超级快充时代来临高电压平台加速渗透

1、内容目录 HYPERLINK l _TOC_250030 高电压平台优势明显，行业趋势确立 5 HYPERLINK l _TOC_250029 高电压平台趋势确立，国内外 OEM 跑步入场 5 HYPERLINK l _TOC_250028 缓解“充电焦虑”，提高效率，高电压平台优势明显 6 HYPERLINK l _TOC_250027 提升充电效率，高电压平台势在必行 6 HYPERLINK l _TOC_250026 优势凸显，助力提升整车动力性能、续航里程 6 HYPERLINK l _TOC_250025 高电压零部件供应链逐渐成熟，快充桩布局已就位 7 HYPERLINK l _T

2、OC_250024 高压架构零部件产业链逐步完善 7 HYPERLINK l _TOC_250023 大功率快充产品已成型，大功率充电桩占比大幅提升 8 HYPERLINK l _TOC_250022 ChaoJi 技术发布，为大功率快充时代到来奠定基础 9 HYPERLINK l _TOC_250021 龙头企业纷纷入场，超级快充时代到来 10 HYPERLINK l _TOC_250020 华为：推出首个 AI 闪充全栈动力域高压平台解决方案 10 HYPERLINK l _TOC_250019 保时捷：首款搭载 800V 电压平台的纯电动量产车 12 HYPERLINK l _TOC_2

3、50018 比亚迪：e 平台 3.0 具备 800V 高压闪充技术 13 HYPERLINK l _TOC_250017 广汽集团：搭载 3C 快充电池车型将于年内量产 14 HYPERLINK l _TOC_250016 吉利：正式发布极氪 001，支持 360kW 超级快充 14 HYPERLINK l _TOC_250015 长城汽车：4C 快充电池将于 2023 年量产 15 HYPERLINK l _TOC_250014 高压系统架构变革，功率器件迎来新机遇 17 HYPERLINK l _TOC_250013 高压系统架构：三类架构可实现大功率快充，全系高压架构将成主流 17 HY

4、PERLINK l _TOC_250012 三类高压系统架构可实现大功率快充 17 HYPERLINK l _TOC_250011 保时捷 Taycan 搭载四个电压平台 18 HYPERLINK l _TOC_250010 800V 电压平台须配备升压转换器 19 HYPERLINK l _TOC_250009 功率器件：SiC 优势明显，高电压平台不可或缺 22 HYPERLINK l _TOC_250008 功率器件在新能源车中具备重要作用，占车用半导体成本比重大 22 HYPERLINK l _TOC_250007 SiC 材料优势明显，器件性能显著优于 Si 器件 23 HYPERL

5、INK l _TOC_250006 2025 年中国新能源汽车 SiC 器件市场规模有望达 60 亿元 25 HYPERLINK l _TOC_250005 SiC 功率器件产业链较长，中国企业加速布局 26 HYPERLINK l _TOC_250004 投资建议 28 HYPERLINK l _TOC_250003 比亚迪 28 HYPERLINK l _TOC_250002 广汽集团 29 HYPERLINK l _TOC_250001 长城汽车 30 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示 30图表目录图 1：2020 年部分热销纯电动车型续航里程及充电倍率 5图 2

6、：部分搭载高电压平台车型量产/规划时间 6图 3：加油和充电用时明显接近 6图 4：奥迪 PPE 平台与 e-tron 对比 7图 5：车端高压部件逐步实现量产 8图 6：高压充电桩可提前完成布局 8图 7：2018 年国网第一次充电桩招标不同功率数量占比 9图 8：2021 年国网第一次充电桩招标不同功率数量占比 9图 9：超级充电桩标准有望于 2021 年发布 10图 10：AI 闪充动力域全栈高压解决方案 11图 11：华为前同后异高压四驱解决方案 11图 12：Taycan 充电速度与功率 12图 13：保时捷 Taycan 电池包爆炸图 13图 14：保时捷 Taycan 热管理示意

7、图 13图 15：比亚迪 e 平台 3.0 具备 800V 高压闪充技术 13图 16：搭载 e 平台 3.0 的车型具有多重核心优势 13图 17：电芯加入三维石墨烯添加剂 14图 18：倍率充电测试满足 6C 充电要求 14图 19：广汽 3C 快充电池系统 14图 20：广汽 6C 超级快充电池系统 14图 21：吉利 360kW 极充技术 15图 22：极氪 001 搭载 800V 高压架构 15图 23：第一代蜂速 2.2C 快充电池 16图 24：第二代蜂速 4C 快充电池 16图 25：第二代蜂速快充电池适用范围 16图 26：正极前驱体定向生长精准控制技术 17图 27：正极多

8、梯度立体掺杂技术 17图 28：正极柔性包覆技术 17图 29：蜂速 4C 快充电池负极技术 17图 30：纯 1000V 电压平台 18图 31：两个 500V 电池组组合使用 18图 32：1000V 电池组搭配 DC/DC 转换器 18图 33：保时捷 Taycan 高压架构 19图 34：保时捷 Taycan 四个电压平台 19图 35：新能源汽车的电池、电机和高压“电控” 20图 36：保时捷 Taycan 充电系统及充电电压 20图 37：保时捷 Taycan 内部结构示意图 21图 38：Taycan 直流车载充电机（On-board DC charger） 21图 39：Tay

9、can 交流车载充电机（On-board AC charger） 21图 40：Taycan 升压单元（Booster unit） 21图 41：现代 E-GMP 平台与其他品牌车型充电系统对比 22图 42：功率半导体产品范围 22图 43：功率器件在电动汽车中的使用 23图 44：Si 基器件和 SiC 器件耐压程度对比 24图 45：SiC 功率器件对比 Si 功率器件优势 24图 46：SiC 逆变器通过增加续航节省成本 26图 47：2021-2025 年国内高电压平台车型销量 26图 48：2021-2025 年国内新能源汽车 SiC 器件市场空间 26图 49：碳化硅产业链各环节

10、 27图 50：碳化硅行业主要企业的产业链覆盖情况 27表 1：高压线束线径及对应电流 7表 2：部分充电桩企业大功率快充产品 9表 3：全球部分高电压平台车型梳理 10表 4：华为 AI 闪充充电方案 11表 5：华为高压架构整车成本上升500/LucidAir资料来源：电车之家、易车、搜狐新闻、新浪新闻、有车一族、各公司官网，华为：推出首个 AI 闪充全栈动力域高压平台解决方案2021 年4 月，华为推出首个AI闪充全栈动力域高压平台解决方案，计划于2021 年落地750V、200kW 的FC1 闪充方案，充电 15min 可实现 30%-80%SOC；2023 年落地 1000V、400

11、kW的 FC2 闪充方案，充电 7.5min 可实现 30%-80%SOC；2025 年落地 1000V、600kW 的FC3闪充方案，充电 5min 可实现 30%-80%SOC。表 4：华为 AI 闪充充电方案时间闪充方案充电电压（ V）充电功率（ kW）快充时长2021FC175020015min/30%-80%SOC2023FC210004007.5min/30%-80%SOC2025FC310006005min/30%-80%SOC资料来源：NE 时代，该解决方案包括高压车载充电系统、高压异步电驱动系统、高压同步电驱动系统、高压电池管理系统、直流快充模块、三电云和高压热管理系统。在驱

12、动系统上，华为提供了业界首个前异后同的高压四驱解决方案。该方案可实现零百加速 3.5s，NEDC 效率提升 3.5%，在相同电池容量下，续航里程提升 5%。目前，搭载该款 AI 闪充高压解决方案的北汽极狐阿尔法 S HI 版本有望于第四季度开始小批量交付。图 10：AI 闪充动力域全栈高压解决方案图 11：华为前同后异高压四驱解决方案资料来源：焉知自动驾驶，资料来源：焉知自动驾驶，从成本上看，相较于普通充电，华为高压架构下的热管理、电驱动和电源以及线缆辅料的成本均持平，只有电池系统的成本上升5%，而整车成本上升2%，整车电池包减配是降本路径之一。此外，在超充桩布局平衡后，整车成本可继续下降。表

13、 5：华为高压架构整车成本上升2%部件高压快充电池系统上升5%热管理持平电驱动&电源持平线缆材料持平整车上升500A，完成 0%-80%SOC 仅需 8min。图 19：广汽 3C 快充电池系统图 20：广汽 6C 超级快充电池系统资料来源：腾讯网，资料来源：腾讯网，吉利：正式发布极氪 001，支持 360kW 超级快充2021 年，吉利正式发布基于浩瀚 SEA 架构的极氪 001，该车型共有超长续航单电机 WE 版、长续航双电机 WE 版和超长续航双电机 YOU 版三个版本，价格在 28.1-36 万之间，长续航版和超长续航版的电池包容量分别为 86 和 100kWh，续航里程最高可达 71

14、2km，零百加速可达 3.8s。搭载 800V 高电压平台的极氪 001 可实现充电 5min 续航 120km，且支持最高 360kW 超级快充。表 7：极氪 001 性能参数超长续航单电机 WE 版长续航双电机 WE 版超长续航双电机YOU版价格（万元） 28.128.136极芯电池包（ kWh）10086100NEDC 综合工况续航里程（ km）712526606零百加速（ s）6.93.83.8电机最大峰值功率（ kW）200400400电机最大峰值扭矩（ Nm）384768768资料来源：极氪官网、汽车之家，图 21：吉利 360kW 极充技术图 22：极氪 001 搭载 800V

15、高压架构资料来源：新能源线束 Linker，资料来源：新能源线束 Linker，此外，极氪还布局充电站和充电桩的建设。2021 年，极氪有望建成 290 座充电站和 2800个充电桩。2023 年底，极氪充电站累计建设数量有望达到 2200 座，充电桩累计建设数量将达到 20000 个。极氪充电地图不仅囊括自建桩，还将接入第三方公共充电网络。未来随着充电版图的扩张，极氪将实现用户在途和在家的补能全场景覆盖。长城汽车：4C 快充电池将于 2023 年量产蜂巢能源推出全新快充技术和对应电芯2021 年 4 月，长城旗下的蜂巢能源携旗下全系列电池产品亮相，并推出全新的快充技术和对应电芯。其中，第一代

16、 2.2C 蜂速快充电池的电芯容量为 158Ah，能量密度 250Wh/kg，充电 16min 可实现 20-80%SOC，2021Q4 有望量产；第二代 4C 快充电池充电 10min 可实现 20%-80%SOC，电池功率2400W，电池容量 165Ah，能量密度260Wh/kg，快充循环1500 次，有望于 2023Q2 量产。该产品装车电池电量可超过 100kWh，可满足 450kW+的四驱高功率放电，支持 350kW 以上的充电桩和 800V 的高压电气架构性能车。图 23：第一代蜂速 2.2C 快充电池资料来源：搜狐新闻，图 24：第二代蜂速 4C 快充电池图 25：第二代蜂速快充

17、电池适用范围资料来源：搜狐新闻，资料来源：搜狐新闻，快充电池正极方面采用三项技术：采用前驱体定向生长精准控制技术，通过控制前驱体合成参数，一次粒径放射状生长，打造离子迁移“高速公路”，提高离子传导，降低阻抗 10以上；多梯度立体掺杂技术，体相掺杂及表面掺杂多元素协同作用，稳定高镍材料晶格结构，同时降低界面氧化性，循环提升 20，产气降低30；柔性包覆技术，基于大数据分析及仿真计算，筛选适配高镍材料体积变化大的柔性包覆材料，抑制循环颗粒粉化，产气降低20。电池负极应用了四项先进技术：原料种类及选择技术：选取各项同性，不同结构、不同类型的原材料进行组合，使其极片 OI 值由 12 降低为 7，动力

18、学性能得到提升；原料破碎整形技术：采用小骨料粒径组成二次颗粒，并复配一次颗粒，实现合理的粒径搭配，降低其副反应，循环性能和存储性能提升 5-10%；表面改性技术：采用液相包覆技术石墨表面包覆无定形碳，降低阻抗，提升锂离子的通道，使其阻抗降低 20%；造粒技术：精确控制粒径间的形貌、取向等造粒技术，使得满电膨胀率降低 3- 5%。图 26：正极前驱体定向生长精准控制技术图 27：正极多梯度立体掺杂技术资料来源：搜狐新闻，资料来源：搜狐新闻，图 28：正极柔性包覆技术图 29：蜂速 4C 快充电池负极技术资料来源：搜狐新闻，资料来源：搜狐新闻，电解液方面，通过采用含硫添加剂/锂盐添加剂等低阻抗添加

19、剂体系，降低正负极界面成膜阻抗，同时较高的锂盐浓度，保证了电解液较高的电导率；隔膜方面，采用高孔隙陶瓷膜，提升隔膜导离子能力同时可兼顾耐热性，达到快充及安全的平衡；极片方面，极片制备上通过采用多层涂覆工艺，实现高能和快充两大优点；结构件方面，为了在满足 600A 大电流过流能力的条件下，尽可能地减轻电池重量。蜂巢通过使用 COMSOL 软件仿真了结构件的过流能力和温度分布，优化设计后快充过程中结构件的温度小于 60。高压系统架构变革，功率器件迎来新机遇核心观点：目前，能够实现大功率快充的高压系统架构共有三类，2023 年前多数主机厂将采用高压电池组串并联模式；2023 年后，随着高压部件成本下

20、降，全系高压架构将成为未来主流。此外，当前超级充电桩尚未普及，高电压平台车型须额外配臵升压器将 400V DC转换为 800V DC 充入 800V 电池组。随着电压平台的提升，电动汽车对零部件的性能要求明显升高，功率器件变化显著。SiC 功率器件凭借其耐高温、耐高压以及高频率的性能优势，将被广泛应用于 OBC、DC/DC 和电机控制器等高压部件中。我们预计 2025 年国内新能源汽车 SiC 功率器件的市场规模有望达到 60 亿元。高压系统架构：三类架构可实现大功率快充，全系高压架构将成主流三类高压系统架构可实现大功率快充根据Enabling Fast Charging：A Technolo

21、gy Gap Assessment，目前预计能实现大功率快充的高压系统架构共有三类：电池包、电机以及充电接口均达到 1000V，车中只有 1000V 和 12V 两种电压级别的器件，OBC、空调压缩机、DC/DC 以及 PTC 均重新适配以满足 1000V 高电压平台。该架构不仅对电池系统安全要求很高，而且需要车上主要高压部件的功率器件全部由 Si 基 IGBT 替换成 SiC MOSFET，短期成本较高；采用两个 500V 的电池组，通过高压配电盒的设计进行组合使用。大功率快充时，两个电池组可串联成 1000V 平台；在汽车运行时，两个电池组并联成 500V 平台，以适应 500V 的高压部

22、件，该方案的优势在于不需要OBC、空调压缩机、DC/DC 以及 PTC 等部件在短时间内重新适配，成本相对较低。但由于两个电池组可能有不同的阻抗和温度条件，从而导致充电状态不平衡，因此该架构需要较为复杂的电池管理系统和电子技术将电池组在串联、并联之间转换；图 30：纯 1000V 电压平台图 31：两个 500V 电池组组合使用资料来源：Enabling Fast Charging：A Technology Gap Assessment，资料来源：Enabling Fast Charging：A Technology Gap Assessment，整车搭载一个 1000V 电池组，在电池组和其

23、他高压部件之间增加一个额外的 DC/DC将 1000V 电压降至 400V，车上其他高压部件均采用 400V 电压平台。图 32：1000V 电池组搭配 DC/DC 转换器资料来源：Enabling Fast Charging：A Technology Gap Assessment，保时捷 Taycan 搭载四个电压平台保时捷 Taycan 所使用的高压架构类似于上述第一类，不同的是 Taycan 搭载了 800V、400V、 48V、12V 共四个电压平台，并且配备多个 DC/DC 转换器将 800V 电压转换成其余电压，以及在前翼子板上两边配备一个标准直流快充接口（驾驶侧）和一个交流慢充接

24、口（副驾驶侧），交流慢充接口通过车载充电机将交流电转换至 800V 直流电充入动力电池。图 33：保时捷 Taycan 高压架构资料来源：汽车之家，Taycan 的四个电压平台各有用途：Taycan 通过 800V 电压平台实现了最高 270kW 的充电功率，同时也实现了最高配Turbo S 560kW 的整车电机输出功率，放电倍率达到 6C；400V电压平台和充电接口的存在主要是为了解决目前高压大功率充电桩还未普及的问题。其次，由于暂时没有供应商给保时捷提供 800V 的电空调压缩机，只能配备 DC/DC 将 800V DC 降至 400V DC 以供空调压缩机使用；48V 电压平台是专门为

25、 PDCC 动态底盘控制而设计，为使得车辆底盘操控可变而设计的一整套包括可调阻尼、空气弹簧、主动稳定杆在内的系统；12V 电压平台主要是用在车身电子、娱乐设备、控制器等零件，为此配备磷酸铁锂电池。图 34：保时捷 Taycan 四个电压平台资料来源：绿芯之友、汽车电子设计，保时捷 Taycan 的高压架构对于当前高电压平台车型具有借鉴意义，当前配套 800V 电压平台车型的基础设施尚未完全普及，短期量产的高电压平台车型通常会选择搭配多个电压平台以匹配现有充电设施。此外，我们预计在 2023 年前大部分主机厂将采用上述第二类架构；2023 年后，随着高压部件成本下降，第一类架构将成为未来主流。8

26、00V 电压平台须配备升压转换器在 400V 电压平台上，交流电依据电池管理系统（BMS）提供的数据，经车载充电机（On-BoardCharger）转化为可供动力电池使用的直流电，对新能源汽车的动力电池进行充电；直流电则通过直流充电口直接向电池组充电。而在 800V 电压平台上，为兼容现有的 400V 直流快充桩，电动汽车须额外配备升压转换器将 400V 直流电升压至 800V 充入动力电池。当 800V充电桩大规模普及，该升压转换器将被取消。图 35：新能源汽车的电池、电机和高压“电控”资料来源：欣锐科技官网，从保时捷 Taycan 来看，800V DC 经过 PDU（高压配电盒）直接充入动

27、力电池组，充电功率为 270kW；400V DC 充电电源需通过内臵升压单元（Booster unit）的直流充电机（On-board DC charger）转换为 800V DC 用于电池组，最大充电功率为 150kW；而 240V AC 则通过交流充电机（On-board AC charger）转换为动力电池可以使用的直流电，对汽车动力电池进行慢速充电，充电功率可达 11kW。图 36：保时捷 Taycan 充电系统及充电电压资料来源：TaycanForum，图 37：保时捷 Taycan 内部结构示意图资料来源：Caradvice，图 38：Taycan 直流车载充电机（On-board

28、 DC charger） 图 39：Taycan 交流车载充电机（On-board AC charger）资料来源：保时捷官网，资料来源：保时捷官网，图 40：Taycan 升压单元（Booster unit）资料来源：preh，从现代 E-GMP 平台来看，据现代集团，不同于其他品牌车型需要单独安装一个内臵升压器的车载充电机将 400V DC 转换为 800V DC 供汽车电池组使用，消费者需额外付费，且车辆将增重约 20kg。E-GMP 平台的多重充电系统（Multi-Charging System）则先经过特殊的整合式电动马达/升压器（Motor/Inverter）将 400V DC 升

29、压为 800V DC，再对高压电池组进行充电，其优势是能降低成本与重量。图 41：现代 E-GMP 平台与其他品牌车型充电系统对比资料来源：现代集团官网，功率器件：SiC 优势明显，高电压平台不可或缺功率器件在新能源车中具备重要作用，占车用半导体成本比重大功率半导体具有改变电压和频率、直流交流转换等的作用功率半导体是电子装臵中电能转换与电路控制的核心，主要作用包括改变电子装臵中电压和频率、直流交流转换等。功率半导体可分为功率分立器件和功率 IC，其中功率分立器件分为不可控制器件二极管、半控制器件晶闸管和全控制器件 IGBT/MOSFET/BJT。图 42：功率半导体产品范围资料来源：华润微首次

30、公开发行股票并在科创板上市招股说明书，以 IGBT 和 MOSFET 为主的全控制器件是带有控制端的三端器件，其控制端不仅可控制开通，也能控制关断。IGBT 和 MOSFET 的具体作用如下：MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）具有高频、输入阻抗高、驱动简单、控制功率小等特点。在汽车电子领域，MOSFET 在电动发动机辅助驱动、电动助力转向及电制动等动力控制系统，以及电池管理系统等功率变换模块领域均发挥重要作用。IGBT（绝缘栅双极晶体管）是由双极型三极管 BJT 和 MOSFET 组成的复合全控型电压驱动式功率器件。IGBT 不仅具有上述 MOSFET 的特点，还具有 BJT 导通电压低

31、、通态电流大、损耗小的优点。IGBT 稳定性稍弱于 MOSFET，但具有更高的耐压性，在高压环境下传导损耗较小。IGBT 的开关特性可以实现 DC 和 AC 之间的转化或者改变电流的频率，有逆变和变频的作用。功率器件在新能源车中用途广泛，新能源车单车成本约为 265 美元。在新能源汽车高压部件中，MOSFET、IGBT 等功率器件主要应用于电机驱动、OBC、DC/DC 变换、电空调驱动等，其中用量最大的是电机驱动。据 CASA Research，平均一辆传统燃油车使用的半导体器件价值为 355 美元，而新能源汽车使用的半导体器件价值为 695 美元，增加近一倍，其中功率器件增加最为显著，由 1

32、7 美元增加至 265 美元，增加近 15 倍。图 43：功率器件在电动汽车中的使用资料来源：NE 时代，SiC 材料优势明显，器件性能显著优于 Si 器件SiC 器件具备高频、耐高温、耐高压的性能优势在工作过程中，电机控制器会在直流母线电压基础上产生电压浮动。因此，在 450V 直流母线电压下，IGBT 模块承受的最大电压应在 650V 左右，若直流母线电压提升到 800V 以上，对应的功率器件耐压水平则需提高至 1200V 左右。目前主流 Si 基 IGBT 在 800V 高电压平台上存在着损耗高、效率低的缺点。图 44：Si 基器件和 SiC 器件耐压程度对比资料来源：ROHM，SiC

33、功率器件不仅在耐压和损耗水平上都能满足 800V 电压平台的需求，还具备进一步拓展至 1200V 电压平台的潜力，SiC MOSFET 功率半导体正被逐步运用到高电压平台上。总体上，对比硅基器件，SiC 功率器件主要有三大优势：耐高温、高压：SiC 功率器件的工作温度理论上可达 600以上，是同等 Si 基器件的 4 倍，耐压能力是同等 Si 基器件的 10 倍，可承受更加极端的工作环境；器件小型化和轻量化：SiC 器件拥有更高的热导率和功率密度，能够简化散热系统，从而实现器件的小型化和轻量化，SiC 器件体积可减小至 IGBT 整机的 1/3-1/5，重量可减小至 40-60%；低损耗、高频

34、率：SiC 器件的工作频率可达 Si 基器件的 10 倍，且效率不随工作频率的升高而降低，可降低近 50%的能量损耗，同时因频率的提升减少了电感、变压器等外围组件体积，从而降低了组成系统后的体积及其他组件成本。图 45：SiC 功率器件对比 Si 功率器件优势资料来源：电子发烧友网，具体从新能源汽车上看，SiC 功率器件凭借其优势在电机驱动、OBC、充电桩和 DC/DC 中发挥着重要的作用：电机驱动：SiC 功率器件可提升控制器效率、功率密度以及开关频率，通过降低开关损耗和简化电路的热处理系统来降低成本、重量、大小及功率逆变器的复杂性；OBC 和充电桩：SiC 功率器件可提高电池充电器的工作频

35、率，实现充电系统的高效化、小型化，并提升充电系统的可靠性。充电模块的工作环境具有高频、高压和高温的特点，与 Si 基器件相比，SiC 器件更适于此类工作环境；DC/DC：SiC 功率器件可缩小电路的尺寸，降低重量，减少无源器件的成本，在满足冷却系统的需求的同时大大降低整个系统的重量和体积。2025 年中国新能源汽车SiC 器件市场规模有望达 60 亿元零部件及整车企业纷纷布局 SiC 器件2018 年，特斯拉 Model 3 成为全球首个将 SiC MOSFET 器件应用于主驱动逆变器的车型；2019 年，华为旗下哈勃投资入股第三代半导体材料碳化硅制造商山东天岳；2020 年，意法半导体推出从

36、 SiC 功率器件到逆变器系统的完整解决方案；2020 年，比亚迪汉 EV 搭载其自主研发、制造的 SiC MOSFET，使其零百加速达 3.9s。2021 年 4 月，比亚迪e 平台 3.0 将搭载全新一代 SiC 电控系统，功率密度提升 30%，最高效率 99.7%。据比亚迪官网，预计到 2023 年，比亚迪将在旗下的电动车中，实现 SiC 基车用功率半导体对硅基 IGBT 的全面替代。表 8：整车厂及零部件厂商 SiC 布局年份企业事件2014丰田、电装正式发布基于 SiC 器件的零部件应用于新能源汽车的功率控制单元（PCU）比亚迪半导体团队自主研发出适合于新能源汽车使用的两款碳化硅功率

37、MOS 器件2017比亚迪BF930N120SNU（1200V/30A）和 BF960N120SNU（1200V/60A），并同步研制开发 1200V/200A 和 1200V/400A 全 SiCMOS 模块2018特斯拉特斯拉 Model3 成为全球首个将 SiCMOSFET 器件应用于主驱动逆变器的车型2019德尔福德尔福于法兰克福车展推出 800V 碳化硅逆变器2019采埃孚采埃孚首次采用 SiC 技术的电驱动系统已经用于法国Venturi 的电动赛车2019华为华为旗下哈勃投资入股 10%第三代半导体材料碳化硅（SiC）的制造商山东天岳2020意法半导体推出从 SIC 功率器件到逆变

38、器系统的完整解决方案2020比亚迪比亚迪自主研发、制造的SiCMOSFET 搭载在汉 EV 四驱高性能版上，功率密度提升一倍，百公里加速度达 3.9s资料来源：搜狐汽车研究室，SiC 价格逐年下降，性价比拐点有望于 2022-2023 年到来从 SiC 模块价格上看，据 CASA Research，2019 年 1200V 的 SiC 器件为 Si 基器件的 5-6倍。随着产能扩张摊薄固定成本、技术进步提高良率、拉速及有效长度，预计其成本将继续快速下降，其性价比拐点有望在 2022-2023 年到来；从高压部件成本上看，SiC 可以提高 3%-5%的逆变器效率，开关损耗可降低 80%，并降低电

39、池容量、尺寸及成本，而由于 SiC的热性能，制造商还可以降低冷却动力总成部件的成本，对电动汽车的重量和成本产生积极的影响。据科锐（Cree）预测，电动汽车上的 SiC 逆变器能通过增加 5%-10%的续航节省 400-800 美元的电池成本（80kWh 电池，102 美元/kWh），与新增 200 美元的 SiC 器件成本抵消后，能够实现至少 200 美元的单车成本下降；从整车成本看，当 SiC 模块成本下降至当前 Si-IGBT 成本的 2 倍时，应用 SiC 器件的整车成本应不高于搭载 Si-IGBT 的整车成本。图 46：SiC 逆变器通过增加续航节省成本资料来源：科锐官网，2025 年

40、国内新能源汽车 SiC 市场规模有望达 60 亿元功率半导体市场上，Si 基技术仍将在未来一段时间占主导地位，而SiC 将会有很大的增长点。受益于高电压平台车型的普及，新能源汽车中 SiC 功率器件的市场规模将大幅增长。我们预计 2021-2025 年国内新能源汽车SiC 功率器件市场空间约为 7/13/19/33/60 亿元，2022-2025年同比增速约为 85.04%/52.14%/69.51%/81.67%。核心假设：国内高电压平台车型销量：2021 年，国内量产的高电压平台车型包括极氪 001、比亚迪汉 EV、北汽极狐阿尔法 S Hi 版等，我们预计全年销量有望达到 7 万辆。据工信

41、部规划，2025年新能源汽车新车销量占总销量的 20%左右，预计销量有望达 500 万辆，我们假设其中的 300 万辆将搭载 800V 以上高电压平台。2021-2025 年，我们预计国内高电压平台车型销量约为 7/31/73/148/300 万辆，2022-2025 年同比增速约为 335.4%/137.7%/101.8%/102.3%。国内新能源汽车 SiC 功率器件单车价值量：我们保守估计 2025 年 SiC 功率器件单车价值量将下降至 2000 元左右。图 47：2021-2025 年国内高电压平台车型销量图 48：2021-2025 年国内新能源汽车 SiC 器件市场空间资料来源：

42、乘联会、英飞凌、CASA，资料来源：乘联会、英飞凌、CASA，SiC 功率器件产业链较长，中国企业加速布局碳化硅产业链包括衬底、外延、器件及应用以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底材料的制备、外延层的生长、器件制造以及下游应用市场。具体从各环节来看：衬底环节：备制 SiC 衬底的过程较为复杂，主要是在 2200以上的高温环境下把硅粉和碳粉混合、升华、分解成气相物质，再在籽晶上进行冷凝形成约 3-4cm 的碳化硅晶碇，通过对晶锭进行切割、打磨、抛光，最终形成 SiC 单晶衬底；外延环节：导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件。与传统硅功率器件制作工艺不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化

43、硅衬底上，需在导电型衬底上生长碳化硅外延层得到碳化硅外延片，并在外延层上制造各类功率器件。器件和下游应用市场：功率器件又被称为电力电子器件，是构成电力电子变换装臵的核心器件。功率器件主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等，主要应用于电动汽车、充电桩、光伏新能源、轨道交通和智能电网等领域。图 49：碳化硅产业链各环节资料来源：山东天岳招股说明书（申报稿），碳化硅行业内企业具有两类运营模式在碳化硅行业中，企业的运营模式主要可分为两类：第一类是覆盖较全的产业链环节，如同时从事碳化硅衬底、外延及器件的制作，包括科锐（Cree）、罗姆（Rohm）等；第二类是只从事产业链的单个或

44、者部分环节，包括贰陆公司、天科合达等。图 50：碳化硅行业主要企业的产业链覆盖情况资料来源：山东天岳招股说明书（申报稿），科锐公司成立于 1987 年，旗下子公司 Wolfspeed 从事碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体衬底、功率器件、射频器件等产品的技术研究与生产制造；此外，科锐公司还曾从事 LED 芯片及组件等业务。科锐公司能够批量供应 4 英寸至 6 英寸导电型和半绝缘型碳化硅衬底，且已成功研发并开始建设 8 英寸产品生产线，目前科锐公司的碳化硅晶片供应量位居世界前列。 2020 年 10 月 13 日，科锐公司将LED 产品业务出售，全力争取电动汽车、5G 通信和工业应用等领域的增长机会。

45、德国 SiCrystal 公司是世界领先的碳化硅衬底生产商，于 2009 年被日本罗姆公司收购，其生产的碳化硅衬底主要供应罗姆公司生产各种碳化硅器件。贰陆公司成立于 1971 年，是工程材料、光电元件和光学系统领域的全球领先企业，为材料加工、通信、航空航天与国防、生命科学、半导体设备、汽车和消费电子等领域的应用提供垂直整合解决方案。贰陆公司能够提供 4 至 6 英寸导电型和半绝缘型碳化硅衬底。目前贰陆公司的碳化硅衬底供应量位居世界前列。天科合达成立于 2006 年，是国内领先的碳化硅衬底生产商之一，主要从事碳化硅领域相关产品研发、生产和销售，主要产品包括导电型碳化硅衬底、其他碳化硅产品和碳化硅

46、单晶生长炉。目前，公司的碳化硅晶片产品以 4 英寸为主，逐步向 6 英寸过渡，并于 2020 年 1 月启动 8 英寸晶片研发工作。山东天岳成立于 2010 年，是一家国内领先的宽禁带（第三代）半导体衬底材料生产商，主要产品覆盖半绝缘型和导电型碳化硅衬底，目前产品已供应至国内碳化硅半导体行业的下游核心客户，同时被部分国外顶尖的半导体公司使用，曾于 2019 年获华为旗下投资公司投资。公司目前已具备 6 英寸导电型碳化硅衬底的量产能力，并于 2020 年开始启动 8 英寸导电型衬底的研发。瀚天天成成立于 2011 年，是一家研发、生产、销售碳化硅外延晶片的高新技术企业，已形成 3 英寸、4 英寸

47、以及 6 英寸的完整碳化硅半导体外延晶片生产线。泰科天润成立于 2012 年，致力于碳化硅功率器件的自主研发、生产、销售和应用解决方案，可在 4/6 英寸 SiC 晶圆上实现半导体功率器件的制造工艺。目前，公司 SiC 器件 650V/2A-100A，1200V/2A-50A，1700V/5A-50A，3300V/0.6A-50A 等系列的产品已经投入批量生产，产品质量可比肩国际先进水平。三安光电成立于2000 年11 月，主要从事化合物半导体材料与器件的研发与应用，以砷化物、氮化物、磷化物及碳化硅等化合物半导体新材料所涉及的外延片、芯片为核心主业。子公司三安集成主要生产高功率密度 SiC 功

48、率二极管、MOSFET 及硅基氮化镓功率器件，2020 年碳化硅二极管开拓客户 182 家，送样客户 92 家，转量产客户 35 家，超过 30 种产品已进入批量量产阶段，二极管产品已有 2 款产品通过车载认证，送样客户 4 家。2021 年 6 月 23 日，公司总投资 160 亿元的湖南三安半导体基地一期项目正式投产，是国内首条、全球第三条碳化硅垂直整合( IDM)生产线，能为客户提供高品质准时交付产品的同时，兼具大规模生产的成本优势。投资建议重点推荐在高电压平台布局较为领先的整车企业比亚迪、广汽集团和长城汽车。比亚迪E 平台 3.0 有望成为下一代电动车的摇篮。2021 年 4 月 19

49、 日，比亚迪在上海车展正式发布 e 平台 3.0，其具有“智能、高效、安全、美学”四大核心特征，有望成为下一代电动车的摇篮。基于e 平台3.0 打造的电动车，零百加速最快可达2.9s，续驶里程最大可突破1000km。 e 平台 3.0 还具有 800V 高压闪充技术，可实现充电 5 分钟，行驶 150km。E 平台 3.0 第一款车型 EA1 有望于 2021Q3 上市，EA1 及其他 E 平台 3.0 车型的上市有望给比亚迪带来显著销量增量。DM-i 技术平台有望改变燃油车行业竞争格局。2021 年 1 月，比亚迪发布 DM-i 技术平台及该技术平台所搭载的三款新车，分别是：秦 Plus D

50、M-i、宋 Plus DM-i 以及唐 DM-i。除此以外，根据工信部的公告数据，我们预计年内比亚迪仍将有更多 DM-i 系列车型上市。比亚迪 DM-i 平台的车型覆盖了轿车、SUV 以及 MPV，其主销价格区间在 10-20 万元，此价格区间市场空间大，也是目前热销车型的主流价格区间，比亚迪 DM-i 平台的车型在价格、油耗、驾驶平顺度以及动力等方面优势显著，未来潜力很大，有望改变燃油车行业竞争格局，使新能源汽车渗透率加速提升。动力电池业务进展迅速。目前，比亚迪动力电池已经实现对长安汽车、福特汽车、长城汽车、东风岚图、一汽红旗等车企的匹配，随着这些车企对应车型的放量，比亚迪动力电池出货量有望

51、显著增长。未来，比亚迪动力电池有望实现对更多整车的配套。投资建议：维持“买入-A”评级。我们预计公司 2021-2023 年归母净利润分别为 62.46、112.79以及 136.32 亿元，对应当前市值，PE 分别为 116.0、64.3 以及 53.2 倍，维持“买入-A”评级。广汽集团新能源汽车迎来大时代，广汽埃安行业领先。广汽埃安前瞻性布局纯电造车平台，先后研发了弹匣电池、石墨烯基电池、硅负极电池等核心技术，直击新能源车安全性、里程焦虑等痛点，在 10-20 万元价格区间的细分市场具备显著的领先优势。2021 年，广汽埃安迎来新品周期：Aion Y、Aion S Plus、Aion V 和 Aion LX 改款。我们预计 2021 年广汽埃安销量有望突破 10