在深入探讨电子元器件在电动车领域的应用及其行业趋势之前,首先要明确几个基本概念。电子元器件是构成电子电路的基本单元,包括电阻、电容、晶体管、集成电路等,而功率半导体则是能够承受并控制高功率的半导体器件,如MOSFET、IGBT、SiC MOSFET等。在汽车行业,尤其是电动车领域,功率半导体扮演着至关重要的角色。
2021年4月6日的证券研究报告中提到,小米、福特、蔚来等公司分别以不同的方式涉足电动车领域,这不仅是一个企业层面的战略布局,也是整个汽车行业的重要趋势。小米宣布大规模投资智能电动汽车业务,福特和蔚来则受到汽车芯片短缺影响,反映出全球汽车行业正在经历一场由电动车驱动的变革。
电动车的兴起对功率半导体行业产生了显著影响。新能源汽车的“三电系统”——电池、电机和电控系统,代替了传统汽车的汽油发动机、油箱和变速器,增加了对功率半导体的需求。例如,新能源汽车中的主逆变器、车载充电器OBC、DC/DC转换器以及辅助电器(如空调压缩机、水泵、油泵)等都需要使用不同种类的功率半导体。
主逆变器是电动车中的关键部件,它负责将电池输出的直流电转换为交流电来驱动电机,并且具备能量回收功能。IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)是实现这一功能的关键半导体元件。它们在电路中进行高速开关控制,对驾驶行为和能源效率产生直接影响。此外,随着新能源汽车电池电压等级的标准化和提升,IGBT和SiC MOSFET等高压元件成为了电动车主流选择。
车载充电器(OBC)也是功率半导体应用的重要领域之一,随着对快速充电的需求增加,新的充电技术要求功率范围从11kW提升到22kW。这意味着车载充电器的设计也需要相应地进行调整,以适应新的标准。车载充电器设计的变化不仅影响了功率半导体器件的选择,也推动了整体汽车半导体市场的发展。
DC/DC转换器在电动车中扮演着为动力转向系统、空调等辅助设备提供电力的角色。它同样需要功率半导体来实现从高压蓄电池到低压系统的电力转换。随着快速充电趋势的兴起,DC/DC转换器的功率范围要求也在逐步提高。
在这一背景下,电动车行业对功率半导体的需求不断增长,导致了功率半导体市场价值的显著提升。例如,相比传统汽车,新能源汽车对功率半导体的需求提升了近9倍。随着电机驱动功率的升高和电压的增加,低价值量的低压MOS、二极管等向高价值量的IGBT、SiC MOSFET等高功率器件转变。这是一个技术与市场需求相互促进的良性循环。
电子元器件行业的发展离不开电动车市场的推动。随着越来越多的传统车企和新兴企业进入电动车领域,智能电动汽车赛道的竞争愈发激烈。同时,汽车电动化对于功率半导体的需求量和需求层次的提升,推动了整个半导体行业的升级。面对这一趋势,投资者和业界均需关注功率半导体相关企业的发展,以把握未来市场变化的趋势。