如果说,新能源汽车的最强“CPU”在中国,"最强大脑"在日本,你同意吗?

一辆纯正的新能源汽车,“户口本”上主要有三大核心部件:电池、电驱、电控。这三大部件占据了电动车超过60%的成本。

除了宁德时代电池,日本三菱等正在成为新能源汽车的"最强大脑"!

不过,既然和传统车企基因完全不同,我们好奇的是,谁是新能源汽车的"CPU",谁又是它的"最强大脑"呢?

除了宁德时代电池,日本三菱等正在成为新能源汽车的"最强大脑"!

电动汽车的"CPU"

业界公认,动力电池是新能源汽车的"心脏",俗称CPU,并且已经成为新能源汽车的核心竞争力。今后,动力电池技术的挑战和核心竞争力来自于能量密度的攀升能力和续航能力。

UBS报告认为,锂离子电池企业的营收将由2018年的230亿美元,增至2025年的840亿美元。另外,未来几年内电芯的产能与需求保持同步增长,他们预计2021年,几大巨头的产能都将超过50GWh。未来全球电池市场"寡头"格局将进一步增强,前五大供应商将占据全球市场的80%份额,其中,LG化学与宁德时代则将是增长最快的电池供应商。

成本方面,松下21700型锂电池的成本最低,为111美元/kWh;LG化学的成本为148美元/kWh,三星SDI和宁德时代的成本均超过150美元/kWh。

电池技术的竞争十分激烈,据了解,SK将要量产的NCM811电芯,能够实现电动汽车500km的续航里程;三星SDI则是在研发能量密度更高的镍钴铝酸锂(NCA)电池;而松下就与日产、丰田等车企也正在进行电池新技术的研发。

全球电池英雄榜单

除了宁德时代电池,日本三菱等正在成为新能源汽车的"最强大脑"!

由于动力电池成本占比极高,且存在技术壁垒,包括宝马、奔驰等企业在内,绝大部分车企目前还无法实现完全自主研发、生产电池的条件,缺乏"自给自足"的能力,这就给了电池企业发展壮大的好机会。

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比如,BMW采购总监对外透露,BMW将会在未来几年里从动力电池龙头企业——宁德时代采购40亿欧元的电芯。

瑞士银行(UBS)发布了一份关于全球动力电池巨头松下、LG化学、三星SDI和宁德时代的研究报告。报告预测,至2025年,LG化学将成为全球电池制造商之首。

装机量方面,目前宁德时代排名第一,为11.84Gwh;松下排名第二,为10Gwh;LG化学排名第四,为4.8Gwh;三星SDI排名第五为,2.4Gwh。

营收方面,宁德时代以166.5亿元人民币(2017年)位居首位,松下以140亿元人民币排名第二,LG化学以100亿元人民币排名第三,三星SDI以90亿元人民币排名第四。

而根据公开数据显示,2017年比亚迪全球装机量为7.2Gwh,位列全球第三,而根据比亚迪的计划,2020年其动力电池总产能预计可以达到60GWh,一旦比亚迪动力电池业务拆分完成,那么比亚迪的电池业务也可能成为寡头之一。

中国动力电池市场

宁德时代,2018年装机量为23.52GWh,市场占有率超过40%;比亚迪位居第二,装机量为11.44GWh,市占率约为宁德时代的一半。两家企业共同占据了中国动力电池超六成的市场份额。

虽然中国有很多企业参与竞争,但目前国内确定性比较高、有竞争力的电池厂商主要有:宁德时代、比亚迪、孚能和天津力神等。

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由于比亚迪电池的封闭政策,给了宁德时代最好的发展机遇,这些年来,其电池产品已经配套BMW,大众,戴姆勒,捷豹、路虎,PSA上汽、东风、本田等国内外知名车企。

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宁德时代的配套车企已超过了62家,并与BMW、上汽、广汽、东风、吉利等成立了合资企业。不过,随着松下、三星、LG等几个日韩大厂加入竞争,肯定会对宁德时代有一定的冲击。

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最强大脑

新能源车的核心部件,除了电池,还有电机控制器,而电机控制部分最核心的元件就是——IGBT。

新能源汽车充电时,IGBT芯片起着交直流转换的作用,要把220V标准交流电转换成电池需要的直流电;在行驶状态下,IGBT再将电池输出的直流电转换成交流电供给交流电机;同时还需要实时调控全车电压,起着变压器的作用;IGBT还可以根据油门输入大小以及车辆的状态调节整车输出功率;另外,智能控制车载空调系统,也离不开IGBT芯片的作用。

身兼多职,管理和控制电机系统,改变电压和电流,让电能从容不迫的进行工作,这不就是传说中的"最强大脑"?

IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元器件。以特斯拉ModelX为例,其使用了英飞凌等公司提供的132个IGBT管,所花费用大约在650美元。

IGBT的迭代技术

据悉,IGBT目前已经发展到7.5代,第7代由三菱电机在2012年推出,堪称全球领先。据悉,三菱电机目前的水平可以看作7.5代。英飞凌、三菱和富士电机等国际厂商占有绝对的市场优势。国际最为领先的是英飞凌,已在12英寸生产线量产IGBT产品,其他厂商基本上都是8寸生产线。

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在我国,目前大部分企业停留在第三代水平上,整体与国外差距较大。2018年,比亚迪经过多年努力突破,技术已经达到第四代水平。

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三菱电机的HVIGBT已经成为业内默认的标准,在中车自主研发制造之前,中国的高速机车用IGBT基本由三菱完全垄断。同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。

未来,碳化硅SiC MOSFET已经开始代替IGBT率先应用于高功率充电机和DCDC中,并开始在驱动系统上进行尝试。特别是当电压平台上升到800V以上时,碳化硅SiC MOS应用产生的效益将超过传统的硅SI基IGBT。

可以说,日本的三菱电机,三肯,东芝,包括丰田等,正在扩大优势,逐渐成为新能源汽车的“最强大脑”!

IGBT全球规模

根据IHS发布的2017年全球功率半导体市场份额报告,全球功率半导体市场体量是185亿美元,其中英飞凌、安森美、意法半导体、三菱和东芝占领了分立IGBT前五强的地位,他们的市场份额高达70%,其中更是以英飞凌38.5%的份额遥遥领先。

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而在标准IGBT模块方面,行业排名前五的厂商则分别为英飞凌、三菱、安森美、东芝和意法半导体,他们的市占为77%,英飞凌也以33.9%的份额独占鳌头。

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中国IGBT规模

根据集邦咨询资料显示,2018年中国IGBT市场规模预计为153亿人民币,随着中国IGBT市场规模将持续增长,预计到2025年,中国IGBT市场规模将达到522亿人民币。

我国车用IGBT技术才刚刚起步,芯片和模块在国内尚未完全成熟。我国新能源汽车IGBT产品98%以上采用国外进口,进口费用昂贵。

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2008年10月,比亚迪收购宁波中纬半导体晶圆厂;2018年,比亚迪成功打通IGBT全部产业链,成为国内首个拥有完全自主知识产权的IGBT芯片生产厂家。从工艺上来看,这一次比亚迪推出的1200V 车规级IGBT 的晶圆厚度居然只有120μm。

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比亚迪的 IGBT4.0 芯片相较于市场主流产品,损耗低了约20% ,温度循环寿命达到10 倍 ,电流输出能力提升15% 。据了解,比亚迪微电子在国内车规级IGBT市场占有超过20%的市场份额,一跃成为国内销售额前三的IGBT供应商。

比亚迪微电子公司已经开发出SiC MOSFET。预计到2023年,比亚迪旗下的电动车将有望全面搭载SiC电控。

2019年4月,中芯国际披露,公司以1.13亿美元的对价,将所持有的8寸线LFoundry 70% 股权转让给江苏中科君芯科技有限公司。江苏中科君芯科技有限公司是一家专注于IGBT、FRD等新型电力电子芯片研发的高科技企业。拥有了LFoundry的股权之后,公司就从一家Fabless要成一变成为了名副其实的IDM公司。

之前,IGBT1200V模块和IPM处于极度缺货状态,英飞凌交期达到30周以上;而且,代理商只公布是否有货,卖价却没有任何商榷余地。实力使然,加上产能跟不上,这是典型的芯片卖方市场。

只能说,从一无所有追赶到只差3.5代,中国和日本芯片企业的差距在缩小。

小资料:新能源汽车市场

瑞士银行报告预计,全球新能源汽车销量将由2018年的180万辆升至2025年的1750万辆。而电动汽车电池的需求量将随之增长9.5倍,相当于从2018年的93GWh提升至2025年的973GWh,这相当于当下19个特斯拉超级工厂的产量。

宁德时代2018年发布的招股说明书显示,2022年,全球新能源汽车有望达到600万辆。

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