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智东西 国产芯片新突破点！报告揭秘爆发中的第三代半导体材料( 八 )


智东西 国产芯片新突破点！报告揭秘爆发中的第三代半导体材料
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▲不同自动驾驶级别所对应的智能程度
汽车电子化程度上升是必然趋势 ， 直接带动汽车产业链价值迁移 。 汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称 。 其中控制装置包括动力总成控制、底盘和车身电子控制等；车载电子装置包括汽车信息系统导航系统、车载通信系统、车载网络等 。 从传统燃油动力车型转向电池动力的过程中 ， 汽车电子化程度将呈现大幅提升 ， 其中两类需求增长最为迅速：1）以智能驾驶为长期驱动力的安全系统（ADAS） ， 是未来实现无人驾驶的重要保障；2）以智能座舱位代表的车载电子、车载通信 ， 是建设车联网及物联网的基础需求 。
智东西 国产芯片新突破点！报告揭秘爆发中的第三代半导体材料
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▲汽车电子占整车成本未来趋近50%
智东西 国产芯片新突破点！报告揭秘爆发中的第三代半导体材料
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▲新能源汽车是电子化的重要标志
汽车电子市场规模快速发展 ， 国内市场有望超千亿 。 随着汽车智能化、车联网、安全汽车和新能源汽车时代的到来 ， 汽车电子市场规模不断扩大 ， 从汽车音响空调电子显示屏等 ， 目前已转向助力包括安全系统、娱乐信息系统、车内网络、动力系统等汽车其他相关部件发展上 ， 未来汽车电子市场发展空间还将进一步增加 ， 汽车电子将成为半导体应用的主要增长点 。 根据中国汽车工业协会数据 ， 2020年全球汽车电子产品市场的产业规模预计将达到2400亿美元 ， 其中我国汽车电子市场规模将超过1058亿美元 。
智东西 国产芯片新突破点！报告揭秘爆发中的第三代半导体材料
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▲全球与国内汽车电子市场规模（亿美元）
第三代半导体材料功率器件对于电机、电控、电池三大核心元件的效率提升具有重要意义 。 从燃油车和新能源车两方面看：在国六排放要求背景下 ， 主流车厂选择以48V轻混作为过度时期的解决方案；在新能源车型中 ， 目前混动新能源汽车占新能源汽车总量的80%以上 ， 电机与电控是核心元器件 。 GaN可用于48VDC/DC以及OBC(OnBoardCharger车载充电机) 。 据Yole的预测 ， 2023年该领域的市场规模将达到2500万美元 。 新能源汽车无疑是电力电子设备市场的主要驱动力 ， 也是不同技术路线（Si、SiC和GaN）的主要争夺市场 。
汽车电子涉及高功率的驱动系统与低功率的控制系统 ， 目前解决方案并不统一 。 从技术上而言 ， GaN功率器件在48V的混合动力汽车领域将拥有较强的竞争力：SiC更适合大功率主逆变器 ， Si基GaN功率电子技术更适合小功率DC/DC和AC/DC转换器 。 预计到2025年 ， 大部分的轻型车将采用48V逆变器 。 同时GaN功率器件也可用于车载充电器（OBC） 。 目前部分企业正在设计与SiC与GaN兼容的OBC解决方案 ， 若GaN方案的成本和技术足够成熟 ， GaN在新能源汽车OBC上的使用可能性将会大大提升 。
未来前景看好 ， 目前稳定性仍待提高 。 由于在新能源汽车的应用中 ， 功率需求相对较大 ， 如在混合动力车型上 ， 包含动力系统在内的电子元器件的成本占比已经达到50% ， 对器件稳定性和可靠性的要求非常高 ， 需要较长时间的质量认证过程 ， 在此过程中需要投入大量的研发经费；而SiC功率器件也将在如新能源汽车等领域与GaN功率器件的形成直接的竞争 。 在这种情况下 ， GaN功率器件在新能源汽车领域的应用发展可能还需要较长时间 。 另外 ， （汽车）激光雷达、数据存储中心、包络追踪等应用都是GaN功率器件新兴的应用市场 ， 基于GaN功率器件的性能优越性 ， 未来市场预期较好 ， 据Yole的预测 ， 上述应用市场在未来5年的年均增速超过65% ， 部分厂商会已经在高端设备上采用GaN功率器件 。 因此GaN功率器件未来的市场发展情况除了受到现有的既定市场的影响之外 ， 新兴市场的影响力也不容忽视 。


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