汽车行业新能源汽车产业趋势系列报告之八：功率半导体，驭电者之歌

以电驱之长补电池之短，功率半导体位居关键环节
　　新能源汽车动力电池存储的能量规模不及燃油车油箱，其用能的保障除电池外还依靠高性能电机、配套电控等。功率半导体是电控的核心组成，用于实现开关、逆变、变频、变压等功能。
　　电车需求结合材料本质，硅绝缘栅双极型晶体管、碳化硅金氧半场效晶体管脱颖而出
　　新能源汽车电控用功率半导体需同时考虑基体材料类型和器件类型。基体材料中，硅综合性能均衡、单晶生产成本低，已得到广泛应用；碳化硅综合性能优越，极具应用潜力。器件类型中，绝缘栅双极型晶体管可承受高压大电流，但开关损耗高；金氧半场效晶体管的开关速度快、开关损耗低，但耐压性能差。
　　综合考虑基体材料和器件特性，硅基绝缘栅双极型晶体管（相对廉价）和碳化硅基金氧半场效晶体管（相对昂贵）是新能源汽车功率半导体合理选择。
　　硅基绝缘栅双极型晶体管，新能源汽车功率半导体规模统治者
　　硅基绝缘栅双极型晶体管发明于上世纪80年代的美国，后引入日本、欧洲市场，其技术经过了数次迭代。2018年全球市场规模约58亿美元，其中汽车用占比约为4分之一。主要供应商包括英飞凌，三菱,富士，安森美，ABB等。我国也有进展，如比亚迪打造绝缘栅双极型晶体管产业链并应用于“王朝”车型，【上汽集团(600104)、股吧】和英飞凌合资进行生产等。
　　碳化硅基金氧半场效晶体管，新能源汽车功率半导体性能翘楚
　　碳化硅物理气相输运的晶体生长方式决定了其较高的成本，但碳化硅基金氧半场效晶体管的综合效率（约98%）高于硅基绝缘栅双极型晶体管（约92%）。2018年车用碳化硅基金氧半场效晶体管全球市场规模不足2亿美元，增速较高；产业链上主要公司包括科瑞、罗姆、意法半导体等，国内也有衬底企业天岳、天科合达，设备企业【北方华创(002371)、股吧】等。特斯拉Model 3是碳化硅基金氧半场效晶体管成功应用的标杆车型。
　　新能源汽车规模增长品质提升，功率半导体如箭在弦
　　我【国新能源(600617)、股吧】汽车销量增速暂时趋缓，但销量结构向好；长期销量相对高增速和节能降耗趋势不变，功率半导体深度受益。我们估计，至2025年，我国相应市场规模在100亿元以上。其中硅基绝缘栅双极型晶体管逾70亿元，碳化硅基金氧半场效晶体管近40亿元；产业自主可控程度有望逐步增强。
　　投资建议
　　建议投资者关注和英飞凌成立合资公司生产硅基绝缘栅双极型晶体管的上汽集团；关注独立开发应用新能源汽车用硅基绝缘栅双极型晶体管的新能源汽车龙头；关注可批量供应高性能碳化硅单晶炉的设备龙头。
　　风险提示
　　新能源汽车销量、销量结构不及预期，硅基绝缘栅双极型晶体管成本降幅不及预期，碳化硅衬底技术进步不及预期，功率半导体自主替代受阻，新能源汽车基础设施建设滞后，新能源汽车安全性风险。

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