弯道超车！碳化硅为车载磁元件带来哪些机遇？

　　【哔哥哔特导读】2023年新能源汽车行业虽然内卷厉害，但“外战”堪称完美，成功实现弯道超车，碳化硅是否会成为下一个站上风口的猪?

　　由于国内IGBT产业起步较晚，新能源汽车、消费电子、工业控制、新能源发电以及智能电网等IGBT市场主要被国外企业垄断。

　　根据中商产业研究院数据显示，2022年行业前三名企业的市场份额合计达51%。其中，英飞凌占比最多，达27%;三菱排名第二，占比14%;安森美占比10%，位居第三。本土企业中，士兰微在全球IGBT单管及IPM市占率分别达到3.5%和2.2%，均位列全球第八;斯达半导在全球IGBT模块市占率达3.0%，位列全球第六。

　　△全球IGBT市场竞争格局

　　不过，随着新能源汽车市场的快速发展，正在逐步改变这一局面。

　　2023年1-12月，我国新能源汽车产销分别完成958.7万辆和949.5万辆，同比分别增长35.8%和37.9%，市场占有率达到31.6%，高于上年同期5.9个百分点，连续9年位居全球第一。其中，新能源商用车产销分别占商用车产销的11.5%和11.1%;新能源乘用车产销分别占乘用车产销的34.9%和34.7%。

　　此外，2023年国产新能源汽车出口同样取得了巨大突破，中国汽车行业终于突破了那个量变引发质变的临界点。2023年我国汽车出口491万辆(整车出口485.28万辆)，出口量首次超过日本，成为全球第一大汽车出口国。其中新能源汽车出口120.3万辆，占国内总出口比例创历史新高，比亚迪贡献超两成，出口24.28万辆。

　　汽车行业格局的剧变，汽车销售行为也产生了奇奇怪怪的变化。2023年12月份，德国大众就把德国一家汽车贸易公司给起诉了，原因是这家公司从中国进口了22辆大众ID.6X汽车，打算在德国售卖，并且卖的比德国版便宜……

　　快速增长的新能源汽车正在带动国产碳化硅功率模块市场的发展。根据NE时代统计的数据显示，2023年全年终端销售725万辆(上险量)。2023年全年新能源乘用车上的单电控、双电控共854.5万套，较去年同比增长45.7%。 电控的快速增长无疑带动了碳化硅功率模块市场的快速增长，背后是增程、串并联等双电机方案的比例大幅提升;另外在市场需求快速增长的同时，也为本土的碳化硅功率半导体企业增长提供了市场空间，在碳化硅单管方面，越来越多的本土碳化硅单管开始投入规模化量产。

　　2023年1-12月新能源乘用车功率模块装机量市场占比

　　仅从新能源汽车功率模块装机量看，比亚迪已成功实现反超，进入T10的中国产厂商有5家，市场占比合计达58.2%。值得一提的是，上述数据仅统计了中国市场销售的乘用车所搭载的碳化硅功率模块，并未包括出口新能源车型搭载的碳化硅功率模块、或部分直接以零部件出口的碳化硅功率模块。

　　如果算上出口数据，国产碳化硅功率模块的装机量占比将更高。

　　深入至市场火热的碳化硅单管，2023年装机量就达到51万套，市场总体渗透率达5.97%。从碳化硅产品角度看，碳化硅单管将有望率先在小三电系统的OBC、DCDC等场景开始普及。

　　亿率动力产品总监唐志曾在此前的演讲中提到说，“尽管目前 3.3 kW的 OBC 很少用碳化硅器件，大家都觉得使用 6.6 kW的碳化硅器件才有经济价值， 但是我们发现用了碳化硅器件以后，改变拓扑充分利用碳化硅器件耐压等级高的特点，可以省掉很多元器件，比如在后级摒弃传统的LLC电路(前文提到的四合一电机驱动控制器)，改用谐振电路，由于采用了碳化硅器件，可以把频率做得很高，变压器体积做得很小，而且整个谐振电路效率也更高。3.3 kW的OBC 用碳化硅器件以后整体成本反而降低了，可以把OBC 的体积、重量、成本优化得更好。”唐志还表示，“这种碳化硅单管器件，国产碳化硅供应商已实现批量供货，价格也已经比较亲民。我们测试了几家国内碳化硅供应商，还不错，跟国外碳化硅供应商基本上同一个水平了。”

　　小鹏汽车功率电子总监陈皓也表示，“目前在一些对晶圆面积要求没那么大的部件，比如OBC，国内已有很多碳化硅器件批量性上车案例，主驱逆变器也有部分量产应用，但不多。”

　　对磁元件而言，碳化硅单管的应用也意味着要求越来越高。以频率为例，目前业界普遍的频率大致分几段，OBC 前端的 PFC 一般是60-80 kHz，OBC 的频率一般150- 200 kHz的变频，业界能够做到的最高频率是500-700 kHz，但目前国内碳化硅厂商一般能做到这个频率的很少。

　　另外，为了降低成本，不少多合一碳化硅电机驱动控制器设计方案的开始复用部分电路以达到降本的目的，对磁元件需要整合更多功能，应对更复杂的工况，更考验磁元件企业的设计能力，好处就是碳化硅单管价值量会更高。

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