近年來，在電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的驅(qū)動下，百年汽車產(chǎn)業(yè)迎來巨大變革。

充電倍率從1C上升至4C，高電壓平臺整車+超充樁已成為行業(yè)主流超充方案

其中，作為全球最大的新能源汽車市場，隨著汽車產(chǎn)業(yè)變革的加速，我國新能源車迎來快速發(fā)展的黃金期。根據(jù)中汽協(xié)的數(shù)據(jù)，2022年前10月，我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成548.5萬輛和528.0萬輛，同比均增長1.1倍，產(chǎn)銷連創(chuàng)歷史新高。與此同時，今年前10個月我國新能源汽車市場滲透率已經(jīng)達(dá)到24%，在去年的基礎(chǔ)上再次實(shí)現(xiàn)了大幅增長。

從龍頭比亞迪的數(shù)據(jù)來看，今年前10月份生產(chǎn)220,107輛，較去年同期增長169.82%；銷售217,816輛，同比增長168.76%。值得一提的是，這已經(jīng)是比亞迪連續(xù)2個月產(chǎn)銷量都突破20萬的重要關(guān)口。比亞迪負(fù)責(zé)人表示，比亞迪從100萬銷量到200萬銷量，用了1年的時間。而從200萬輛到300萬輛，僅用了半年的時間。這從另一個角度說明，中國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)正在加速前行。

比亞迪新能源汽車總銷量達(dá)成300萬輛的里程碑

資料來源：比亞迪

雖然新能源汽車發(fā)展速度很快，在減輕了環(huán)境壓力的同時也為人們的出行生活帶來了便利。不過，由于發(fā)展時間較短，技術(shù)不夠成熟，新能源汽車充電時間長、續(xù)航時間短等核心痛點(diǎn)還有待解決。

哪里有痛點(diǎn)，哪里就有新機(jī)會。近年來，海內(nèi)外車企和科技巨頭為了解決充電問題，做了大量的研發(fā)工作。發(fā)展至今，由于高電壓平臺整車+超充樁的組合形式不易產(chǎn)生發(fā)熱所帶來的安全隱患，并且可以顯著提升動力電池能量的使用效率和續(xù)航里程，已經(jīng)逐漸成為行業(yè)的主流應(yīng)用方案。

以2020年熱銷的部分純電動車型為例，其直流快充的理論平均充電倍率約為1C（即1小時可充滿100%SOC），完成30%-80%SOC需30min，NEDC續(xù)航里程約為227km。其中，Model 3搭配其自建超充樁可實(shí)現(xiàn)充電15min行駛279km，理論充電倍率約為1.85C，為行業(yè)較高水平。而在滿足國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的充電樁下，比亞迪漢EV的充電速度是主流車型中最快的，其峰值充電功率可達(dá)120kW，完成30%-80%SOC仍需25min。

經(jīng)過2年的更新迭代，2022年行業(yè)主流企業(yè)如華為、比亞迪、吉利、東風(fēng)、小鵬等均已經(jīng)推出高電壓平臺及相關(guān)車型，充電倍率已經(jīng)逐漸從2020年的1C最高已經(jīng)可以上升到目前的4C。

從業(yè)內(nèi)最新的應(yīng)用情況來看，小鵬在今年9月發(fā)布的G9是國內(nèi)首款基于800V高壓SiC平臺的量產(chǎn)車，其4C版本峰值充電功率可達(dá)430kW左右，充電5分鐘續(xù)航增加200+公里，充電10%-80%僅需不到15分鐘。這意味著用戶花費(fèi)在電動車充電的時間，基本等同于在加油站給燃油車加油的時間，出行不再有補(bǔ)能焦慮。

小鵬汽車G9成為國內(nèi)首款基于800V高壓SiC平臺的量產(chǎn)車

資料來源：小鵬汽車

樁端和車端的高壓零部件產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，國內(nèi)外興起了超級快充整車生產(chǎn)的熱潮

在高壓架構(gòu)已經(jīng)成為超級快充主流應(yīng)用方案的情況下，電池包、電驅(qū)動、PTC、空調(diào)、車載充電機(jī)等都需重新適配，這給產(chǎn)業(yè)鏈上下游帶來了巨大的存量替換和新增市場空間。

超級快充產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成

資料來源：網(wǎng)絡(luò)

（一）電池

電池方面，其快充速度主要看電池的充放電倍率。目前，影響充電倍率主要有電極材料、充電樁充電功率和動力電池溫度三個原因。經(jīng)過芯八哥梳理，目前國內(nèi)主要有以下企業(yè)，在超級快充電池方面具有成熟的產(chǎn)品和技術(shù)儲備。

（1）寧德時代。今年6月底，寧德時代發(fā)布第三代CTP—麒麟電池，支持4C快充，可以在10min快充至80%SOC。8月27日下午，極氪聯(lián)合寧德時代官方宣布首款純電豪華MPV極氪009將采用麒麟電池，并將于2023年1季度實(shí)現(xiàn)交付。基于此，極氪品牌將成為麒麟電池全球量產(chǎn)的首發(fā)品牌。除009外，極氪001搭載麒麟電池版本車型也將于2023年2季度推出，從而實(shí)現(xiàn)純電續(xù)航1000km。

寧德時代發(fā)布第三代CTP—麒麟電池

資料來源;寧德時代

（2）欣旺達(dá)。2月25日，以蔚小理為首的 19 家企業(yè)入股欣旺達(dá)。根據(jù)公開資料，19 家企業(yè)共同出資 24.3 億元。其中蔚小理三家總共投了 10.5 億元，幾乎占了投資總額的一半。一同加入蔚小理陣營的還包括上汽、東風(fēng)、廣汽等，基本都在新能源車榜單TOP 15；就在車企入股后不久，3月27日欣旺達(dá)副總裁張耀在中國電動汽車百人會論壇上表示，欣旺達(dá)今年年底量產(chǎn)的BEV超級快充電池續(xù)航里程可達(dá)到700公里，充電10分鐘續(xù)航可達(dá)到400公里，不限快充次數(shù)，可做到不起火無熱蔓延。

（3）孚能科技。公司于2021年已率先發(fā)布800VTC超充超壓技術(shù)，也是國內(nèi)首個宣布可量產(chǎn)的800V高壓平臺，預(yù)計2022年年底將正式進(jìn)入量產(chǎn)階段。此外，公司已量產(chǎn)285Wh/kg電芯產(chǎn)品，同時已完成400Wh/kg電芯技術(shù)儲備，幫助用戶充電5分鐘暢行200km，解決充電焦慮。

（4）蜂巢能源。公司為其短刀電池全品類已可以提供包括蜂速4C快充技術(shù)，面向800V電池系統(tǒng)，可以提供適應(yīng)800V高壓平臺的高效熱管理技術(shù)、冷蜂熱阻隔技術(shù)。

（5）中創(chuàng)新航。以市面上量產(chǎn)的充電速度最快的車型小鵬G9，其98kWh的動力電池來自中創(chuàng)新航，按照小鵬G9最大480kW的充電功率，只需要12分鐘就能充滿電，這意味著中創(chuàng)新航提供的動力電池也具備4C以上的充電能力。

（二）充電模塊

從充電模塊來看，華為、優(yōu)優(yōu)綠能、英飛源、永聯(lián)等國內(nèi)主流企業(yè)陸續(xù)發(fā)布了充電范圍寬至1000V的充電模塊，其中華為推出 HUAWEI Hi Charger 直流快充模塊，可解決充電行業(yè)運(yùn)營成本高、設(shè)備生命周期短的痛點(diǎn)。

此外，為迎接電動汽車超級快充時代，永聯(lián)科技于2020年8月重磅推出最新研發(fā)的全新一代UX系列直流大功率充電模塊。其中模塊的功率涵蓋30kW、40kW和50kW，每一個功率等級推出50～750V和50～1000V兩款模塊可供客戶選擇。聯(lián)科技陳小平表示，超級快充的核心就是AC-DC充電轉(zhuǎn)換模塊，在保證安全可靠的前提下，將充電模塊的輸出電壓做到最大限度的高壓、大電流，充電速度也自然變快。

（三）充電樁

從樁端來看，高壓零部件的成熟度比車端高，目前國內(nèi)充電樁企業(yè)已布局大功率快充產(chǎn)品。其中星星充電自主研發(fā)的500kW大功率液冷充電系統(tǒng)可讓車輛于10min內(nèi)充滿電，能有效提高電樁轉(zhuǎn)換效率，并顯著降低電損，目前已與保時捷產(chǎn)品完成對口測驗(yàn)；萬馬愛充旗下產(chǎn)品智慧充電樹V1和V2充電功率在240kW-480kW，直流輸出電壓高達(dá)750V；而特來電300kW一體式直流雙槍充電單樁既可實(shí)現(xiàn)300kW雙槍快充，同時可以滿足150kW群充充電需求，輸出電壓最高可達(dá)750V。

值得注意的是，國家電網(wǎng)作為快充樁營運(yùn)龍頭，同時是國內(nèi)最大的充電樁公開招標(biāo)企業(yè)，其招標(biāo)需求對行業(yè)具有風(fēng)向標(biāo)意義。近年來，國家電網(wǎng)招標(biāo)的大功率充電樁數(shù)量呈現(xiàn)明顯上升趨勢。從電壓上看，目前國家電網(wǎng)招標(biāo)充電樁的充電模塊已可兼容DC200V-750V，未來將主要開發(fā)750V并提前研發(fā)950V的充電模塊。

（四）整車

車端方面，目前 PTC 、空調(diào)、高壓 OBC、DC/DC、快充電池、高壓 BMS 以及高壓電驅(qū)動等技術(shù)都已經(jīng)比較成熟并且均以實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。

具體來看，日立和馬瑞利已為 Taycan 800V 電壓平臺設(shè)計電驅(qū)動部件，華為、博格華納、匯川技術(shù)等陸續(xù)發(fā)布 800V 電驅(qū)動系統(tǒng)，而采埃孚也于2021年在中、歐兩地批量生產(chǎn) 800V SiC 三合一電驅(qū)動系統(tǒng)；華為、德爾福及部分車企自研高壓集成單元，已具備高冷卻性能和高耐壓化性能；翰昂、馬le、美的威靈、海立、奧特佳、科博爾、華工新高理和比亞迪已具備制造800V電動壓縮機(jī)或PTC的能力；巴斯巴、永貴、中航光電、泰科等供應(yīng)商也已具備量產(chǎn) 800V線纜及端子的能力。

隨著車端和樁端的高壓零部件產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，國內(nèi)外興起了超級快充整車生產(chǎn)的熱潮。

從國外來看，海外整車廠近年來紛紛推出高電壓平臺車型。2019年，保時捷率先量產(chǎn)800V高電壓平臺電動車Taycan，目前最大充電功率可達(dá)270kW，可在22.5分鐘內(nèi)完成5%-80%的充電，后續(xù)版本最高充電功率有望達(dá)350kW；2020年，現(xiàn)代集團(tuán)正式發(fā)布E-GMP平臺，搭載400V/800V超高壓充電系統(tǒng)，可在18分鐘內(nèi)完成0%-80%的充電，可實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航100km；2021年，搭載的奧迪自研PPE平臺的A6e-tronConcept面世，該平臺搭載了800V高壓電氣系統(tǒng)，理想狀況下充電10分鐘續(xù)航300km；而作為全球新能源汽車整體龍頭，特斯拉V3超級充電樁可支持高達(dá)250kW的峰值充電功率，充電15分鐘可補(bǔ)充250km續(xù)航電量，未來特斯拉計劃將其充電功率進(jìn)一步提升到300kW，這意味著Model 3僅需十幾分鐘即可充滿電。

全球部分高電壓平臺車型梳理

資料來源;各公司官網(wǎng)，安信證券

國內(nèi)方面，華為、比亞迪、吉利、長城、廣汽、東風(fēng)汽車等主流廠商都推出了的高電壓純電車型。具體來看，華為與極狐汽車合作的極狐阿爾法S華為HI版在今年5月7日已經(jīng)上市，據(jù)介紹該車型首搭了堪稱業(yè)界最強(qiáng)的800V高壓快充，可在10分鐘提高續(xù)航將近200公里；比亞迪于2021年發(fā)布的e平臺3.0搭載800V閃充技術(shù)，充電5分鐘續(xù)航150km；長城旗下蜂巢能源發(fā)布蜂速快充電池，其中第二代蜂速快充電池支持800V的高壓電氣架構(gòu)，充電倍率達(dá)到4C；此外，東風(fēng)旗下的嵐圖汽車的最新800V高壓超級快充技術(shù)，可在360KW超級充電樁加持下，充電速率提升125%，實(shí)現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航400公里。

電子元器件產(chǎn)業(yè)鏈迎來價值重構(gòu)，IGBT、碳化硅器件、電源管理芯片需求旺

業(yè)內(nèi)周知，車輛升級到800V架構(gòu)的關(guān)鍵則在于電子元器件的改變，具體來說就是在主驅(qū)逆變器、車載充電系統(tǒng)（OBC）、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（車載DC/DC)和非車載充電樁等方面用上高壓元器件。

（一）IGBT

由于IGBT不僅具有MOSFET的特點(diǎn)，還具有BJT導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)階段大部分車型在主驅(qū)逆變器、車載充電系統(tǒng)（OBC）、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（車載DC/DC)等元器件上采用的基本上都是基于硅基IGBT的功率模塊。

從市場規(guī)模來看，根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Omdia的數(shù)據(jù)，全球IGBT市場規(guī)模在過去近十年中保持穩(wěn)定增長，從2012年的32億美元增長至2021年的70億美元。中國是IGBT最大的市場，占到全球IGBT市場規(guī)模的40%左右。

競爭格局方面，目前IGBT模塊行業(yè)前三為英飛凌、富士電機(jī)、三菱，其市占比分別為37%、11%、10%；國內(nèi)斯達(dá)半導(dǎo)市占率達(dá) 2.8%，位居第六名。

數(shù)據(jù)來源：Omdia，芯八哥整理

隨著國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)、中車時代、士蘭微、翠展微等國內(nèi)供應(yīng)商開始陸續(xù)崛起，打破了國內(nèi)汽車IGBT市場長期以來被英飛凌等大廠壟斷的局面，并且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了部分中低端產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。

（二）碳化硅MOSFET

由于碳化硅具有耐高壓、耐高溫、開關(guān)損耗低等優(yōu)勢，其材料特性使得MOSFET結(jié)構(gòu)能夠輕松覆蓋650V-3300V高電壓，并且和其他材料相比能夠節(jié)能5%-10%。因此，碳化硅 MOSFET是800V高壓系統(tǒng)功率半導(dǎo)體的最佳選擇，目前已發(fā)布或即將發(fā)布的800V高壓系統(tǒng)方案大部分都選擇采用碳化硅 MOSFET方案。

市場規(guī)模方面，據(jù) Yole 的數(shù)據(jù)預(yù)測，到2026 年整個碳化硅功率器件的市場規(guī)模有望達(dá)到 50億美元，在2020年7億美元的基礎(chǔ)上保持37%的年復(fù)合增長率。中國新能源車市場碳化硅領(lǐng)域，根據(jù)東吳證券的測算，預(yù)計從2020的 14.6億元增長到 2024年的164.7億元，年均復(fù)合增長率達(dá)83.2%。

從碳化硅的競爭格局來看，海外碳化硅單晶襯底企業(yè)主要有 Wolfspeed（原Cree）、DowCorning、II-VI 等企業(yè)；外延片企業(yè)主要有 DowCorning、II-VI、Wolfspeed、羅姆、Infineon 等；器件方面相關(guān)主要企業(yè)包括 Infineon、Wolfspeed、羅姆半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體等。 其中Wolfspeed作為全球碳化硅龍頭企業(yè)，市場市占率超過50%，與下游器件企業(yè)的長期合作供貨訂單接近100億人民幣，簽約企業(yè)包括安森美、英飛凌和意法半導(dǎo)體等。其中意法半導(dǎo)體是特斯拉的碳化硅器件供應(yīng)商，安森美主要為蔚來等企業(yè)供應(yīng)碳化硅器件，英飛凌為現(xiàn)代汽車等供貨。

全球碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈主要公司

資料來源：國金證券

中國市場方面，碳化硅產(chǎn)業(yè)近年來也取得了不錯的進(jìn)展。在襯底方面，天科合達(dá)、山東天岳已經(jīng)取得了一定的發(fā)展；在碳化硅外延方面，東莞天域、瀚天天成等企業(yè)做的較好；在器件方面，三安光電、泰科天潤、派恩杰等企業(yè)的產(chǎn)品已大量應(yīng)用于大功率電源、充電樁等領(lǐng)域。值得注意的是，中國在車用碳化硅MOSFET領(lǐng)域技術(shù)還非常薄弱，不過隨著國產(chǎn)替代進(jìn)程的加速，未來具有較好的發(fā)展機(jī)會。

（三）電源管理DC/DC芯片

新能源汽車也是電源管理芯片重要的市場之一。相對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，新能源汽車需要更多的DC/DC等為代表的電源管理芯片進(jìn)行電壓的轉(zhuǎn)換，從而推動電源管理芯片的增長。

市場規(guī)模方面，根據(jù)Frost&Sullivan統(tǒng)計，汽車領(lǐng)域全球電源管理芯片市場將從2020年的17億美元增長到2025年的21億美元。

從競爭格局來看，電源管理芯片行業(yè)國際巨頭所占市場份額較大，德州儀器、高通、亞德諾、美信（被亞德諾收購）、英飛凌前五大廠商市占率之和高達(dá)71%，剩余市場也大多被PI、MPS等品牌蠶食。其中作為全球模擬芯片龍頭，德州儀器電源管理芯片占比達(dá)到21%，連續(xù)多年穩(wěn)居電源管理芯片第一的寶座。

值得注意的是，盡管中國電源管理芯片市場已接近全球市場的三分之一，但國內(nèi)80%的份額仍被歐美廠商壟斷，國內(nèi)自給率較低，其中龍頭圣邦股份占比僅1%，其他DC-DC廠商比如希荻微、芯朋微、英集芯、韋爾股份、華潤微、士蘭微、誠芯微等市場占有率更是在1%以下，未來國產(chǎn)替代空間較大。

以希荻微為例，在汽車超級快充芯片領(lǐng)域，公司自主研發(fā)的車規(guī)級電源管理芯片產(chǎn)品達(dá)到了AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，且其 DC/DC 芯片已進(jìn)入Qualcomm的全球汽車級平臺參考設(shè)計，并實(shí)現(xiàn)了向奧迪、現(xiàn)代、起亞等知名車企的出貨。

結(jié)語

隨著布局車企的數(shù)量不斷增加，超級快充有望在未來成為標(biāo)配，這將帶動包括芯片、電池、充電模塊、充電樁、整車等整個充電產(chǎn)業(yè)鏈的價值重構(gòu)。其中，長期深耕充電產(chǎn)業(yè)并且有強(qiáng)大技術(shù)儲備的公司有望從巨大的存量替換與增量市場空間中長期受益。