新能源背景下，汽車電子為光伏風電/充電樁等帶來層出不窮的機會

• 陳博 2023年10月27日 來源：中研網 664 38
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汽車電子控制系統是指在汽車上應用電子技術來實現對汽車運行狀態的監測和控制。汽車電子控制系統主要有電子控制單元（包括軟件)、傳感器和執行器。汽車電子控制系統事先將一系列的指令程序儲存在ECU程序存儲器中，這些指令程序在設計、制造時就已經定好了，電子控制單E

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汽車電子控制系統是指在汽車上應用電子技術來實現對汽車運行狀態的監測和控制。汽車電子控制系統主要有電子控制單元(包括軟件)、傳感器和執行器。汽車電子控制系統事先將一系列的指令程序儲存在ECU程序存儲器中，這些指令程序在設計、制造時就已經定好了，電子控制單元輸入信號來自控制系統的各個傳感器。它對各傳感器輸入的電信號以及部分執行器的反饋電信號進行綜合分析與處理，給傳感器提供參考電壓，然后向執行器輸出控制信號，使執行器按控制目標的要求進行工作。ECU工作時接收分布在汽車各部位的傳感器送來的信號，它把這些輸入信息與存儲器中的“標準參數"進行比較，根據結果控制執行器采取相應的動作。汽車車身控制系統包涵導航系統、防撞控制系統、智能前照燈系統(AFS)、車身穩定控制系統(VSC/DSC/ESP)。

汽車電子控制系統是指在汽車上應用電子技術來實現對汽車運行狀態的監測和控制。汽車電子控制系統主要有電子控制單元(包括軟件)、傳感器和執行器。汽車電子控制系統事先將一系列的指令程序儲存在ECU程序存儲器中，這些指令程序在設計、制造時就已經定好了，電子控制單元輸入信號來自控制系統的各個傳感器。它對各傳感器輸入的電信號以及部分執行器的反饋電信號進行綜合分析與處理，給傳感器提供參考電壓，然后向執行器輸出控制信號，使執行器按控制目標的要求進行工作。ECU工作時接收分布在汽車各部位的傳感器送來的信號，它把這些輸入信息與存儲器中的“標準參數"進行比較，根據結果控制執行器采取相應的動作。汽車車身控制系統包涵導航系統、防撞控制系統、智能前照燈系統(AFS)、車身穩定控制系統(VSC/DSC/ESP)。

自改革開放以來，人們生活質量水平大幅提升，為滿足越來越多的人在日常生活中對汽車的需求，加之國家大力扶持以及電子技術等的迅猛發展，我國的汽車技術得到了空前的發展。

近年來，隨著電子技術、計算機技術和信息技術的應用，汽車電子控制技術得到了迅猛的發展，尤其在控制精度、控制范圍、智能化和網絡化等多方面有了較大突破。汽車電子控制技術已成為衡量現代汽車發展水平的重要標志。

1、光伏風電：對功率器件(IGBT、MOS)需求爆發式增長

光伏逆變器作為光伏發電的核心部件，將帶動 IGBT 需求增長。光伏逆變器是可以將光 伏(PV)太陽能板產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電(AC)的變頻器，可直接 影響光伏逆變器在下游端的光伏發電效率，是光伏逆變器提高光伏能力轉化率的核心器 件。根據中國光伏行業協會預測，假設 2025 年光伏逆變器中功率半導體單位成本約為 1350 萬元/GW，預計 2025 年全球光伏逆變器功率半導體市場新增規模將達到 40.5 億元， 2021-2025 年累計市場需求規模將增長 176.3 億元。

風力發電機變頻器中應用到大量功率器件。風力發電是將風能轉換為電能的過程，主電 路中利用 AC/DC 轉換器將風力發電機的輸出電力轉換為直流電，再通過變頻器系統調節 為可入網電流，再由逆變器將直流電轉換為商用頻率的交流電。因此，風力發電機中變頻 器會用到大量的功率半導體元件，包括 IGBT、MOSFET、GTO 等。

根據 Yole 預測，在電動汽車、新能源發電等多個領域需求帶動下，2026 年硅基 MOSFET 市場空間有望達到 94 億美金，IGBT 市場空間有望達到 84 億美金。CAGR6 分別達到 3.8% 和 7.5%。

2、充電樁：800V 高壓平臺有望普及，SiC 產業鏈值得重視

目前汽車半導體主要采用硅基材料，但受自身性能極限限制，硅基器件的功率密度難以進 一步提高，硅基材料在高開關頻率及高壓下損耗大幅提升。與硅基半導體材料相比，以碳 化硅為代表的第三代半導體材料具有高擊穿電場、高飽和電子漂移速度、高熱導率、高抗 輻射能力等特點。

和傳統硅基材料相比，SiC 模塊的開關損耗和導通損耗顯著低于同等 IGBT 模塊，此外， SiC 器件在相同功率等級下，體積顯著小于硅基模塊，有助于提升系統的功率密度。更高 的電子飽和漂移速率有助于提升器件的工作頻率，實現高頻開關;高臨界擊穿電場的特性 使其能夠將 MOSFET 帶入高壓領域，克服 IGBT 在開關過程中的拖尾電流問題，降低開 關損耗和整車能耗，減少無源器件如電容、電感等的使用，從而減少系統體積和重量。

根據 Omdia 數據，2019 年 SiC 全球市場規模為 9.84 億美元，但到 2029 年有望超過 50 億 美元，新能源汽車(包括電動和混動)將成為 SiC 需求的最大應用場景，其它的應用場景 包括新能源電站、UPS 等。

2019 年，保時捷發布全球首款搭載 800V 電壓平臺的量產車 Taycan，充電功率最高可達 270kW，采用 800V 電壓系統充電 80%僅需 22.5 分鐘(400V 則需 90 分鐘)。2021 年 10月 24 日，小鵬汽車 CEO 何小鵬表示，小鵬汽車希望做到國內首個量產配置 SiC 芯片的 800V 高壓平臺，支持充電 5 分鐘，續航 200 公里。同時，小鵬汽車也將推出配套的 480kW 高壓超充樁。此外，小鵬還為用戶設計了儲能站，宣稱可一次滿足 30 輛車的超充。也就 是說，小鵬汽車補能方面將推出 800V+480kW 超充+超級儲能站的三種方案。我們預計未 來隨著高壓平臺的快速普及，SiC 在高端車型的電機控制器領域滲透率將會逐漸提升，整 個 SiC 產業鏈也將迎來爆發機遇。

Cree 是 SiC 行業絕對龍頭，國內 SiC 產業有望得到快速發展。Cree 成立于 1987 年，1991 年全球 率先將碳化硅商業化。2021 年更名 Wolfspeed。目前，Wolfspeed 擁有 SiC 全產業鏈布局，并在導 電型 SiC 襯底擁有超過 60%的市占率，在碳化硅功率器件的市場中也走在前列，II-VI 和 SiCrystal 位列全球二、三位，市占率分別達到 16%和 12%。國內 SiC 襯底環節代表廠商為天科合達 (未上市)及天岳先進(待上市)，目前仍處于追趕者地位;外延環節技術難度和壁壘相對較低， 襯底廠商普遍具備外延片的生產能力;器件環節發展仍受到襯底產能的掣肘。

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