一文了解新能源对功率半导体需求带动有多大
一文了解新能源对功率半导体需求带动有多大
王帅
01-1811:29
1月17日,工信部、能源局等六部门联合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》。
《意见》中提到,要求面向光伏、风电、储能系统、半导体照明等,发展新能源用耐高温、耐高压、低损耗、高可靠IGBT器件及模块,SiC、GaN等先进宽禁带半导体材料与先进拓扑结构和封装技术,新型电力电子器件及关键技术。
国联证券表示,能源革命催生功率半导体长期需求,行业作为新能源产业的基础电子元器件,有望迎来更大的发展空间。
半导体在新能源中地位如何?
功率半导体的三大主角,IGBT、SiC和GaN,其中在光伏和风电两大新能源行业中,IGBT的需求量最大。
光伏行业中,集中式光伏逆变器的设备功率在50KW~630KW之间,采用大电流IGBT;组串式光伏逆变器功率小于100KW,IGBT被用于其功率开关零部件。同样的功率下,组串式光伏逆变器数量多于集中式光伏逆变器。随着组串式逆变器应用占比的提升,光伏用IGBT数量有望有所增长。
此外风电变流器作为风力发电机组的关键部件之一,可以使风机处于最佳发电状态。据中商产业研究院预测,2025年我国风力发电量将达99707.9亿千瓦时。风电的普及也将带动风电变流器需求的增长。更多的风电变流器需求量也意味着风电市场对IGBT的需求量将大幅增长。
国盛证券指出,IGBT还广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端。
从发电端来看,风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用IGBT模块。从输电端来看,特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件。从变电端来看,IGBT是电力电子变压器(PET)的关键器件。从用电端来看,家用白电、微波炉、LED照明驱动等都对IGBT有大量的需求。
另外,SiC和GaN也有一定增量空间。
天风证券假设功率半导体器件占逆变器成本约15%,得到光伏逆变器对应的功率半导体市场空间在2023年-2025年分别为63.56、70.92及76.51亿元;结合6寸SiC晶圆成本趋势测算得到我国光伏领域2023年-2025年对应的6寸SiC晶圆需求分别为105.93、122.27及134.24万片。
另外预计GaN在电力电子8寸硅片用量预计2025年超70万片。
新能源车也有加持
除了光伏、风电之外,功率半导体的最大增长预期来自于新能源汽车。
天风证券指出,新能源车中的功率半导体价值量提升幅度较大,与传统燃油车相比,按照FHEV、PHEV、BEV单车半导体价值量834美元计算,功率半导体单车价值量达到458.7美元,价值量增加四倍多。
细分来看,依旧是IGBT增量最大。
IGBT被行业称为新能源汽车的CPU,是新能源汽车的核心,直接控制了驱动系统直流、交流电的转换,决定了系能源汽车最大输出功率和扭矩等核心数据。
据OFweek数据,在整个新能源汽车自造过程中,电机驱动系统占全车制造成本15~20%,而其中IGBT占电机成本的约50%,则可以算出IGBT占整车成本7~10%。根据新浪汽车数据,在特斯拉的双电机全驱动版车型ModelX中,使用了132个IGBT单管:其中前电机有36个,后电机有96个,价值大约在650美金。
SiC方面,天风证券测算,以2025年我国900万台新能源汽车销量&纯电动车占比81%测算,SiC在新能源汽车中6寸硅片用量预计2025年将超过120万片。
其他行业领域来看,据Yole预测,未来随着工业自动化、5G通信技术普及以及新型通信技术的发展、光伏装机量的持续提升以及新能源汽车的持续渗透,到2030年整个功率电子市场都或将保持增长态势。
Yole预测,到2026年全球规模预计将达到262.74亿美金,2020~2026年复合增速6.9%,但是如果将其中增速缓慢的老一代产品去除后,只考虑IGBT模块、SiC/GaN等高增速器件,则整体复合增速将显著提升。
其指出,到2026年全球IGBT规模将达到约84亿美金,其中EV/HEV新能源汽车领域规模将达到17亿美金,占比提升至20%。
行业话语权仍在海外企业手上
行业格局上看,功率半导体主要由海外企业主导。
据Omdia数据,2021年全球功率半导体前十大收入厂商大部分为海外企业,其中英飞凌收入48.69亿美元位居世界第一,安森美与意法半导体位居TOP2-3,收入分别为20.51亿美元、17.14亿美元。
A股上市公司中,国盛证券指出,根据产品、客户结构不同相对应的估值差异较大。
客户结构以盈利能力较强,且未来持续性较强的领域为主的公司,如斯达半导,估值整体能够维持较高水平。产品结构优势显著的公司,如宏微科技,IGBT产品占比较高,且部分技术实力甚至不输全球龙头英飞凌,整体估值也能够维持在较高水平。
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