子電子 2022 年 5 月 13 日 對比燃油車與電動車成本，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%。 圖表 23：傳統燃油車與新能源車成本結構對比 資料來源：高工機器人，五礦證券研究所 動力電池在電動車成本中占比達到 38%，是占比最大的組件，因此電動車成本下降很大程度上取決于電池成本的下降，換言之，電動車的滲透率提升速度很大程度上取決于電池成本下降的速度。在電

50、動車早期發展階段，由于電池成本較高，往往需要政府補貼來推動電動車走向市場，隨著電池技術不斷進步，電池成本不斷下降，驅動電動車成本下降，逐步擺脫了對補貼的依賴，促進了電動車滲透率逐步提升。 根據 ICCT 預測，動力電池成本未來將呈現持續下降趨勢，其中美國市場動力電池系統成本從 2020 年的 152 美元/kWh 下降至 2030 年的 74 美元/kWh，年均下降率為 6.9%；中國市場動力電池系統成本從 2020 年的 123 美元/kWh 下降至 2030 年的 58 美元/kWh， 年均下降率為 7.2%， 2035 年將降至 51 美元/kWh。 整體來看， 中國動力電池系統成本低于