盘点我国电子元器件产业现状新能源汽车为行业带来哪些变化?

  新闻资讯     |      2023-12-13 15:31

  盘点我国电子元器件产业现状新能源汽车为行业带来哪些变化?电子元器件是支撑信息技术产业发展的基石,也是保障产业链供应链安全稳定的关键,广泛应用于智能终端、汽车电子、5G通信、物联网以及航空航天、能源交通、军事装备等领域,其质量、水平和可靠性直接决定了电子系统和整机产品的性能。

  目前,我国已成为全球电子元器件第一大生产国。“大部分产品产销量均居全球领先地位,本土供应链总体完善,产品门类较为齐全,基本可覆盖现有市场需求。”中国电子信息产业发展研究院副院长王世江介绍,近年来,我国电子元器件产业呈产销两旺态势,产业规模突破2万亿元。在政策引领下,产业构建自立自强基础电子生态的进程加快。同时,国产化步伐加快,自主保障水平明显提升。“本土企业在下游急需关键电子元器件产品领域重点发力,取得较大进步。”王世江说。

  尽管如此,我国电子元器件产业大而不强的问题依然突出。王世江认为,主要表现在企业整体实力偏弱、自主创新能力不强等方面,“对标国际市场,供应链效率有待提高,供应链成本有待降低,行业集中度有待提升,产业发展缺乏有效载体;发展基础不牢,上游供应链保障能力较低;产业自主创新能力较弱,产品发展水平档次偏低”。

  当前,我国电子元器件产业发展瓶颈依然存在,必须突破核心技术这个难题。同时,建立电子元器件和集成电路国际交易中心、营造公平的营商环境、服务于本土产业和市场电子元器件和集成电路分销商、增强供应链的弹性和韧性等任务迫在眉睫。

  机遇与挑战并存,强大终端市场和新技术应用叠加,为电子元器件产业带来巨大市场发展机遇。工信部、国家发改委和商务部联合批复成立电子元器件和集成电路国际交易中心,通过市场准入的方式,打造高质量市场体系,服务于高端、高质、高新的现代产业。2022年12月30日,电子元器件和集成电路国际交易中心股份有限公司在深圳注册。据了解,交易中心由中国电子和深圳市投资控股有限公司领衔,联合11家央企、国企和民企共同设立,致力于打造电子元器件、集成电路企业和产品市场准入新平台,促进上下游供应链和产业链的集聚融合、集群发展。

  “深圳是全球电子信息产业重镇,是我国重要的电子元器件与集成电路产品设计中心、应用中心、集散中心,为交易中心建设提供了坚实基础和良好条件。”深圳市委、市长覃伟中在日前举行的交易中心揭牌仪式上表示,未来深圳将全面加强与中国电子等企业的合作,把交易中心打造成为立足深圳、面向全国、辐射全球的国际交易平台。

  中国电子党组成员、副总经理陆志鹏介绍,交易中心着眼于电子元器件和集成电路产业,提供用户集采、聚合竞标和自助撮合三类模式,用“更大的交易规模”实现“更低的采购总成本”,从而实现“聚量引擎”自驱式发展。

  “交易中心更加注重加强买卖双方沟通,收集、整合、分析采购需求,打破客户和供应商之间不对称和信息延迟藩篱,交易更加透明高效。”陆志鹏表示,交易中心致力于畅通上下游对接渠道,利用大数据手段整合行业需求信息,促进上下游供需匹配。此外,交易中心将推动海关、金融、税务等数据协同与利用,联合海关、税务、银行等机构开展跨境业务,为企业提供供应链金融服务。设立电子元器件和集成电路检测认证及实验平台,加快完善相关标准体系,降低相关测试认证成本。

  “希望通过鼓励、引导全球知名基础电子元器件和芯片公司及上下游企业(含各品牌商、分销商或生产商),依托交易中心开展销售、采购、品牌展示、应用设计、售后服务等,最终优化整体的元器件供应链。”王世江表示,希望通过交易中心降低集成电路供应链总成本,优化产业链生产要素自由流通、整体管理,最终为实现国产元器件产业的做大做强提供保障。

  一辆智能汽车的芯片分为主控芯片AG九游会官网、存储芯片、功率芯片、通信与接口芯片、传感器等,用量超过5000颗。今年以来,新能源汽车产销两旺,带动汽车电子量价齐升。 一方面,全球集成电路市场结构调整和需求震荡,为制造厂商提供战略机遇。中芯国际公开发布的报告认为,今年上半年,全球晶圆代工产能已由全面稀缺转为结构性紧缺,预计下半年汽车电子、绿色能源、工业控制等领域的芯片需求会保持稳健增长,并至少持续到明年上半年。

  全球功率半导体公司Wolfspeed国内代理商、深圳市鹏源电子有限公司总经理阮胜超表示,在疫情和国际形势的影响下,中国车企纷纷在国内寻找汽车电子器件供应商,有关厂商应抓住这个窗口期“上车”。 另一方面,外企正大力抢滩中国新能源汽车领域,如果本土供应不足,有可能形成新的堵点。高通公司中国区董事长孟樸在2022世界新能源汽车大会上说,自2020年起,骁龙座舱平台已经支持中国汽车品牌推出了超过50款车型,包括长城、小鹏、蔚来、理想等众多品牌。对此,一些国内企业向半月谈记者表示,目前欧美日厂商在汽车控制类芯片领域的市场占有率高达98%。

  博通集成电路(上海)股份有限公司董事长张鹏飞说,从供需看,新能源汽车是国产半导体突围、崛起的关键赛道之一。“汽车电子不需要最尖端的制造工艺,有成熟工艺即可。新能源汽车产业的东风,对解决我国半导体行业低端内卷、高端卡脖子两大困境有很大助益。”

  800V高压平台俨然成为了一个发展趋势,那么升级800V高压平台后,汽车上的电子元器件产品需要有哪些改变呢?据业内人士预计,升级800V后,电机、功率半导体、保险丝、连接器,以及高压线束方面都会有一定的影响。

  新能源汽车中最重要的是一个零部件就是电机,它的汽车的动力来源。一般来说,电机整体体积跟电机的扭矩成正比,功率不变的话,扭矩越小,体积也将越小,相应的重量也就越小了。升级到800V以后,电机的转速可以做到2万转,扭矩就可以做小,这样汽车电机的用铜和铝的量就会减少。

  电机的导线外面有一层绝缘漆,随着电压升级到800V,对绝缘漆的材料和厚度有更高的要求。另外,800V电机对绝缘纸(铜线和硅钢片之间的介质)和安全距离也提出了更高的要求。这些要求会带来零部件的升级,电机成本上升。同时电压的升高会带来电流的提升和温度的提高,所以800V电机大部分供应商都会选择使用油冷技术。由于电机体积更小以及散热效率的更高要求,供应商更偏好油冷技术的均匀散热特点以及高效的散热效率。

  不过,电机的成本主要是用铜量和铝量来核算的,耐压材料(高耐压绝缘漆)的占比比较少,而800V平台的电机铜的成本大约会减少一半,铝壳用量也会降低,因此,电机的总体成本可以下降。

  电动汽车中另一个核心部件是电机控制系统,系统内的CPU、电流电压采样的传感器等元件都需要用到电源,这些电源很多都是从母线V之后,母线V)。

  此外,一些辅助系统,比如OBC充电、DC/DC、12V系统、信号、娱乐、音响等需要用到电源的地方,也需要相应的升级,比如耐压需要更高等。用到的器件的成本会有一定的提升,有业内人士估计成本提升在20%~30%之间。

  其实,升级到800V平台,最重要的一个升级就是电驱,其中,SiC的使用是电驱升级的核心要点。

  在功率模块上,虽然硅也能做1000V以上的应用,但是SiC可以做到1700V,采用SiC后,功率模块的体积可以做得更小、功率密度更高。不过,目前750V的条件下,硅基IGBT应用的成本边际效应比SiC明显,但功率和电压变高后,1200V的SiC更具优势。

  1)从逆变器角度说,碳化硅逆变器本身模块价格是硅基的2-3倍(英飞凌HPD 1000-1500元,碳化硅4500元)。

  2)碳化硅应用后,系统成本更低(对于整车厂而言,应用碳化硅不会单一考虑功率器件成本,更重要的是考虑整车成本变化):

  ①以80kWh电池为例,应用碳化硅后,NEDC续航里程可以提升4-5%(有的材料说能做到提升10%,但实际可能没有那么高),即节约电池4-5kWh(10%提升的线kWh)。近十几年来,电动车电池成本已经下降了80%,目前是130多美元1kWh(不到1000元)。运用碳化硅后,电池体积更小、重量更轻,预计电池端成本可以降3000-4000元;

  ③综合碳化硅应用成本上升以及其他系统成本变化,预计整车系统成本能够降低2000-3000元。

  在高压情况下,熔断丝和高压继电器的内部并没有本质的差异,400V和800V耐压值在工业应用中都属于低压用带你系统,原材料的变化不会很大。

  在线缆方面,分为电源线和控制线。在电源线中,铜在电缆当中的成本比例以前在40%-50%,升级800V后,功率不变,电流将会降低一半,发热量只有原来的1/4。假设原来10块钱的线元。整体来看线%的降幅。

  控制线又分两种,一种叫高速控制线,比如通信线缆,与CPU和摄像头、自动驾驶相连,那种线价值量非常高,一根将近1000元。另一种是普通控制线,控制门窗、空调,此类控制线米也就几毛钱。这个成本不好估算,一般业内的估计方法是看线缆的单价多少,大概估一下一个车用几百米。20万的汽油车,这种普通控制线KM,一米几毛钱,总成本1000-2000元。

  连接器会在接触电阻镀金或镀银,未来做成低接触电阻,产品做小,技术含量提高,整个里面的用材减少了,同时电流变小,散热需求小,不需要单独加冷却系统,价值量也会下降。假设原来100安培的连接器,原来400V现在800V,那么原来是400KW,现在是800KW,就不会把导体的用量减小,因为还是100安培。这部分的连接器一般来说成本会上升,会有20%-30%的上升。

  另外,电容成本会上升,比如滤波电容基本0.5毫法、400V在300-400元,如果换成800V,价格可能上升到500多元。

  根据市场调研机构Prismark数据,2023年全球汽车市场规模有望达到2660亿美元,预计同比增长5.6%,预计2022年至2027年的年复合增长率为5%。

  面对车用FPC发展的新机遇,FPC厂商应凭借已有的技术和规模优势,积极进行技术研发和产能扩充,实现营收规模的新一轮扩张,通过筑高行业壁垒,方能巩固竞争中的优势地位。

  未来随着新能源汽车市场渗透率提升,以及朝向智能化、电动化方向发展,FPC弯折性、轻量化、自动化程度高等优势进一步体现,FPC替代铜线线束趋势明确,公开信息显示特斯拉、国轩高科、中航锂电、塔菲尔、 欣旺达、孚能等企业均开始应用,使用场景涵盖车灯、显示模组、三大动力控制系统、传感器、智能座舱等,预计单车FPC用量将超过100片,未来汽车对FPC的需求可达传统汽车的5至8倍,将带动车载FPC需求大幅增长。

  在汽车电子化浪潮下,较为笨重、连接方式复杂且繁琐的传统汽车线束已无法顺应新能源汽车中电子元器件数量持续增加的发展趋势,FPC、CCS等产品的优势凸显。目前FPC连接方案已成为新能源汽车动力电池中的主要方案,厂商亦相继布局集成产品CCS。