新能源汽车渗透率稳中有升，续航补能加速推进。新能源车市场热度不减，展望全年，我们预计新能源汽车销量有望突破650万辆。近年来众多新车型在续航里程上有明显突破，充电体验方面，车桩比与理想目标仍有一定差距，而动辄几十分钟的快充时间也难以满足现实需求。解决补能焦虑，800V高压快充时代开启。
　　相较于大电流方案，高电压方案存在明显优势。根据公式P=UI，提升充电效率的方式有两种，分别是提升电流与提升电压。大电流方案下产生损耗较多，对汽车散热能力要求高，同时也增加了汽车布线难度，故吸引力不高。相比较而言，高电压方案规避了大电流方案下的损耗、散热、线路等问题，且实现高电压方案相对容易，通过增加串联电池单元数量便可实现，故高电压方案有望成为未来主流。目前新能源汽车主要采用400V架构，各大车厂对于800V架构正积极布局中，目前已上市的800V车型有保时捷Taycan、现代ioniq5、小鹏G9等，未来保时捷MacanEV、路特斯eletre等采用800V架构的车型将逐步面世。
　　800V架构下，相关器件有望迎来更新换代。
　　1）SiC功率器件：碳化硅拥有更为出色的电气特性。SiCMOSFET凭借在高压损耗、尺寸大小、能耗方面的优势有望广泛应用于新能源汽车800V架构。价值量方面，800V架构下SiCMOSFET价值量有望达到6400元。
　　2）BMS模拟前端芯片与隔离芯片：800V架构下电芯数量翻倍将带动模拟前端芯片AFE需求，AFE单车价值量有望达到1600元左右。新能源单车使用数字隔离芯片约35颗，价值约为200-300元；隔离驱动芯片约20颗，价值约为150元。
　　3）薄膜电容：凭其自愈特性、耐压耐电流能力与低ESR性，薄膜电容有望广泛用于800V架构中。价值量方面，800V架构下薄膜电容单车价值量有望达到500元左右。
　　4）高压直流继电器：高压直流继电器自身所具备的耐高压、耐负载、耐冲击能力与抑弧能力使其可广泛应用于800V架构中。价值量方面，800V架构下高压直流继电器单车价值量有望达到670元以上，充电桩单桩价值量在200-300元左右。
　　5）激励熔断器：激励熔断器能够根据保护要求调整特性，未来有望代替电力熔断器应用于800V架构中。价值量方面，800V架构下激励熔断器单车价值量有望达到780元左右。
　　6）磁性元件：800V架构下新能源汽车与直流充电桩对磁性元件的需求有望进一步提升。价值量方面，800V架构下磁性元件单车价值量有望达到1300元以上，充电桩单桩价值量有望达到9600元左右。
　　7）高压连接器与高压电缆：800V架构下高压连接器需要更高的绝缘性能与抗温升能力，价值量及利润率有望成倍增加，单车价值量有望达到4000元以上。
　　投资建议：建议关注相关标的SiC（天岳先进、斯达半导、东尼电子）、隔离芯片（纳芯微）、AFE（杰华特、中颖电子、芯海科技）、薄膜电容（法拉电子、江海股份）、继电器（宏发股份、国力股份）、熔断器（中熔电气）、磁性元件（可立克、京泉华）、连接器（瑞可达、永贵电器）。
　　风险提示：800V新能源车销量不及预期风险；宏观经济复苏未达预期；关键技术发展进度不及预期.

研究报告全文：TableMain证券研究报告行业深度电子2022年12月26日电子800V逻辑确立产业链迎新增优于大市维持长动能证券分析师TableSummary投资要点陈海进资格编号S0120521120001新能源汽车渗透率稳中有升续航补能加速推进新能源车市场热度不减展望全邮箱chenhj3teboncomcn年我们预计新能源汽车销量有望突破650万辆近年来众多新车型在续航里程陈蓉芳上有明显突破充电体验方面车桩比与理想目标仍有一定差距而动辄几十分钟资格编号S0120522060001的快充时间也难以满足现实需求解决补能焦虑800V高压快充时代开启邮箱chenrfteboncomcn相较于大电流方案高电压方案存在明显优势根据公式PUI提升充电效率的研究助理方式有两种分别是提升电流与提升电压大电流方案下产生损耗较多对汽车散热能力要求高同时也增加了汽车布线难度故吸引力不高相比较而言高电压方案规避了大电流方案下的损耗散热线路等问题且实现高电压方案相对容易通过增加串联电池单元数量便可实现故高电压方案有望成为未来主流目前市场表现新能源汽车主要采用400V架构各大车厂对于800V架构正积极布局中目前已沪深300上市的800V车型有保时捷Taycan现代ioniq5小鹏G9等未来保时捷Macan0路特斯等采用架构的车型将逐步面世-5EVeletre800V-10-15800V架构下相关器件有望迎来更新换代-20-242021-122022-042022-082022-12-291SiC功率器件碳化硅拥有更为出色的电气特性SiCMOSFET凭借在高压损耗-34尺寸大小能耗方面的优势有望广泛应用于新能源汽车800V架构价值量方面800V架构下SiCMOSFET价值量有望达到6400元相关研究2BMS模拟前端芯片与隔离芯片800V架构下电芯数量翻倍将带动模拟前端芯片AFE需求AFE单车价值量有望达到1600元左右新能源单车使用数字隔离芯片1电子月报台股2022-11静待约35颗价值约为200-300元隔离驱动芯片约20颗价值约为150元下游库存调整把握高景气和拓应用两大方向202212113薄膜电容凭其自愈特性耐压耐电流能力与低ESR性薄膜电容有望广泛用于2半导体设备月报2022-11国800V架构中价值量方面800V架构下薄膜电容单车价值量有望达到500元左右内半导体设备鼓励政策加码设备招4高压直流继电器高压直流继电器自身所具备的耐高压耐负载耐冲击能力与标数量明显提升2022126抑弧能力使其可广泛应用于800V架构中价值量方面800V架构下高压直流继电3事件点评-瑞可达688800SH器单车价值量有望达到670元以上充电桩单桩价值量在200-300元左右汽车连接器业务扩张股权激励助力5激励熔断器激励熔断器能够根据保护要求调整特性未来有望代替电力熔断器快速成长20221121应用于800V架构中价值量方面800V架构下激励熔断器单车价值量有望达到7804新处理器重磅迭代服务器产业元左右链新成长周期来临202211195长光华芯688048SH国产6磁性元件800V架构下新能源汽车与直流充电桩对磁性元件的需求有望进一步提激光芯希望横纵向一体开新局升价值量方面800V架构下磁性元件单车价值量有望达到1300元以上充电桩20221117单桩价值量有望达到9600元左右7高压连接器与高压电缆800V架构下高压连接器需要更高的绝缘性能与抗温升能力价值量及利润率有望成倍增加单车价值量有望达到4000元以上投资建议建议关注相关标的SiC天岳先进斯达半导东尼电子隔离芯片纳芯微AFE杰华特中颖电子芯海科技薄膜电容法拉电子江海股份继电器宏发股份国力股份熔断器中熔电气磁性元件可立克京泉华连接器瑞可达永贵电器风险提示800V新能源车销量不及预期风险宏观经济复苏未达预期关键技术发展进度不及预期请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子内容目录1解决补能焦虑800V高压快充时代开启611新能源汽车渗透率稳中有升续航补能加速推进612高电压方案存在优势各大厂商积极布局82800V平台架构升级正当时相关部件迎更新换代良机1221第三代半导体材料碳化硅1222模拟前端芯片AFE与数字隔离芯片1523电容器薄膜电容1924控制器件高压直流继电器2225保护器件激励熔断器2326电子元件磁性元件2527高压线束高压连接器273投资建议294风险提示30231请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子图表目录图1新能源车渗透率与新能源乘用车渗透率6图2消费者对于新能源车的顾虑7图3新能源车桩比7图4高电压助力平均车速提高8图5特斯拉V2V3充电时间对比8图6提升到800V带来的电池减重8图7保时捷Taycan电气架构图9图8保时捷TaycanDCDC示意图9图9现代ioniq5电气架构10图10比亚迪e30平台电机升压充电架构10图11PPE平台示意图10图12SiSiCGaN性能对比12图13Si基和SiC基功率器件电压等级分布12图14阻耗与电压成比例12图15Si基与SiC基MOSFET尺寸对比13图16相同击穿电压下Si和SiC单侧突变结中的电场分布13图17直流母线电压提升后SiC效率提升幅度更明显13图18SiC器件可以应用于主驱逆变车载充电器和DCDC14图192026年汽车SiC器件市场构成展望14图20SiIGBT与SiCMOSFET的价格对比14图21全球碳化硅产业链主要公司15图22BMS系统示意图16图23BMS主要功能介绍16图24瑞萨ISL78600型号应用示图16图25新能源车中部分隔离芯片应用18图26全球数字隔离芯片市场规模亿美元18图272020年全球数字隔离芯片各下游应用占比18图28薄膜电容器在新能源汽车上的应用19图29现代Ioniq5的逆变器拆解图20图30薄膜电容在逆变器中的应用20图31OBC在电动汽车中的作用20图32薄膜电容在OBC中的应用场景20331请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子图33薄膜电容自愈能力示意图21图34不同电容承受电压范围示意图21图35国内薄膜电容竞争格局21图36全球薄膜电容器厂商市占率202021图37运用于新能源汽车的继电器22图38高压直流继电器内部构造22图39全球高压直流继电器市占率情况202023图40国内高压直流继电器市占率情况202023图41熔断器应用于新能源汽车保护示意图24图42全球熔断器市占率情况201925图43国内新能源汽车用熔断器市占率情况201925图44磁性元件在新能源汽车上的应用26图45充电桩中磁性元件的运用26图46LME铜价格与漆包线价格对比27图47国内磁性材料行业竞争格局27图48电子变压器市场竞争情况202027图49电感市场竞争情况202127图50TeslaModel3充电用高压连接器HCStak3528图51高压连接器整车布局图28图522021年全球汽车连接器行业市场占有率28表1部分对于新能源汽车补贴政策一览6表2部分车型续航里程与充电情况一览7表35种800V升级方案9表4部分车企800V平台开发一览11表5各车企800V车型开发一览11表6三代半导体材料指标参数一览12表7英飞凌提供的解决方案中MOSFET器件数量15表8部分公司BMSAFE产品情况17表9隔离芯片分类17表10各类电容器性能对比19表11按用途分类继电器简介与用途一览22表12高压直流继电器技术要求与表现23431请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子表13电力熔断器与电子熔断器特性对比24表14不同种类熔断器价格比较25表15磁性元件分类25表16各厂商高压连接器产品对比28531请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子1解决补能焦虑800V高压快充时代开启11新能源汽车渗透率稳中有升续航补能加速推进政策助力下新能源汽车加速渗透中根据中汽协的数据11月新能源车销量为786万辆同比上涨748新能源汽车渗透率为338新能源乘用车零售销量为743万辆同比增长738新能源乘用车渗透率为3582022年1-11月我国新能源汽车销售量达到606万辆我们预计全年销量有望达到650万辆以上政策方面对新能源汽车支持力度不减2022年9月26日财政部税务总局与工业和信息化部三部门联合发布公告将免征新能源汽车购置税的政策延续至2023年底涵盖纯电动汽车插电式混合动力含增程式汽车燃料电池汽车等多种车型整体来看政策驱动下新能源汽车行业有望继续保持高增长态势成长空间依旧广阔图1新能源车渗透率与新能源乘用车渗透率4003503002502001501005000新能源乘用车渗透率新能源车渗透率资料来源Wind中汽协德邦研究所表1部分对于新能源汽车补贴政策一览日期发布部门政策名称重要内容在13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作以财政政策鼓励在公交出租公务环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能关于开展节能与新能源汽车20091科技部财政部与新能源汽车对推广使用单位购买示范推广试点工作的通知节能与新能源汽车给予补助其中中央财政重点对购置节能与新能源汽车给予补助地方财政重点对相关配套设施建设及维护保养给予补助中央财政对试点城市私人购买登记注册和使用的新能源汽车给予一次性补助对满足支持条件的新能源财政部科技部工业和信息化部关于开展私人购买新能源汽车补贴20105汽车按3000元千瓦时给予补助国家发展改革委试点的通知插电式混合动力乘用车最高补助5万元辆纯电动乘用车最高补助6万元辆20148财政部国家税务总局工业和信息关于免征新能源汽车车辆购置税的自2014年9月1日至2017年631请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子化部公告12月31日对购置的新能源汽车免征车辆购置税自2018年1月1日至2020年财政部税务总局工业和信息化关于免征新能源汽车车辆购置税的20171212月31日对购置的新能源汽车免部科技部公告征车辆购置税回国服务的在外留学人员用现汇购买1辆个人自用国产小汽车和长期关于继续执行的车辆购置税优惠政来华定居专家进口1辆自用小汽车免20196财政部税务总局策的公告征车辆购置税自2018年7月1日至2021年6月30日对购置挂车减半征收车辆购置税发展改革委科技部工业和信息化完善新能源汽车购置相关财税支部公安部财政部生态环境部关于稳定和扩大汽车消费若干措施20204持政策将新能源汽车免征车辆购置交通运输部商务部人民银行税的通知税的优惠政策延续至2022年底务总局银保监会鼓励参加下乡活动的新能源汽车工业和信息化部办公厅农业农村部行业相关企业积极参与双品网购四部门关于开展2021年新能源汽20213办公厅商务部办公厅国家能源局节支持企业与电商互联网平台车下乡活动的通知综合司等合作举办网络购车活动通过网上促销等方式吸引更多消费者购买对购置日期在2023年1月1日关于延续新能源汽车免征车辆购置20229财政部税务总局工业和信息化部至2023年12月31日期间内的新能税政策的公告源汽车免征车辆购置税资料来源中国政府网中国商务部网站国家发改委网站德邦研究所续航里程一定程度上得以解决充电问题成下一个革命方向过去新能源汽车的续航能力停滞在500km以内与燃油车续航能力存在一定差距近年来众多车企新发布的车型明显在续航能力方面有所提升如广汽埃安的AIONLX系列最高续航里程达到了1008km极氪的ZEEKR001系列最高续航里程达到了732km极狐阿尔法S最高续航里程达到了708km等等在续航里程问题得到一定程度解决的情况下新能源车充电体验仍需改进一方面充电桩数量仍偏少虽然公共与私人充电桩保有量逐年上升但车桩比离电动汽车充电基础设施发展指南2015-2020年中设定的2020年车桩比接近11的目标仍存在一定差距另一方面新能源车充能效率偏低相比于燃油车的充能效率新能源车动辄几十分钟的快充时间难以满足消费者的需求图2消费者对于新能源车的顾虑图3新能源车桩比其他新能源汽车保有量单位万辆左轴充电桩单位万个左轴保险维修费用高14004车桩比右轴价格相对较高120031000保值率低800安全性2600充电不方便4001长途出门续航不够20000002004006002019-122020-62020-122021-62021-122022-62022-9资料来源2021中国用户新能源车消费决策和态度调研报告德邦研究所资料来源Wind中国电动汽车充电基础设施促进联盟公安部德邦研究所表2部分车型续航里程与充电情况一览品牌车型技术路线续航里程km快充h快充电量慢充h最大功率kW比亚迪汉EV6107150420580455465蔚来ES6EV06088011514320400600610731请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子465475EC6EV06088011514320400605615ET7EV5007001000480600650广汽埃安AIONLXEV1803601008极狐阿尔法TEV480600653050680115155160175320Model3EV556675110194357特斯拉ModelSEV672715110493750小鹏汽车P7EV4805866700420450558055765196203348合创汽车合创007EV643058808150资料来源汽车之家德邦研究所整理12高电压方案存在优势各大厂商积极布局相较于大电流高电压方案有望在未来成为主流若想缩短快充时间就必须提高快充功率根据公式PUI提升充电效率的方式有两种分别是提升电流或提升电压1大电流方案存在几处不足一是根据功率损耗公式P损I2R电流越大损耗越多二是根据焦耳定律QI2RT电流越大充电产生的热能越大对车辆散热要求高三是通过的电流越大需要的电线横截面也越大影响车辆布线此外据华为的一项研究结果显示低电压大电流模式仅能在10-20SOC进行最大功率充电在其他区间充电功率下降得非常迅速根据以上种种原因导致大电流方案缺少吸引力比较之下高电压方案优势更显著首先其规避了大电流方案下的损耗散热线路等问题其次实现高电压方案相对容易通过改变电池组串并联的方式即可实现此外根据FutureeDriveTechnologies的测算800V平台下100kwh的电池有望减重达25kg减重的效果较为明显综上在目前新能源车电压普遍在400V左右的情况下我们预计800V架构将成为未来主流选择图4高电压助力平均车速提高图5特斯拉V2V3充电时间对比资料来源第一电动NewPossibilitieswith800-VoltCharging德邦研资料来源汽车之家德邦研究所究所图6提升到800V带来的电池减重831请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子资料来源线束工程师之家德邦研究所800V系统过渡中仍需兼容400V方案根据联合电子公众号发布的内容800V方案的推广面临两大障碍一是车内高压部件需要升级以匹配800V系统的运用二是需要考虑方法兼容目前已有的400V充电桩这就衍生出五种不同的800V高压系统下汽车系统架构设计方案1车载部件全系800V电驱升压兼容400V直流桩方案2车载部件全系800V新增DCDC兼容400V直流桩方案3车载部件全系800V动力电池灵活输出400V和800V兼容400V直流桩方案4仅直流快充相关部件为800V其余部件维持400V新增DCDC部件进行电压转换器方案5仅直流快充相关部件为800V其余部件维持400V动力电池灵活输出400V和800V方案从成本以及推广难度上看选择将所有高压部件升级成800V部件采用电驱升压兼容400V充电桩的方案一在未来有望成为主流表35种800V升级方案方案1方案2方案3方案4方案5示意图特Driving800VDriving400VACCharging800VACCharging400V征DCCharging400Vor800VDCCharging400Vor800V所有高压部件要重新设计所有高压部件都需要新动力电池需要特殊设计所有高压部件要重新动力电池设计为800V成800V部件设计成800V部件400V和800V灵活输出改设计成800V部件需要新增150kw400V-兼容400V直流充电桩需动力电池需要特殊设计新增切换继电器动兼容400V直流充电800VDCDC其余车辆部要新增120kw400V-800V400V和800V灵活输出800V直流充电时新桩无需新增高压部件件无需改动DCDC新增切换继电器增继电器切断400V部件整车能耗高整车能耗高性整车能耗低整车能耗低整车能耗低400V800VDCDC安全电池并联环流潜在问题能无安全风险无安全风险电池并联环流潜在问题要求高防止800V电网和电池安全要求高防止800V400V电网直通电网和400V电网直通新增较高最高较高较高较低成本改造较难较难较难适中适中难度推推广难度较低推广难度较低广推广难度较大推广难度较大推广难度大高压部件都要求800V设高压部件都要求800V设难电池需要特殊改动和设计仅需要新增一个DCDC电池需要特殊改动和设计计供应商都在研计供应商都在研度代表现代ioniq5小鹏G9保时捷Macan保时捷Taycan车型资料来源联合电子公众号汽车测试网德邦研究所各大厂商积极布局高压方案相关车型有望逐步面世保时捷于2019年推出车型Taycan是全球第一款800V车型能够将充电功率提升至350kW可以在225分钟内电量从5充到80整体而言受限于800V配套器件开发保时捷Taycan同时存在800V400V48V与12V四个电气架构为此保时捷Taycan采用了DCDC降压方案以此满足车内其余低压系统的需求此外保时捷Taycan配备了一台OBC能够将400V充电桩输出电压升压至800V对电池充电从而能兼容400V的充电桩图7保时捷Taycan电气架构图图8保时捷TaycanDCDC示意图931请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子资料来源驱动视界德邦研究所资料来源汽车ECU开发公众号德邦研究所现代于2020年推出了E-GMP平台主打400V与800V双规快充规格最大充电功率为350kW可在18分钟可充至80电量车型方面现代ioniq5搭载了E-GMP平台所有高压部件都升级至800V前驱采用了三合一驱动单元后驱采用了五合一的方案此外现代ioniq5采用后驱升压的方式来兼容400V直流桩同时车内安装DCDC模块以满足车内12V架构的需求比亚迪e30同样采用了电驱升压方案利用复用驱动系统功率器件组成升压充电拓扑实现对低压充电桩的兼容图9现代ioniq5电气架构图10比亚迪e30平台电机升压充电架构资料来源汽车ECU开发公众号华夏EV德邦研究所资料来源新出行德邦研究所保时捷与奥迪共同开发了两款支持800v架构的高压平台J1平台与PPE平台前者J1平台已经应用于保时捷Taycan车型后者PPE平台将用于保时捷Macan奥迪Q6e-tron等车型上根据爱卡汽车对PPE平台的技术解析PPE平台采用的是有别于其它平台的组合充电方案充电时两个400V电池包将串联成一个800V电池包使用时则并联成两个400V电池包这种电池灵活切换400V与800V的方案能够更好的兼容400V充电桩图11PPE平台示意图1031请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子资料来源奥迪官网德邦研究所表4部分车企800V平台开发一览车企平台时间电压功率充电效率比亚迪e平台302021年发布800V最大输出功率270kW充电5分钟行驶150km岚图自研高电压充电平台2021年发布800V支持360kW快充充电10分钟续航400km广汽埃安自研高电压平台2021年发布880V最大充电功率480kW充电5分钟续航200km满足160-300kW功率长安高压电驱平台2021年发布800V充电10分钟续航200km需求小鹏高压SIC平台2021年发布800V配备480kW超快充桩超充5分钟续航200km零跑超高压电气平台预计2024年量产800V支持400kW快充充电5分钟续航200km现代E-GMP平台2020年发布400V800V支持350kW快充5分钟增加100公里续航18分钟充至80PPE平台2018年宣布研发800V支持270kW超充充电10分钟续航300km奥迪J1平台2019年量产车型发布800V最大充电功率270kW充电10分钟续航300km资料来源新出行新华网央视网全景网EV世纪小鹏官网NE时代新能源盖世汽车社区公众号奥迪官网汽车之家佐思汽研新浪汽车德邦研究所表5各车企800V车型开发一览车企车型推出时间电压功率充电效率225分钟内电量从5充至Taycan2019年上市800V最大充电功率350kW保时捷80MacanEV预计2023年发布800V比亚迪ocean-x预计2022年发布800V最大功率270kW充电5分钟续航150公里充电功率480kW广汽埃安AIONVPLUS2021年上市7696V6C充电5分钟续航200公里最大功率200kW充电10分钟续航近极狐阿尔法SHi2022年上市800V充电功率180kW200km充电功率480kW长城机甲龙2021年发布800V充电10分钟续航401km最大功率400kW充电功率480kW小鹏G92022年上市800V充电5分钟续航200km最大功率405kW充电功率225kW电池容量30充至80仅需现代ioniq52021年发布800V最大功率225kW14分钟电池容量10充至80仅需起亚EV62021年交付800V最大功率239kW18分钟路特斯eletre预计2023年初交付800V最大功率675kW充电5分钟续航120km极星polestar62022年发布800V目标功率650kW充电5分钟续航100kme-tronGTquattro2021年上市800V输出功率350kW奥迪充电225分钟电量5-80A6e-tron2021年发布800V总功率350kW充电10分钟续航300km1131请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子资料来源央视网汽车之家太平洋汽车网易汽车第一电动电动邦小鹏官网华夏EV网polestar官网奥迪官网电子汽车设计德邦研究所注最大功率指输出的最大功率2800V平台架构升级正当时相关部件迎更新换代良机21第三代半导体材料碳化硅作为第三代半导体材料碳化硅拥有更为出色的电气特性第三代半导体材料是指以碳化硅氮化镓为代表的宽禁带半导体材料与前两代半导体材料相比第三代半导体材料禁带宽度大具有击穿电场高热导率高电子饱和速率高抗辐射能力强等优势因此采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行适用于高电压高频率场景此外还能以较少的电能消耗获得更高的运行能力总而言之碳化硅可有效突破传统硅基半导体器件及其材料的物理极限开发出更适应高压高温高功率高频等条件的新一代半导体器件具备广泛应用于5G基站建设特高压城际高速铁路和城市轨道交通新能源汽车及充电桩大数据中心等新基建领域的潜力图12SiSiCGaN性能对比资料来源Navitas官网德邦研究所表6三代半导体材料指标参数一览指标参数硅第一代砷化镓第二代碳化硅第三代氮化镓第三代禁带宽度eV1121433234饱和电子漂移速率10102025107cms热导率Wcm-1505440131K-1击穿电厂强度03043533MVcm资料来源天岳先进招股说明书德邦研究所SiCMOSFET凭借在高压损耗尺寸大小能耗方面的优势有望广泛应用于800V架构中1高压损耗方面在450V的直流母线电压下SiIGBT所能承受的最大电压要到650V左右若直流母线电压提升到800V以上则对应的功率器件耐压则需要提高到1200V左右然而随着电压的提升SiIGBT器件的阻耗增加影响器件性能而SiC由于其高耐压的特性在1200V的耐压下阻抗远低于Si故基于SiCMOSFET有望大规模用于800V系统中图13Si基和SiC基功率器件电压等级分布图14阻耗与电压成比例1231请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子资料来源INCREASEDSYSTEMEFFICIENCYBYAN800VOLTAXLE资料来源英飞凌德邦研究所DRIVECONCEPT德邦研究所2尺寸方面由于Si的击穿电场强度仅是SiC的110左右所以Si功率器件中的电压阻挡层的厚度约为SiC器件中的10倍相同规格的SiCMOSFET与SiMOSFET相比其尺寸可大幅减小至原来的110此外与SiIGBT模块相比SiCMOSFET模块能实现低功耗下的高频开关有助于减小滤波器变压器和散热器的尺寸变相提升800V架构下新能源汽车的续航能力图15Si基与SiC基MOSFET尺寸对比图16相同击穿电压下Si和SiC单侧突变结中的电场分布资料来源天岳先进招股说明书德邦研究所资料来源ROHM官网德邦研究所3节能方面高效快速耐高温可靠性高的半导体碳化硅模块完全符合新能源汽车对于逆变器半导体功率模块的要求半导体碳化硅功率模块小型化的特点可大幅削减新能源汽车的电力损失使其在200摄氏度高温下仍能正常工作热容进一步减少更轻更小的设备能使新能源汽车的载重压力变小进一步减小能量耗费促进节能环保根据ST的数据在400V电压平台下SiC能够比硅基IGBT器件拥有24的效率提升而在750V电压平台下其效率提升幅度则可增大至358当汽车平台选择更高电压等级时SiC的优势将更明显图17直流母线电压提升后SiC效率提升幅度更明显1331请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子资料来源ST官网德邦研究所800V架构将带动碳化硅基功率器件需求在新能源汽车上SiC应用的主要领域是电驱逆变器车载充电机OBC和直流电压转换器DCDC根据Wolfspeed的预测到2026年逆变器应用将占汽车SiC器件市场的80以上是其中最为重要的应用领域SiC器件应用于电驱逆变器中能够显著降低电力电子系统的体积重量和成本并提高功率密度应用于车载充电机和DCDC系统能够降低开关损耗提高极限工作温度提升系统效率除此之外SiC也可以应用于新能源汽车充电桩上达到减小充电桩体积提高充电速度的效果价值量方面参考特斯拉model3在主驱所用的SICMOSFET数量800V单车价值量有望达到6400元图18SiC器件可以应用于主驱逆变车载充电器和DCDC图192026年汽车SiC器件市场构成展望资料来源ST技术文档德邦研究所资料来源Wolfspeed德邦研究所图20SiIGBT与SiCMOSFET的价格对比1401322120978100806035640214200650V1200VSiIGBT价格元SiCMOSFET价格元资料来源安森美官网德邦研究所注数据下载于2022年11月5日1431请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子表7英飞凌提供的解决方案中MOSFET器件数量器件个数器件个数主动悬挂控制系统13分散式后视镜模块5安全气囊1门控15车辆制动稳定性控制2分散式前车灯模块9电子制动助力器8LED尾灯照明2启动-停止系统的功率分配电动停车制动器55采用双电池方法具备车内和环境光控制的车电动助力转向EPS112顶控制模块故障运行电动助力转向EPS22高端座椅控制模块30可逆式安全带预紧器5智能门控9车身控制模块5雨刷器7集成网关-车身控制模块5车内无线充电10资料来源英飞凌官网德邦研究所SIC产业链主要包括衬底外延器件与模块制造等环节衬底方面根据2021年的数据属于第一梯队的是Wolfspeed由于较早开始SiC的研发与生产Wolfspeed全球份额占比62位居第二梯队的是II-VI和SiCrystal分别有14与13的占比我国本土企业起步较晚从事SIC衬底生产的公司有天岳先进天科合达等公司目前业内头部公司往8英寸产线发展国内的SiC衬底产线以4英寸为主部分厂商也开始量产6英寸的衬底外延方面国际企业主要有Dowcorning贰陆Norstel罗姆三菱电机Infineon等国内则主要有天域半导体瀚天天成等企业目前国产6英寸SiC外延产品已经实现商用化8英寸产品在研制中器件与模块制造方面目前SiCMOSFET存在平面型和沟槽型两种技术路线截至2021年走平面型技术路线的公司主要有Wolfspeed安森美等而走沟槽型路线的公司以英飞凌Rohm为主国内从事碳化硅功率器件模块的公司有士兰微新洁能斯达半导时代电气等图21全球碳化硅产业链主要公司资料来源Yole德邦研究所22模拟前端芯片AFE与数字隔离芯片1531请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子BMS大体由电池管理单元BMU电芯监控单元CMU与电池接线盒BJB组成其中模拟前端芯片AFE是CMU的重要组成部分电池管理系统BMS是保障动力电池安全性提高动力电池工作耐久性增强动力性能及提高续航里程的动力电池核心部件其中AFE能够实现对电池的电压电流温度的实时勘测还能进行电池内阻测量SOC预测和充放电均衡在充分发挥电池优越性能的同时给予电池最佳的保护图22BMS系统示意图图23BMS主要功能介绍资料来源NXP官网德邦研究所资料来源盖世汽车德邦研究所800V架构下电芯串联数量翻倍AFE数量随之提升为了实现更高的电压串联更多电芯是最简单也是最有效的方法以小鹏为例小鹏G3车型采用的是400V平台额定电压为3744V大概需要用到电芯104个左右小鹏G9车型采用了800V电压平台所用电芯数量为192个而各厂家AFE所能检测的电芯数量各有不同故在此假设单个电芯的标准电压为36V则400V架构下所需的电芯数量约为112个左右价格方面我们选择瑞萨ISL78600型号的报价单个电池电压感应通道价格在7元左右则400V架构下AFE整体价值量可达到800元左右800V架构下电芯数量翻倍AFE整体价值量也随之翻倍可达到1600元左右图24瑞萨ISL78600型号应用示图资料来源瑞萨官网德邦研究所国外企业占据市场主体地位国内企业加速突围中车规级BMSAFE芯片认证要求高认证周期长可靠性方面不仅要满足ACE-Q100技术认证还要满1631请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子足ISO26262标准通常认证周期需要15年-2年从产品定义到成型则需要4年时间目前国外厂商占据主导优势ADI的LTC系列TI的BQ796系列NXP的MC3377系列瑞萨ISL78系列等产品是市场上通用的主流产品国内方面在诸多利好政策的刺激下国内厂商正在加速完成国产替代Chipways曾推出一款同时满足ACE-Q100认证与ISO26262标准的XL8812系列产品其余厂商如新唐科技中颖电子比亚迪半导等厂商对BMSAFE芯片产品均有进行一定的布局和研发表8部分公司BMSAFE产品情况厂商型号通道数测量误差采购量价格MC33771B7-1408mV10008867-18865元NXPMC33772B3-608mV20009911-15852元TIBQ79606A-Q13-61mV10005869元LTC6813-11822mVLTC6810-1618mV10009605元ADIADBMS68151215mVADBMS6817815mV意法半导体L9963E4-142mV5007578元ISL786001215mV10008495元瑞萨ISL786101215mV10007641元ISL78714144808820元比亚迪半导研发中16chipwayXL88124-1215mV305353元KA84933UA2015mV新唐科技KA84923UA2015mVKA84939UA2015mVSH3673033-5SH3673056-8中颖电子SH3673066-10SH3673085-14SH3673095-16奇力微VAS51883-7DVC10066DVC101212集澈电子DVC101818DVC102424资料来源各公司官网立创商城贸泽电子德邦研究所隔离芯片是将输入信号转换及输出并实现输入输出两端电气隔离的一种安规器件隔离芯片可以分为光耦和数字隔离两种其中数字隔离是更新一代尺寸更小速度更快功耗更低温度范围更广的隔离器件并且拥有更高可靠性和更长寿命未来数字隔离芯片将进一步替代光耦应用随着信息通讯工业控制新能源汽车等领域的发展数字隔离类芯片正朝着传输速度更快传输效率更高集成度更高和更耐压更低功耗更高可靠性的方向发展表9隔离芯片分类数字隔离指标光耦磁耦容耦传输信号光信号磁场信号电场信号材料PolyimidePolyimideSiO2耐压能力耐压高耐压高耐压高1731请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子数据传输能力传输速度慢传输速度快传输速度快集成度集成度差集成度高集成度高温度范围温度范围受限温度范围宽温度范围宽资料来源纳芯微招股说明书德邦研究所在新能源车领域数字隔离芯片多应用于新能源汽车高瓦数功率电子设备中包括车载充电器OBCDCDC转换器电池管理系统BMS电机控制驱动逆变器CANLIN总线通讯等以电机驱动为例电控单元ECU和电机控制器之间的CAN通讯需要隔离芯片功率管和控制器之间需要隔离栅极驱动器电机驱动的电流采样需要隔离ADC隔离运放随着电动汽车电压提高隔离芯片的应用数量不断提高此外对隔离芯片的耐高压耐高温集成化性能亦有更高要求图25新能源车中部分隔离芯片应用资料来源纳芯微招股说明书德邦研究所电动汽车系统电压从400V提升到800V将带来隔离芯片量价齐升系统电压的提升对隔离芯片的规格参数如隔离耐压等指标提出更高要求参数规格越高的隔离芯片一般单价越高因此800V系统所需的隔离芯片价值量有所提升另外随着系统电压的提升之前部分采用非隔离方案的系统也需要升级为隔离方案同时为了兼容400V电压平台的汽车电子部件部分车型需要额外配备800V转400V的转换器进行供电若同时支持400V和800V直流快充的车型还需要配有400V转800V直流车载充电机转换器以上均为隔离类芯片需求增量价值量方面根据纳芯微公告每台新能源汽车使用数字隔离芯片约35颗价值约为200-300元其中每台新能源汽车使用隔离驱动芯片约20颗价值约为150元800V架构下单车价值量将进一步提高全球数字隔离芯片市场将维持高速增长根据MarketsandMarkets数据2022年全球数字隔离芯片市场规模或将达到18亿美元预计2027年为27亿美元期间CAGR为832020年全球数字隔离芯片下游应用中工业占比最高为2858汽车电子第二占比1684其次是通信领域占比1411竞争格局方面全球占比较为领先的数字隔离芯片企业包括ADITISiliconLabs博通InfineonNVE公司罗姆半导体美信Vicor安森美等除纳芯微外国内主要隔离芯片企业还包括荣湃半导体等图26全球数字隔离芯片市场规模亿美元图272020年全球数字隔离芯片各下游应用占比1831请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子CAGR83资料来源MarketsandMarkets德邦研究所资料来源MarketsandMarkets德邦研究所23电容器薄膜电容电容器与电阻电感共称三大无源元件之一是一种储存电荷的储能元件通常由电介质绝缘材料隔离的两块导电极板组成简而言之电容器是能够储蓄电能并可在必要的时候放电的零部件根据材质不同电容器可分为陶瓷电容器铝电解电容器钽电解电容器和薄膜电容器等其中薄膜电容器是一种以聚合物薄膜为电介质的电容器整体而言相比于其他种类电容器薄膜电容具有优异的温度特性和可高精度对应静电电容的特性同时也不存在DC偏压特性和啸叫温度机械性冲击引起的开裂问题故主要应用于其他种类电容器无法覆盖的电压电容区和高性能高精度的用途表10各类电容器性能对比陶瓷电容器铝电解电容器钽电解电容器薄膜电容器对应高电压好好不太好非常好寿命非常好不太好好非常好温度特性不太好不太好好非常好低ESR非常好差不太好非常好极性无有有无电容量03pF-10uF1uF-100000uF01uF-1000uF03pF-1uF电容量大体积小成本低漏电流小频率特性高频特性好高耐压损耗损耗低阻抗低高耐优点电压范围大中高压大容量领域好片式化技术和产品结构小易于片式化压高频特性好具有独特优势成熟度高等效串联电阻ESR较高钽资源贫乏易污染环电容量小易老化体缺点电容量小易碎高频特性较差易受温度影响有境价格高有极性积相对较大极性适合大容量中低频率电路应用于低压电源滤波应用于对损耗低高应用于高频电路中如振荡主要应用领域如电源电路变频器电路逆变器低压交流旁路中如手机电频特性好耐电压要求高的器手机等通信电路等也用于储能源电脑主板等电路资料来源艾华集团招股说明书松下官网德邦研究所新能源汽车放量带动薄膜电容需求薄膜电容在新能源汽车上的应用场景包括逆变器OBC充电桩DCDC开关电源等其中逆变器与OBC为主要应用场景图28薄膜电容器在新能源汽车上的应用1931请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业深度电子资料来源驱动视界德邦研究所逆变器方面薄膜电容主要应用于DC-LinkIGBT保护与AC滤波1DC-LINK一方面吸收直流母线与逆变器连接产生的高脉冲电流防止产生高脉冲电压使逆变器端的电压波动处在可接受范围内另一方面也防止逆变器受到直流支撑产生的电压过冲和瞬时过电压的影响2IGBT保护缓冲IGBT开关时产生的高脉冲电压和电流3AC滤波滤除IGBT逆变器产生的高频纹波使变流器并网时有一个符合要求的正弦波电压图29现代Ioniq5的逆变器拆解图图30薄膜电容在逆变器中的应用资料来源TDK德邦研究所资料来源电子技术设计德邦研究所注红框为薄膜电容OBC方面薄膜电容主要应用于EMI滤波DC-Link输出滤波与谐振腔1EMI滤波消除OBC在交流输入端的电磁干扰EMI对电网和其他电子设备的影响2DC-Link吸收DC-LINK直流母线端的高脉冲电流防止在DC-LINK的阻抗上产生高脉冲电压防止负载端受到过电压的影响3输出滤波提升OBC直流输出的瞬态响应特性4谐振在含有电容和电感的电路中实现瞬时的增压图31OBC在电动汽车中的作用图32薄膜电容在OBC中的应用场景2031请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明