碳化硅引领行业增速,汽车、新能源与工控驱动行业增长
2021-2025 年全球功率器件市场将由 259 亿美元增至357 亿美元,年复合增速约为 8.4%。其中,宽禁带半导体如碳化硅、氮化镓市场增速最快均超40%,结合Omdia、Yole 数据,我们测算 25 年全球碳化硅器件市场将达43 亿美元(占12%);IGBT为最主要器件,受益于汽车、新能源等新增应用,市场规模将从21 年9.7亿美元快速增至 136 亿美元(占 38%),年复合增速约为12.8%;MOSFET 消费类应用等存量市场下降而汽车、新能源等新增应用增长,市场基本保持稳定,25 年市场规模约为 104 亿美元(占 29%)。
2025 年汽车和工控将成为功率器件最主要市场,占比达41%和30%。结合Omdia、Yole 数据,我们测算 2025 年全球汽车(含新能源汽车)功率器件市场将增至142亿美元(占 41%),21-25 年复合增速最快为 18%,工控市场将增至107 亿美元(占30%),21-25 年复合增速为 13%,新能源发电市场将增至20 亿美元(占6%),21-25年复合增速达 13%;此外,电网市场将增至 8 亿美元(占2%),21-25 年复合增速达 19%.
新能源汽车中电能取代燃油成为汽车驱动的能量来源,每次电流电压的变换均需用到功率器件。“三电系统”即电池、电机及电控系统取代汽油发动机、油箱或变速器;同时,配套新增 DC-DC 模块、电机控制系统、电池管理系统及高压电路等系统以完成电能在汽车中的分配与管理。以纯电动汽车为例,在驱动端,电流依次经外部充电设备、车载充电机 OBC(输入为交流电流时使用)、电池、逆变器、电机电控、减速箱及车轮,同时通过电池管理系统进行能量管理;在车身及辅助系统端,电流从电池处流出,经过 DC-DC 转换器、低压电池、辅助系统。
汽车电动化加速,功率器件单车价值量最多将增至700 美金以上。根据英飞凌汽车事业部数据,汽车电动化和智能化芯片市场未来五年将分别以22%和21%的复合增速快速增长,21 年纯电动汽车功率器件单车价值量约450 美元,其中主逆变器占 70%,车载充电器(OBC)、BMS 及 DC-DC 电源等系统占30%。随着自动驾驶、汽车功率提升、碳化硅及氮化镓加速渗透,25 年纯电动汽车功率器件单车价值量将约 700 美元。