SiC器件的大功率充電樁將迎來巨大市場機會

?電動汽車發(fā)展正步入高速增長階段。2023年開年，行業(yè)研究機構(gòu)伊維經(jīng)濟研究院發(fā)布數(shù)據(jù)稱，2022年，全球新能源汽車銷量達到1082.4萬輛，同比增長61.6%。其中，全球汽車銷量的主要貢獻來自中國。2022年，中國新能源汽車銷量達到688.4萬輛，在全球的比重增長至63.6%，而2021年這一數(shù)據(jù)僅為53.0%。

展望未來，EVTank預(yù)計全球新能源汽車的銷量在2025年和2030年將分別達到2542.2萬輛和5212.0萬輛，新能源汽車的滲透率將持續(xù)提升并在2030年超過50%。

在如此快的發(fā)展速度之下，充電樁配套成為了電動汽車的痛點之一。

充電樁其功能類似于加油站里面的加油機，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電，是我國新能源車目前最主流的補能方式。 ?

充電樁發(fā)展滯后，市場潛力巨大

根據(jù)中國充電聯(lián)盟披露數(shù)據(jù)，我國公共充電樁保有量已由2017年的21.39萬臺增長至2022年的179.7萬臺，加上隨車充電樁，2022年我國充電樁保有量為520.9萬臺，預(yù)計2023年將增至958.4萬臺。另據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2022年我國新能源汽車保有量為1310萬輛，預(yù)計2023年將達到2000萬輛。

按保有量分析，我國車樁比由2017年的4.7：1降至2022年的2.5：1；如果從汽車保有量與公共充電樁保有量看，車樁比更高，2017年為8.4：1，2022年為7.3：1。

從上表分析可知，從保有量角度看，2020年前后由于國家規(guī)范新能源汽車補貼政策落地，導(dǎo)致該年度汽車銷量僅小幅增長，而公共充電樁裝機量大增，帶動新能源汽車與公共充電樁車樁比降至6.1：1的最低值；

不過從2021年開始，隨著新能源汽車超預(yù)期增長，車樁比持續(xù)上升。而從新能源汽車增量與公共充電樁增量角度看，這一趨勢表現(xiàn)得更為明顯，車樁比在2020年為4.7：1，2021年-2022年連續(xù)兩年車樁比均超過10：1。

中信證券測算認為，2022年我國公共充電樁市場規(guī)模約為168億元，預(yù)計2025年將增長至461億元，年復(fù)合增速達40%；總的市場規(guī)模也將從2022年的236億元增至2025年的608億元。

眾所周知，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，離不開完善的補能網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施，此前鋰電行業(yè)分析師陳磊就表示，純電動汽車的單車續(xù)航能力已經(jīng)達到甚至超過燃油車，但全國各地充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)差距大，欠發(fā)達地區(qū)充電網(wǎng)絡(luò)不完善，一定程度上影響了新能源汽車的推廣。

為提升用戶體驗，不少新能源汽車企業(yè)選擇了自建充電網(wǎng)絡(luò)，如特斯拉，截至2022年底，已在全球投建超過4萬個超級充電樁，國內(nèi)建成數(shù)量也超過1萬個；國內(nèi)充電樁數(shù)量最多的是蔚來汽車，已建成超1.3萬個。不過這遠遠滿足不了整個市場的需求，春節(jié)期間蔚來充電樁服務(wù)訂單中，有76%的電量服務(wù)于非蔚來品牌，也反映出公共充電樁建設(shè)的不足。

在這一背景下，國家陸續(xù)出臺了相關(guān)政策支持充電樁相關(guān)技術(shù)、模式和機制創(chuàng)新，在解決新能源充電樁發(fā)展問題的同時，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，完善相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，助力“雙碳”目標實現(xiàn)。

就在日前，工業(yè)和信息化部等八部門又聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于組織開展公共領(lǐng)域車輛全面電動化先行區(qū)試點工作的通知》（下稱《通知》），《通知》要求，在2023—2025年試點期內(nèi)，新增公共充電樁（標準樁）與公共領(lǐng)域新能源汽車推廣數(shù)量（標準車）比例力爭達到1：1。

而據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，目前車樁保有量比僅為2.5：1，距離《通知》要求的1：1仍有巨大成長空間，因此《通知》發(fā)出后，充電樁市場受到了產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的極大關(guān)注。與此同時，隨著快充車型的持續(xù)增多，快速充電樁及其產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展也已受到資本的重點關(guān)注，并有望帶動SiC加快滲透發(fā)展。

高壓快充+大功率充電需求激增，SiC潛力拉滿

產(chǎn)業(yè)鏈在加快充電樁布局時，筆者留意到，時下市場更關(guān)注高壓快充的進展情況。繼2019年9月保時捷全球首發(fā)800V高壓平臺車型Taycan后，國內(nèi)新能源汽車企業(yè)紛紛發(fā)布800V高壓快充車型，如小鵬G9、極狐αS華為HI版、長城機沙龍甲龍、AION V Plus 70超級快充版、比亞迪海豚等，這幾款車均于2022年集中交付或即將量產(chǎn)。800V快充將成未來市場主流；

中信證券預(yù)測到2025年，高壓快充車型將達518萬輛，滲透率將由目前的略超10%提升至34%，成為高壓快充市場增長的核心驅(qū)動力，上游企業(yè)有望直接受益。

公開資料顯示，充電模塊是充電樁的核心零部件，約占充電樁總成本的50%；其中，半導(dǎo)體功率器件又占到充電模塊成本的30%，即半導(dǎo)體功率模塊約占充電樁成本15%，將成為充電樁市場發(fā)展過程中的主要受益鏈條。

目前充電樁所采用的功率器件主要是IGBT和MOSFET，兩者均為Si基產(chǎn)品，而充電樁向直流快充的發(fā)展，對功率器件提出了更高的要求。為讓汽車充電變得像加油站加油一樣快，車廠正在積極尋求能夠提高效率的材料，目前碳化硅是其中的領(lǐng)跑者。碳化硅具有耐高溫、耐高壓、大功率等優(yōu)點，可提高能量轉(zhuǎn)換效率并減小產(chǎn)品體積。

目前，大多數(shù)純電動車都采用車載交流充電方案，必須花上好幾個小時才能充滿電。大功率化（比如30kW及以上）以實現(xiàn)電動車的快速充電也順理成章成為充電樁的下一個重要布局方向。

大功率充電樁，也會帶來不小的挑戰(zhàn)，如：需要實現(xiàn)大功率高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)操作，轉(zhuǎn)換損耗所產(chǎn)生的熱量。但SiC MOSFET 和二極管產(chǎn)品具有耐高壓、耐高溫、開關(guān)頻率快的特性，可以很好地用于充電樁模塊。與傳統(tǒng)硅基器件相比，碳化硅模塊可以增加充電樁近30%的輸出功率，并且減少損耗高達50%左右。同時，碳化硅器件還能夠增強充電樁的穩(wěn)定性。

為布局充電樁等配套設(shè)施，我國曾發(fā)布《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020年）》等一系列文件并提供了各種優(yōu)惠政策，但對于充電樁而言，成本依然是制約發(fā)展的重要因素之一，因此充電樁的功率密度就至關(guān)重要，而SiC器件是實現(xiàn)高功率密度的要害。碳化硅器件作為高壓，高速，大電流器件，簡化了直流樁充電模塊電路結(jié)構(gòu)，提高單元功率品級，功率密度顯著提高，這為降低充電樁的系統(tǒng)成本降低鋪平了門路。

從遠期成本和使用效能來看，應(yīng)用SiC器件的大功率充電樁將迎來巨大的市場機會。據(jù)中信證券數(shù)據(jù)，目前，新能源汽車充電樁中碳化硅器件的滲透率僅為 10%左右，這也給大功率充電樁預(yù)留了廣闊空間。伴隨充電樁數(shù)量的高速增長，相信在未來以更高功率密度為需求的充電樁模塊中，SiC尤其是SiC MOSFET的應(yīng)用會越來越多。

編輯：黃飛