汽車行業：智能駕馭、電動未來系列報告800V高壓快充系統性技術升級帶來價值增量-20211230（28頁）.pdf

1、敬請閱讀末頁的重要說明證券研究報告 | 行業深度報告2021 年 12 月 30 日推薦推薦（維持）（維持）800V 高壓快充：系統性技術升級帶來價值高壓快充：系統性技術升級帶來價值增增量量中游制造/汽車電動車滲透率快速提升電動車滲透率快速提升， 車企競爭更加多元車企競爭更加多元， 提升補能效率成為車企提升用戶體驗提升補能效率成為車企提升用戶體驗、差異化競爭的重要方向，差異化競爭的重要方向，800V 高壓快充是重要的手段之一，車企正在大力布局，高壓快充是重要的手段之一，車企正在大力布局，800V 高壓平臺帶來系統性技術升級，伴隨諸多部件的價值提升，維持行業高壓平臺帶來系統性技術升級，伴隨諸多部

2、件的價值提升，維持行業“推薦推薦”評級評級?？s短充電時間是提升電動車品牌力和使用體驗的關鍵之一?？s短充電時間是提升電動車品牌力和使用體驗的關鍵之一。隨著電動車滲透率的快速提升，車企的競爭更加深化和多元，未來幾年是車企品牌向上、服務升級、 差異化競爭的最佳窗口時間， 縮短充電時間是提升電動車使用體驗的主要訴求之一，國內外整車廠爭相布局 800V 快充，有望率先在高端車上配置。800V 電氣架構升級具備長期趨勢電氣架構升級具備長期趨勢，系統性技術升級將帶來價值增量系統性技術升級將帶來價值增量。車端由400V 向 800V 架構升級，涉及到電池（負極、BMS 升級，價值量提升）、電控（SiC 替代

3、Si IGBT,價值量提升 20%以上）、“小三電”（SiC 替代 Si IGBT,價值量提升 15%以上）、高壓連接器（性能升級，單車價值量提升 800 元以上）、電子元器件（高壓直流繼電器價值量提升 40%以上，熔斷器及薄膜電容價值量提升 20%以上）等多部件聯動升級，帶來產品價值增量或進口替代機會。車企紛紛布局車企紛紛布局 800V 快充方案，相關車型未來兩年陸續交付?？斐浞桨?，相關車型未來兩年陸續交付。國外車企中，保時捷 Taycan 是第一臺 800V 架構的電動車，已經論證了可行性，通用表示電動悍馬將采用 800V 系統，現代 e-GMP 純電平臺會用 800V 架構。國內未來 2

4、-3 年將推出較多 800V 車型，例如小鵬 G9、長城機甲龍、廣汽 AION VPLUS、極氪、極狐S 等，同時車企會陸續布點 800V 快充樁。投資建議：整車廠，投資建議：整車廠，重點推薦具備相關 800V 技術優勢助力品牌升級的車企：比亞迪、長城汽車、廣汽集團、吉利汽車、小鵬汽車、理想汽車。零部件，零部件，重點推薦卡位技術升級帶來的進口替代、供應鏈變革機會的企業：欣銳科技、斯達半導（電子）。建議關注高壓系統中其他零部件和元器件供應商，建議關注高壓系統中其他零部件和元器件供應商，電機電控、OBC/DCDC/PDU：匯川技術（電新）、精進電動；高壓連接器：瑞可達（通信）；直流繼電器：宏發股份

5、（電新）；薄膜電容：法拉電子（電子） ；熔斷器：中熔電氣。風險提示風險提示：1、新能源汽車銷量不及預期；2、大功率充電樁普及不及預期；3、800V 新車型推進力度不及預期。重點公司主要財務指標重點公司主要財務指標股價股價20EPS21EPS22EPS21PE22PEPB評級評級比亞迪270.001.451.573.57172.275.69.5強烈推薦-A匯川技術69.670.801.211.6357.742.712.9強烈推薦-A欣銳科技70.44-2.280.391.70181.741.47.9強烈推薦-A宏發股份71.051.121.621.9843.935.98.7強烈推薦-A廣汽集團1

6、5.030.580.801.1118.713.51.8強烈推薦-A長城汽車50.120.580.771.2165.041.37.9強烈推薦-A精進電動15.51-0.864.3未有評級瑞可達143.860.911.061.73131.080.1016.27未有評級法拉電子227.002.473.464.4666.2251.3916.20未有評級中熔電氣148.091.111.462.7799.3952.2614.04未有評級斯達半導399.071.132.062.99186.42128.214.01未有評級資料來源：公司數據、部分公司參考 WIND 一致預期、招商證券行業規模行業規模占比%股票

7、家數（只）2275.0總市值（億元）380304.2流通市值 （億元）310634.2行業指數行業指數%1m6m12m絕對表現-1.721.031.4相對表現-1.825.633.0資料來源：公司數據、招商證券相關報告相關報告1、汽車行業 2022 年投資策略“智能駕馭，電動未來”加速發展2021-11-092、線上選買成汽車重要消費方式汽車行業周報2021-10-113、9 月狹義乘用車零售預計158 萬輛汽車行業周報2021-09-22智能駕馭、電動未來系列報告智能駕馭、電動未來系列報告敬請閱讀末頁的重要說明2行業深度報告正文目錄正文目錄一、高壓快充已成為充電難題的重要解決方案.51、充電

8、焦慮亟待解決. 52、ChaoJi 快充標準即將落地.63、高壓方案已獲車企認可. 8二、全系高壓快充有望成為主流架構. 9三、系統性技術升級帶來多處價值增量.121、動力電池：電芯、負極和 BMS 技術升級.122、電控、OBC、DC/DC：功率器件升級，SiC 需求增加.133、高壓連接器：用量和性能都將提升.174、高壓直流繼電器：高壓化、高性能拉升附加值.205、熔斷器：激勵熔斷器滲透率提高，單車價值量提升.216、薄膜電容：耐壓及安全性升級，單車價值提升.237、系統性技術升級帶來多部件價值量提升.24四、車企紛紛布局，產業趨勢明確.251、華為：打造行業內首個全棧高壓平臺解決方案.

9、252、小鵬汽車：車端、樁端同時布局.263、廣汽集團：車端、樁端同時布局.264、長城汽車：已布局快充電池.275、嵐圖汽車：全棧布局高壓快充系統.286、比亞迪：基于 e 平臺 3.0 打造快充技術.28五、投資策略及風險提示. 281、投資策略. 282、風險提示. 29圖表目錄圖表目錄圖 1：長途旅行中 ICEV、普通電動車與大功率電動車的對比. 5圖 2：充電基礎設施成為國家戰略，補貼從車上向車下轉移.6圖 3：國內 ChaoJi 充電標準 2021 年發布.7圖 4：海外快充標準向 1000V、500A 發展.7qRqOtRoQsOwOsQoNuNvNzQ8OaO7NpNqQsQq

10、ReRrQtRjMmPqQaQmMwPvPnQnOxNpMmN敬請閱讀末頁的重要說明3行業深度報告圖 5：ChaoJi 充電標準兼容性強.8圖 6：樁端高壓化部件新選型比例較小.9圖 7：車端高壓化主要零部件需重新選型.9圖 8：全系高壓系統架構.10圖 9：部分高壓系統架構.10圖 10：全部低壓系統架構.11圖 11：保時捷 Taycan 高壓架構.11圖 12：石墨表面包覆/混合無定型碳微觀結構. 12圖 13：納米硅負極微觀形貌.12圖 14：BMS 主要功能.12圖 15：BMS 電器架構.12圖 16：Si IGBT 和 SiC MOSFET 耐壓程度對比. 13圖 17：Si I

11、GBT 和 SiC MOSFET 轉化效率對比.13圖 18：SiC MOSFET 尺寸遠小于 Si MOSFET.13圖 19：SiC MOSFET 的損耗小于 Si IGBT. 13圖 20：SiC 在多方面提升效率差異.14圖 21：2021 年 SiC 功率器件中 600V 產品占比高.14圖 22：預計 2026 年 SiC 功率器件中 1200V 產品占主要份額. 14圖 23：全球碳化硅產業鏈參與者眾多.15圖 24：SiC 產業鏈主要有晶片、外延和器件三個環節.15圖 25：全球碳化硅導電型襯底市場 Cree 一家獨大.15圖 26：全球碳化硅導電型外延片市場由雙寡頭壟斷. 1

12、6圖 27：全球碳化硅功率器件市場海外巨頭占據主要份額. 16圖 28：國外 SiC 襯底技術進展. 16圖 29：國內 SiC 襯底技術進展. 16圖 30：高壓連接器在整車的分布情況.18圖 31：連接器下游應用領域.19圖 32：2019 年連接器全球競爭格局.19圖 33：繼電器在新能源汽車中的應用.20圖 34：繼電器在充電樁中的應用.20圖 35：2019 年新能源高壓直流繼電器全球市場份額.21圖 36：2019 年新能源高壓直流繼電器國內市場份額.21敬請閱讀末頁的重要說明4行業深度報告圖 37：熔斷器在新能源汽車的應用.21圖 38：2019 年熔斷器全球市場份額.23圖 3

13、9：2019 年新能源汽車熔斷器國內市場份額.23圖 40：DC-Link 電容安全膜與普通膜對比.24圖 41：全球薄膜電容市場格局.24圖 42：華為動力域全棧高壓解決方案.25圖 43：高壓架構下整車成本上升小于 2%.26圖 44：小鵬汽車 800V 車、樁方案. 26圖 45：廣汽埃安超倍速電池和 A480 超充裝.27圖 46：廣汽超充樁將加速布局.27圖 47：蜂巢能源 800V 超級快充電池系統.27圖 48：蜂巢能源 800V 高壓架構. 27圖 49：蜂巢能源 800V BMS.27圖 50：蜂巢能源高效熱管理.27圖 51：嵐圖汽車 800V 超級快充. 28圖 52：嵐

14、圖汽車 800V SiC 電驅總成.28圖 53：比亞迪 e 平臺 3.0 高壓快充功能.28圖 54：汽車行業歷史 PEBand.29圖 55：汽車行業歷史 PBBand.29表 1：全球部分國家快充功率規劃.6表 2：主機廠紛紛布局高壓快充技術.8表 3：2020 年國內主要碳化硅投資擴產情況.16表 4：國內小三電出貨情況.17表 5：汽車連接器分類.18表 6：汽車低壓連接器 vs 高壓連接器.18表 7：國內主要高壓連接器生產廠家.19表 8：新能源汽車熔斷器數量.22表 9：激勵熔斷器和電力熔斷器對比.22表 10：新能源汽車應用的薄膜電容器.23表 11：800V 受益板塊價值量

15、及相關標的.25敬請閱讀末頁的重要說明5行業深度報告一、一、高壓快充已成為充電難題的重要解決方案高壓快充已成為充電難題的重要解決方案1、充電焦慮亟待解決充電焦慮亟待解決縮短充電時間是目前提升電動車使用體驗的關鍵縮短充電時間是目前提升電動車使用體驗的關鍵。當補貼力度越來越弱，推力漸小，加速電動汽車產業化的解決方案要回歸到本質上：主動地解決消費者關心的實際應用問題，目前來看消費者最為關心的問題就是續航和充電。如今車企推出的新車電池容量可做到 100kWh，續航多在 500km 上下，甚至高達 700km，續航不再是最大的負累。根據Enabling Fast Charging:A Technolog

16、y Gap Assessment做的一項實驗：在 525 英里（1 英里=1.6 公里）的旅程中，普通燃油車只需要加油一次，總耗時 8 小時 23 分鐘；續航 200 英里 50KW 的直充電動車需要充電四次，每次充電耗時 40 分鐘，旅途累計耗時 10 小時 48 分鐘；續航 300 英里 120KW 的直充電動車需要充電 1 次，每次充電耗時 68 分鐘，旅途累計耗時 9 小時 16 分鐘；而續航 300 英里 400KW 的直充電動車單次充電僅需 23 分鐘，旅途總計耗時 8 小時 31 分鐘，整體耗時不輸燃油車。圖圖1：長途旅行中：長途旅行中 ICEV、普通電動車與大功率電動車的對比、

17、普通電動車與大功率電動車的對比資料來源：Enabling Fast Charging:A Technology Gap Assessment、招商證券加強充電基礎設施建設，提升充電體驗是大勢所趨。加強充電基礎設施建設，提升充電體驗是大勢所趨。政策方面， 2020 年政府工作報告中將充電基礎設施納入“新基建”，成為七大產業之一； 2020 年能源工作指導意見中指出要加強充電基礎設施建設，提升新能源汽車的充電保障能力； 交通運輸部關于推動交通運輸領域新型基礎建設的指導意見中明確要在高速公路服務區建設超級快充、大功率充電汽車充電設施。敬請閱讀末頁的重要說明6行業深度報告圖圖2：充電基礎設施成為國家戰

18、略，補貼從車上向車下轉移：充電基礎設施成為國家戰略，補貼從車上向車下轉移資料來源：蓋世汽車、招商證券大功率充電是提升充電效率的重要路徑大功率充電是提升充電效率的重要路徑。全球多個國家均提出了提升充電功率的規劃，眾多企業積極研發和建設大功率充電設施。據 EVICPA 統計，2016-2019 年，中國新增公共直流充電樁的平均功率不斷上升，由 69.2kW 上升至115.8kW。表表 1：全球部分國家快充功率規劃：全球部分國家快充功率規劃國家國家時間節點時間節點充電功率（充電功率（kW）美國2020 年350-4002025 年-歐洲2020 年3502025 年-日本2020 年150-2002

19、025 年350-400資料來源：EVICPA、招商證券2、ChaoJi 快充標準即將落地快充標準即將落地國內國內 ChaoJi 充電標準充電標準 2021 年發布年發布， 超級充電基礎設施加速布局超級充電基礎設施加速布局。 ChaoJi 充電源自中國大功率充電研究， 并與德國、日本交流推進，可支持 350kW-900KW 大功率充電，充電電壓 1000-1500V，充電電流 500-600A，10 分鐘增加續航300 公里以上。新一代的 ChaoJi 充電技術路線發端于電動汽車大功率充電需求，但并不簡單指大功率充電接口，而是一套完整的電動汽車直流充電系統解決方案。立項標準預計 2021 年底

20、完成，并開啟試點示范，預計 2025 年普遍安裝。敬請閱讀末頁的重要說明7行業深度報告圖圖3：國內：國內 ChaoJi 充電標準充電標準 2021 年發布年發布資料來源：NE 時代、招商證券圖圖4：海外快充標準向：海外快充標準向 1000V、500A 發展發展資料來源：NE 時代、招商證券ChaoJi 充電標準兼容性強，有望統一多國標準。充電標準兼容性強，有望統一多國標準。ChaoJi 技術解決了國際上現有充電系統存在的一系列缺陷和問題，為世界提供一個統一的、安全的、可靠的、低成本充電系統解決方案。在產業發展初期，國際上出現了 CHAdeMO、GB/T、CCS1、CCS2 等四種主流直流接口技

21、術形式，這些技術各有特點和優勢，但也逐步暴露出一些技術問題和安全隱患，世界電動汽車產業需要一個統一的、安全的、兼容的充電接口，ChaoJi 充電能夠向前兼容（老標準） ，向后兼容（具有可擴展性） ，也可以支持慢充，能夠一統中國、日本、歐洲老標準，不會造成浪費，目前日本已經確認采用 ChaoJi 充電接口，IEC 已經采納了 ChaoJi 方案，如果能得到歐洲認可就會成為唯一的電動汽車接口和系統標準。敬請閱讀末頁的重要說明8行業深度報告圖圖5：ChaoJi 充電標準兼容性強充電標準兼容性強資料來源：汽車測試網、招商證券3、高壓方案已獲車企認可高壓方案已獲車企認可車企紛紛布局高壓快充方案。車企紛紛

22、布局高壓快充方案。想要實現大功率充電，要么提升電壓，要么提升電流，根據發熱量公式 Q=I2Rt，電流的提升會導致電氣系統發熱加劇， 對散熱的要求很高。 目前， 高壓快充成為行業的多數選擇， 2019 年保時捷的 Taycan全球首次推出 800V 高電壓電氣架構，搭載 800V 直流快充系統并支持 350kw 大功率快充。而進入 2021 年后高壓快充路線受到越來越多主機廠的青睞，先是現代、起亞等國際巨頭發布 800 伏平臺，之后比亞迪、長城、廣汽、小鵬等國內主機廠也相繼推出或計劃推出 800V 平臺，高壓快充體驗將會成為電動車市場差異化體驗的重要標準。表表 2：主機廠紛紛布局高壓快充技術：主

23、機廠紛紛布局高壓快充技術時間時間品牌品牌具體特征具體特征2019保時捷Taycan，全球首次推出 800V 高電壓電氣架構，搭載 800V 直流快充系統并支持 350kw 大功率快充2021.2現代IONIQ5,支持 400V 和 800V 充電樁。當使用 350kW 充電樁進行充電時，從 30%電量充至80%需要 14 分鐘，充電 5 分鐘可以增加 100km 的續航里程起亞起亞起亞 EV6，400V 和 800V 充電，14 分鐘就能實現從 30%到 80%的超高速充電。2021.4比亞迪e 平臺平臺 3.0，800V、充電 5 分鐘行駛 150km極氪極氪極氪 001，車端支持最高 36

24、0kW 超級快充，最快實現充電 5 分鐘、續航 120km。30%-80%充電時間只需 25 分鐘極狐極狐阿爾法極狐阿爾法 S，支持 800V 超級閃充功能，2.2C 大倍率充電，15 分鐘即可充入 50%電量，同時還帶有 7.5kW 無線充電系統長城汽車第一代蜂速快充電芯 158Ah 電芯，能量密度 250Wh/kg，2.2C 快充可實現 20-80%SOC 時間 16 分鐘，2021 年年底前即可量產；第二代 4C 快充電芯產品容量 165Ah，能量密度大于260Wh/kg，可實現 20-80%，SOC 快充時間 10 分鐘，量產預計在 2023 年 Q22021.8廣汽埃安超倍速電池的電

25、壓可達 880V，最高充電功率為 480kW，在其配套的 A480 超級充電樁上，可實現 6C 的高倍率充電，充電 5 分鐘續航里程增加 200 公里；充電端，A480 超級充電樁，最大充電功率可達 480kW2021.9嵐圖800V,充電功率 360KW，充電 10 分鐘可續航 400KM2021.1小鵬800V,充電功率 480KW，充電 5 分鐘可續航 200KM；充電端，發布了 480kW 高壓超充樁敬請閱讀末頁的重要說明9行業深度報告資料來源：汽車之家、招商證券從樁端看從樁端看，高壓零部件的成熟度較高高壓零部件的成熟度較高。充電槍、線、直流接觸器和熔絲等需重新選型，目前均有成熟產品，

26、其余部件均無需改變。圖圖6：樁端高壓化部件新選型比例較?。簶抖烁邏夯考逻x型比例較小資料來源：蓋世汽車、招商證券從車端看，高壓主要部件均需重新選型。從車端看，高壓主要部件均需重新選型。高壓電池、BMS、電驅、OBC、DC/DC、PTC、空調、高壓連接器等均需重新選型。圖圖7：車端高壓化主要零部件需重新選型：車端高壓化主要零部件需重新選型資料來源：蓋世汽車、招商證券二、二、全系高壓快充有望成為主流架構全系高壓快充有望成為主流架構目前預計能實現大功率快充的高壓系統架構共有三類目前預計能實現大功率快充的高壓系統架構共有三類，全系高壓有望成為主流，全系高壓有望成為主流：（1）全系高壓，即全系高壓，即

27、 800V 動力電池動力電池+800V 電機、電控電機、電控+800V OBC、DC/DC、PDU+800V 空調、空調、PTC。優勢優勢：能量轉化率高，例如電驅動系統的能量轉化率為 90%，DC/DC 的能量轉化率為 92%，如果全系高壓則不需要敬請閱讀末頁的重要說明10行業深度報告通過 DC/DC 來降壓，體系能量轉化率為 90%，如果通過 DC/DC 降壓，則體系能量轉化率為 90%92%=82.8%。劣勢：劣勢：該架構不僅對電池系統要求很高，電控、OBC、DC/DC 中功率器件需要由 Si 基 IGBT 替換成 SiC MOSFET，電機、壓縮機、PTC 等均需要提升耐壓性能，短期車端

28、成本提升較高，但長期來看，產業鏈成熟以及規模效應具備之后，部分零部件體積減小，能效提升，整車成本會下降。圖圖8：全系高壓系統架構：全系高壓系統架構資料來源：Enabling Fast Charging:A Technology Gap Assessment、招商證券（2）部分高壓，即部分高壓，即 800V 電池電池+400V 電機、電控電機、電控+400V OBC、DC/DC、PDU +400V 空調、空調、PTC。優勢：優勢：基本沿用現有架構，僅升級動力電池，車端改造費用較小，短期有較大實用性。劣勢：劣勢：多處使用 DC/DC 降壓，能量損失較大。圖圖9：部分高壓系統架構：部分高壓系統架構資

29、料來源：Enabling Fast Charging:A Technology Gap Assessment、招商證券（3）全部低壓架構，即全部低壓架構，即 400V 電池（充電串聯電池（充電串聯 800V，放電并聯，放電并聯 400V）+400V 電機、電控電機、電控+400V OBC、DC/DC、PDU +400V 空調、空調、PTC。優勢：優勢：車端改造小，電池僅需改造 BMS 即可。劣勢：劣勢：串聯增多，電池成本增加，沿用原有動力電池，對充電效率的提升有限。敬請閱讀末頁的重要說明11行業深度報告圖圖10：全部低壓系統架構：全部低壓系統架構資料來源：Enabling Fast Charg

30、ing:A Technology Gap Assessment、招商證券（4）以保時捷）以保時捷 Taycan 為例：為例：除空調壓縮機外，基本實現全系高壓架構除空調壓縮機外，基本實現全系高壓架構樁端：有普通交流充電樁、普通直流充電樁、超級直流快充樁三種方案。（1）400V 交流充電樁，與 OBC 配合使用，在車端將 400V 交流電轉換升壓成 800V 直流電；（2）400V 直流充電樁，與車載 DC/DC 配合使用，在車端將 400V 直流電升壓成 800V 直流電；（3）800V 直流充電樁，直接在充電樁中輸出 800V 直流電。車端：800V 電池+800V 電機、電控+800V OB

31、C、DC/DC、PDU +800V PTC+400V 空調壓縮機。（1）電機、電控、PTC 等都是 800V 標準，直接使用動力電池輸出的 800V 高壓電；（2）壓縮機是 400V 標準，與車載 DC/DC 配合，將動力電池輸出的 800V 直流電降壓至 400V 直流電；（3）底盤防傾桿是 48V 標準，與車載 DC/DC 配合，將動力電池輸出的 800V 直流電降壓至 48V 直流電；（4）車載電源是 12V 標準，與車載 DC/DC 配合，將動力電池輸出的 800V 直流電降壓至 12V 直流電；圖圖11：保時捷：保時捷 Taycan 高壓架構高壓架構資料來源：NE 時代、招商證券敬請

32、閱讀末頁的重要說明12行業深度報告三、三、系統系統性性技術升級帶來多處技術升級帶來多處價值價值增量增量1、動力電池：電芯、負極和、動力電池：電芯、負極和 BMS 技術升級技術升級電芯一致性要求提升。電芯一致性要求提升。800V 平臺電池串聯數量較多，如果電池之間有差異性，電池使用壽命受到影響，對電芯生產工藝要求提高，一致性要求提升。負極改性或使用硅碳負極負極改性或使用硅碳負極。動力電池快充性能的掣肘在于負極，一方面石墨材料的層狀結構，導致鋰離子只能從端面進入，離子傳輸路徑長；另一方面石墨電極電位低，高倍率快充下石墨電極極化大，電位容易降到 0V 以下而析鋰。一方面可以通過石墨改性解決，即表面包

33、覆、混合無定型碳，無定型碳內部為高度無序的碳層結構，可以實現 Li+的快速嵌入；另一方面是使用硅負極，理論容量高（4200mAh/g，遠大于碳材料的 372mAh/g） ，嵌鋰電位高析鋰風險小可以承受更大的充電電流。圖圖12：石墨表面包覆：石墨表面包覆/混合無定型碳微觀結構混合無定型碳微觀結構圖圖13：納米硅負極微觀形貌：納米硅負極微觀形貌資料來源：Advanced Energy Materials、招商證券資料來源：廣汽研究院、招商證券BMS 串聯比例增加串聯比例增加。800V 電驅動系統電池組需要兩倍數量的串聯電池，因此需要兩倍數量的電池管理系統電壓檢測通道。假設 400V 電池組使用 9

34、6 個串聯電池，800V 電驅動系統電池組使用 192 個串聯電池，800V 電池組的 BMS總成本為 400V 電池組的 1.4 倍。圖圖14：BMS 主要功能主要功能圖圖15：BMS 電器架構電器架構資料來源：蓋世汽車、招商證券資料來源：電子發燒友、招商證券敬請閱讀末頁的重要說明13行業深度報告2、電控、電控、OBC、DC/DC：功率器件升級，：功率器件升級，SiC 需求增加需求增加SiC MOSFET 將加速替代將加速替代 Si IGBT。400V 系統中，基本用 650V、750V 或 900V 的功率模塊以滿足電控需求，800V系統中電驅動平臺提升至 1000V 或 1200V，IG

35、BT 模塊承受的最大電壓在 650V 左右，采用 SiC 材料耐壓能力高，能降低損耗。而采用碳化硅結構，從硬件到軟件都顛覆此前的系統，算法、硬件排布、包括電機方面 ECM、高壓絕緣系統也要升級。SiC 功率器件不僅在耐壓和損耗水平上都能滿足 800V 以及更高電壓平臺的需求，還具備其他方面的優勢?？傮w上，對比硅基器件，SiC 功率器件主要有三大優勢：（1）耐高溫、高壓：SiC 功率器件的工作溫度理論上可達 600以上，是同等 Si 基器件的 4 倍，耐壓能力是同等 Si基器件的 10 倍，可承受更加極端的工作環境；（2）器件小型化和輕量化：SiC 器件擁有更高的熱導率和功率密度，能夠簡化散熱系

36、統，從而實現器件的小型化和輕量化，SiC 器件體積可減小至 IGBT 整機的 1/3-1/5，重量可減小至 40-60%；（3）低損耗、高頻率：SiC 器件的工作頻率可達 Si 基器件的 10 倍，且效率不隨工作頻率的升高而降低，可降低近50%的能量損耗，同時因頻率的提升減少了電感、變壓器等外圍組件體積，從而降低了組成系統后的體積及其他組件成本。圖圖16：Si IGBT 和和 SiC MOSFET 耐壓程度對比耐壓程度對比圖圖17：Si IGBT 和和 SiC MOSFET 轉化效率對比轉化效率對比資料來源：ROHM、招商證券資料來源：汽車電子設計、招商證券圖圖18：SiC MOSFET 尺寸

37、遠小于尺寸遠小于 Si MOSFET圖圖19：SiC MOSFET 的損耗小于的損耗小于 Si IGBT資料來源：ROHM、招商證券資料來源：汽車電子設計、招商證券敬請閱讀末頁的重要說明14行業深度報告SiC 器件在充電層面提升約器件在充電層面提升約 2%效能效能，在運營層面提升約在運營層面提升約 6%效能效能。兩個系統效率差異在 8%對于同等大電池，特別是 80-100kWh 的快充電池，按照 8%的效能來算，可以得到 6.4-8kWh 的電池凈收益；如果按照 0.8 元/Wh，對應大概在 5120-6400 元。長遠來說，不光是成本受益，大容量電池想要達到高續航和高效能，必然首選 SiC

38、器件。圖圖20：SiC 在多方面提升效率差異在多方面提升效率差異資料來源：汽車電子設計、招商證券1200V 碳化硅功率產品用量將增加。碳化硅功率產品用量將增加。目前，600V 產品份額高達 61%，主要由于 Tesla 大量使用 600V 碳化硅產品，并在電動車上大量使用，占據了主要市場份額。而隨著比亞迪漢、現代 Ioniq 5 等電動車推出使用 1200V 碳化硅產品，以及后續 800V 電壓平臺推廣，預計 1200V 碳化硅產品將占據主要的增量市場。此外，通訊、光伏、工業等領域也將以 1200V 碳化硅產品為主。據 Yole 數據，預計 2026 年 1200V 碳化硅產品占比將達 49%

39、。圖圖21：2021 年年 SiC 功率器件中功率器件中 600V 產品占比高產品占比高圖圖22：預計：預計 2026 年年 SiC 功率器件中功率器件中 1200V 產品占主要份額產品占主要份額資料來源：Yole、招商證券資料來源：Yole、招商證券全球碳化硅產業鏈參與者眾多全球碳化硅產業鏈參與者眾多，老牌硅基功率企業與新興玩家同臺競技老牌硅基功率企業與新興玩家同臺競技。碳化硅產業鏈各環節與硅基產業鏈類似，主要包括襯底（對應硅片） 、外延、工藝制造、設計、模組封裝、系統應用等。老牌玩家有英飛凌、Onsemi、Rohm、ST 等，新興專攻碳化硅領域的企業有 Cree、SICC、BASIC、中科

40、漢韻等，以及主車廠/Tier 1 企業比亞迪、博世等。目前碳化硅基功率器件市占率約 5%，行業仍處于發展的早期，相關技術選型、工藝路線、客戶綁定以及電動車格局等遠未定型，給國內企業留下了足夠的空間和時間。敬請閱讀末頁的重要說明15行業深度報告圖圖 23：全球碳化硅產業鏈參與者眾多：全球碳化硅產業鏈參與者眾多資料來源：Yole、招商證券導電型碳化硅襯底市場導電型碳化硅襯底市場 Cree 一家獨大一家獨大。 導電型襯底產業主要瓶頸在于良率與長晶速度， 因 PVT 方法長晶速度過慢且良率低，導致碳化硅襯底價格遠高于硅片價格，碳化硅襯底成本占比約 40-45%。Cree 因布局較早，良率與產能規模全球

41、領先，并規劃量產 8 英寸襯底，其在襯底環節具有極強領先優勢。碳化硅外延片市場由碳化硅外延片市場由 Cree 和和 Showa Denko 雙寡頭壟斷。雙寡頭壟斷。據 Yole 數據，2020 年碳化硅導電型外延片市場中 Cree和 Showa Denko 市占率分別為 51.4%和 43.1%。外延市場處于產業鏈中間環節，通常器件廠商具備一定外延能力，因而市場規模以及玩家數量相對較小。碳化硅功率器件市場由海外巨頭主導碳化硅功率器件市場由海外巨頭主導。據 Yole 數據，2020 年碳化硅功率器件市場中，ST、Cree、ROHM、Infineon、Onsemi 市占率分別為 40.5%、14.

42、9%、14.4%、13.3%、7.7%，CR5 超過 90%。車規級器件的可靠性認證給海外頭部廠商提供了很高的進入壁壘。而傳統硅基功率器件巨頭 Infineon 和 Onsemi 因進入 SiC 行業較晚，未取得先發優勢。ST 因與 Tesla 合作而取得最大市場份額。圖圖24：SiC 產業鏈主要有晶片、外延和器件三個環節產業鏈主要有晶片、外延和器件三個環節圖圖25：全球碳化硅導電型襯底市場：全球碳化硅導電型襯底市場 Cree 一家獨大一家獨大資料來源：Yole、招商證券資料來源：Yole、招商證券敬請閱讀末頁的重要說明16行業深度報告圖圖26：全球碳化硅導電型外延片市場由雙寡頭壟斷：全球碳化

43、硅導電型外延片市場由雙寡頭壟斷圖圖27：全球碳化硅功率器件市場海外巨頭占據主要份額：全球碳化硅功率器件市場海外巨頭占據主要份額資料來源：Yole、招商證券資料來源：Yole、招商證券國內碳化硅各環節全產業鏈布局，有望快速成長。國內碳化硅各環節全產業鏈布局，有望快速成長。襯底環節廠商包括天科合達、SICC、同光晶體、東尼電子等，外延廠商包括瀚天天成、東莞天域等，設計廠商包括上海瞻芯、上海瀚薪等，IDM 廠商包括泰科天潤、中科漢韻、三安集成、華潤微等。國內供應鏈在各個環節均有布局，而碳化硅仍在快速增長階段，格局尚未固化，國內企業有望依托龐大內需市場調整海外巨頭壟斷地位。國內襯底廠商雖在產品規格和技

44、術成熟度上有差距國內襯底廠商雖在產品規格和技術成熟度上有差距， 但存在較大追趕可能但存在較大追趕可能。 目前國產 SiC 襯底已經實現微管密度小于1 個/cm2，襯底面積 95%可用，位錯約在 103/cm2；雖然在單晶一致性、成品率方面與國際先進水平仍有差距，但未來可期。圖圖28：國外：國外 SiC 襯底技術進展襯底技術進展圖圖29：國內：國內 SiC 襯底技術進展襯底技術進展資料來源：CASA、招商證券資料來源：CASA、招商證券國內廠商積極布局碳化硅器件領域，已經實現低端進口替代。國內廠商積極布局碳化硅器件領域，已經實現低端進口替代?，F在已經商業化的 SiC 產品主要集中在 650V-1

45、700V電壓等級，主要產品為二極管和晶體管，3000V 以上電壓及 SiC IGBT 尚在研發當中。國內廠商如泰科天潤已發布3300V/0.6 A-50 A SiC 二極管系列產品； 三安集成、 基本半導體等公司已實現 650V、 1200V、 1700VSiC MOSFET 的小規模量產；功率模塊方面，國內上市企業士蘭微、斯達半導等公司積極布局，目前比亞迪漢已經成功搭載了自主研發的 SiC MOSFET 控制模塊。根據 CASA Research 披露，2018 年至今，國內廠商始終加強布局第三代半導體產業，2020 年一共有 24 筆投資擴產項目（2019 年 17 筆） ，增產投資金額超

46、過 694 億元，同比增長 161%，其中 SiC 領域共 17 筆、投資 550 億元，GaN 領域共 7 比、涉及資金 144 億元。表表 3：2020 年國內主要碳化硅投資擴產情況年國內主要碳化硅投資擴產情況公司公司產品產品投資金額（億元）投資金額（億元）敬請閱讀末頁的重要說明17行業深度報告天科合達SiC 襯底9.5同光晶體SiC 襯底15南砂晶圓SiC 襯底9江蘇超芯星SiC 襯底0.8博藍特SiC 襯底、藍寶石襯底10中科鋼研SiC 襯底18RoshowSiC 襯底100泰科天潤SiC 器件、模塊15華潤微SiC 器件、模塊10西安西為電氣SiC 模塊3斯達半導SiC 模塊2.3世

47、紀金光SiC 襯底、器件、模塊2.5三安光電SiC 全產業鏈160安徽微芯長江半導體SiC 全產業鏈13.5資料來源：CASA、招商證券“小三電小三電”技術升級帶來較大邊際技術升級帶來較大邊際變量變量。 SiC“小三電”在整體價格上要高于 Si 基 IGBT“小三電”10-20%， 在“大三電”領域，整車廠自制動力較足，相比之下在“小三電”領域，整車廠外采需求更大，能滿足高壓需求的企業有望獲取更高的市場份額，行業內涌現出了一批優質的第三方零部件公司，威邁斯、富特科技、欣銳科技、英搏爾等 2021 年的銷量都在高速增長。表表 4：國內小三電出貨情況：國內小三電出貨情況2020 年年出貨量出貨量

48、（臺臺）份額份額2021 年年 9月月出貨量出貨量（臺）（臺）份額份額威邁斯19394817.30%弗迪動力6066218.70%鐵城科技14640413.10%威邁斯5582817.20%比亞迪14333812.80%新美亞5195816.10%新美亞13847312.40%富特科技3266610.10%富特科技12372211.10%鐵城科技305769.40%欣銳科技840597.50%欣銳科技183575.70%臺達電子680726.10%英搏爾158324.90%科世達-華陽474544.20%科世達118443.70%麥格米特465404.20%臺達電子87732.70%法雷奧西門

49、子299922.70%麥格米特81672.50%資料來源：NE 時代、招商證券3、高壓連接器：用量和性能都將提升、高壓連接器：用量和性能都將提升短期內用量增加，長期產品升級。短期內用量增加，長期產品升級。目前主流的充電樁是 400V，且車端驅動部件以 400V 標準為主，為了滿足 800V架構，需要增加大量 400 到 800V 的 DC/DC，從而增加連接器用量，新能源汽車單車使用連接器數量提升至 800 到1000 個（傳統汽車單車連接器數量約為 500 個） 。而 800V 連接器設計要點較多，要滿足熱管理、EMC、車機震動和腐蝕等問題，尤其是 800V 交流電頻率很快，導致 EMC 問

50、題，給其他敏感零部件帶來干擾，長期來看連接器品質升級是必然。從單車價值量的角度來說，在不含線束的情況下，一般高壓連接器單車價值量為 2000 元左右，新增高壓連接器在乘用車可以達到單車 800-1500 元，商用車可達 1500 元以上。敬請閱讀末頁的重要說明18行業深度報告表表 5：汽車連接器分類：汽車連接器分類汽車連接器分類汽車連接器分類主要連接器產品主要連接器產品低壓連接器通常用于傳統燃油車的 BMS、空調系統、車燈等單元高壓連接器普遍應用于新能源汽車的電池、PDU、OBC、DC/DC、空調、PTC 加熱、直/交流充電接口等高壓 單元高速連接器分為射頻連接器（FAKRA 、Mini-FA