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2022年我国超级结MOSFET市场:直流充电桩/5G/新能源车带来发展新机遇

发布时间:2022-09-21  来源:立鼎产业研究网  点击量: 202 

——充电桩

日益提升的快充需求下直流充电桩渗透率提升至四成,功率不断提升。充电桩可分为公共直流/公共交流/私人桩,高充电功率的直流桩充电速度最快,而私人桩、公共交流桩充电功率低、充电时间长。随着下游新能源汽车市场的爆发,国内对配套设施充电桩的需求也日益增加。据Wind数据显示,2021年国内公共充电桩保有量114.70万个,2016-2021CAGR高达52.02%。其中17年至19年,直流充电桩的占比从28.7%上升至41.6%,占比提升较快,21年直流充电桩占比保持约四成左右。直流充电方式相较家用标准交流电充电方式速度大幅提高,一个150kW的直流充电器可以在大约15分钟内为电动汽车增加200公里续航,随着新能源汽车渗透率进一步提高,直流电充电方案需求将同步提升,2020年国内新增直流桩功率达到131KW,未来直流桩新增装机功率有望进一步提升。此外,Yole预计2020-2025年,全球100kW及以上的大功率直流充电桩数量将以高达36.85%CAGR增长,大功率直流快充呈现高速增长态势。

国内充电桩保有量结构


资料来源:Wind

国内公共充电桩保有量及同比增速


资料来源:Wind

超级结MOSFET,成快充主流选择,2025年全球直流桩SJ MOS市场规模有望超20亿元。直流充电桩则通过自带的AC/DC充电模块将输入的交流电转为直流电,不通过OBC直接完成变压整流。超级结MOSFET因其更低的导通损耗、开关损耗、高可靠性、高功率密度,已成为主流的大功率充电桩功率器件应用产品。根据充电桩功率模块电路结构,随着平均单桩功率提升,预测2025年直流桩单桩SJ MOS用量168颗,结合IEA预测2025年全球直流桩新增保有量达84.6万个,在SJ MOS单颗售价15.8元,市场渗透率达90%的假设下,预计2025年全球直流桩SJ MOS市场规模为20.3亿元,对应21-25CAGR34.9%,其中22-24年的CAGR42.8%2025年国内市场规模为12.7亿元,对应21-25CAGR60.4%,其中22-24年的CAGR56.7%

Yole对全球直流充电桩保有量预测


资料来源: Yole

全球直流充电桩超级结MOSFET市场规模预测


资料来源: IEA

——5G

5G基站射频端功率半导体价值量约为4G4倍。根据调查,4G基站的分布密度更低,5G总体数量需求是4G2-3倍,据前瞻产业研究院预测,2025年我国5G基站数量总量将达到472.5万个。根据英飞凌的统计,传统MIMO天线需要的功率半导体价值大约为25美元,而过渡为MassvieMIMO天线阵列后,所需的MOSFET等功率半导体价值增加至100美元,为原来的4倍。此外,雾计算、云计算也助力拉高功率半

导体需求量。

5G通讯电源打开超结增量空间,2025年全球5G通信基站SJ MOS市场规模近两亿。5G通讯电源需满足更大的输出功率和更高效率,而对于开关电源来说,输出功率的决定因素在于降低功率变换产生的损耗。与传统MOSFET相比,采用电荷平衡理论的超结MOSFET能够显著降低高电压下单位面积的导通电阻,进而降低导通损耗;同时,超级结MOSFET拥有极低的FOM值,从而拥有极低的开关能量损耗和驱动能量损耗。由此,超级结MOSFET未来有望在基站数量和单机价值量的“量价双击”下实现高速增长。根据基站电源拓扑结构,预计单基站使用18颗单价15.8元的SJ MOS,结合2025E新增5G基站数51万个及96%的超结渗透率,预计2025年全球5G通信基站超结MOS市场规模有望达到1.99亿元,其中中国市场规模为1.40亿元。

——新能源汽车

我国新能源汽车销量增速有望持续高企,单车功率半导体用量的是传统燃油车的5倍。据中国汽车工业协会统计,2021年国内新能源汽车销量实现爆发性增长,全年销售共计352万辆,同比增长157.48%。在“碳中和”、“碳达峰”目标下,我国新能源汽车市场高景气度有望持续。新能源汽车中的功率半导体含量大大增加,主要增量来源于逆变器中的IGBT模块、DC/DC中的高压MOSFET、辅助电器中的IGBT分立器件、OBC中的超级结MOSFET。据英飞凌数据显示,一辆电动车的MOSFET分立器件用量接近200个,部分高端新能源汽车车型对MOSFET的需求可达400/辆以上。纯电动车功率半导体价值量为350美元,是传统燃油车单车价值量71美元的五倍。

新能源车中OBCDC/DC均可采用超级结MOSFET2025年全球EV SJ MOS的市场规模有望成长至34.65亿元。OBC是由PFC和隔离DC-DC组成的AC-DC转换器,通过将来自地面交流充电桩的交流电进行交直流转换和高低压变换,给车载电池充电。此外,DC/DC主要作用是取代传统汽车中的12V发电机,将动力电池的高压电转换为低压电,随后被低压蓄电池收集,该过程同样需要超结MOSFET的参与。根据Marketline的预测,2025年全球新能源汽车销量2121.7万辆,其中OBCDC/DC分别搭载12/4颗超结MOSFET,结合17.6/颗的单价及渗透率,预计2025年全球EV SJ MOS的市场规模有望达到34.7亿元,21-25CAGR30.8%,其中22-24CAGR37.8%;国内市场规模25年有望达到17.7亿元,占全球市场需求超过50%21-25CAGR28.2%,其中22-24CAGR35.1%

全球EV销量预测


资料来源: Marketline

全球EV SJ MOS市场规模预测


资料来源: Marketline


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