一、新能源汽車產業發展瓶頸明顯

對于新能源汽車產業發展，核心技術的自主可控可以說是是重中之重。目前，國內產業鏈在芯片、操作系統、安全問題等領域，仍面臨著“卡脖子”的問題。

以功率半導體為例，功率半導體是目前我國新能源汽車產業鏈的“卡脖子”環節，不僅制約了當前新能源汽車的產能擴張，而且新技術路線仍未實現自主可控。純電動汽車、混合動力汽車的電驅系統, 混合儲能系統和附件驅動系統需要功率器件和控制模塊。當下電動汽車大規模的采用硅(Si)基半導體的功率器件。變換器一般采用 IGBT 元件。功率器件和控制單元的成本達到電力系統一半以上, 其中電力系統又達到電動汽車成本的 20%左右, 它決定整車的能量轉換效率。

在硅基時代和以400V電動平臺體系為主流的時期，硅基IGBT的缺芯情況在過去兩年制約了新能源車的產能擴張，而英飛凌、德州儀器等海外企業寡頭的壟斷亦是新能源汽車供應鏈的潛在風險。隨著第三代半導體應用，800V平臺催生碳化硅需求，碳化硅Mosfet有望取代硅基IGBT，但當前仍以海外企業如Cree，ST等廠商在工藝水平、基礎研究與產業應用方面占據主導地位，國內企業與海外企業尚存在明顯的代際差距。

二、國內企業在功率器件領域的布局

全球半導體材料行業始終呈高度集中化、專業化特點，境外先進廠商具有較高的技術水平和終端客戶認可度，占據了全球大部分市場份額，包括意法半導體、安森美、英飛凌、德州儀器、恩智浦、美國微芯等。

2018年12月，比亞迪正式發布了在車規級領域具有標桿性意義的IGBT4.0技術，使中國電動車核心技術告別“卡脖子”時代，比亞迪也成為中國唯一一家擁有IGBT完整產業鏈的車企。

近幾年，境內涌現了眾多的半導體材料廠商，積極開展研發和生產投入，在技術、品質和品牌等方面形成了較大的提升，在部分材料上逐步實現突破，如斯達半導體、比亞迪、中車時代等已經量產車規級IGBT，預計2至3年后可實現部分國產替代。

據不完全統計，截至目前，2022年下半年共有14家車規級芯片初創企業完成不同輪次融資，總披露金額超過30億元人民幣。今年很多車規級芯片初創企業都完成了融資動作，2023年投資車規級芯片企業的現象會更多。

三、第三代半導體的應用快速推動了新能源車整車和核心零部件的創新升級

隨著電動汽車電驅動的集成化、智能化、節能化，傳統的控制芯片和開關器件無法達到要求。硅半導體器件的材料已經接近極限, 控制算法慢慢復雜化, 以前的控制單元的控制帶寬, 動態響應趨于瓶頸。

碳化硅器件具備較高的熱導率、 高禁帶寬度、電子飽和漂移速度。同等功率的應用, 器件的散熱系統、使用數量的規模、濾波元器件體積和系統效率能大幅減小。碳化硅的優勢可明顯提高電能變換裝置的功率密度，并且減小系統功耗，碳化硅功率器件能夠減小電動汽車驅動系統的重量和空間。合理利用碳化硅器件的耐高溫特性可達到引擎冷卻和變換器冷卻一體化的效果。

實現電動汽車電力系統的小型化和集成化需新一代碳化硅(SiC)/氮化鎵半導體(GaN)功率器件的支持。寬禁帶功率半導體器件和硅器件對比, 具備的優點為高飽和速度、寬能帶、高導熱性和高擊穿電場。與傳統硅對比, 第三代半導體器件(碳化硅、氮化鎵等)具有導通損耗少、電阻小、 反向恢復電流小、工作頻率高、開關損耗低等優勢，其電路設計可壓縮電容和電感等元件。

四、國內企業在第三代半導體推廣應用領域效果顯著

國內企業欣銳科技于2013年全球首次將碳化硅技術引入新能源汽車車載電源中，并引領細分行業在SiC應用、雙向OBC、磁集成D+C、板集成D+C、軟件定義產品等持續迭代升級，為培育全球SiC產業鏈做出了不可磨滅的貢獻。

2020華為發布多合一電驅動系統DriveONE，華為多合一電驅動系統集成MCU、減速器、電機、OBC、PDU、DCDC、BCU七大部件，實現機械部件和功率部件的深度融合。而且還把智能化帶入到電驅動系統中，實現端云協同和控制歸一。

目前，國內企業以匯川技術、欣銳科技、精進電動等上市公司為代表，以及華為、威邁斯、富特等有一定市場影響力的非上市公司，在國內電動汽車市場車載電源的商業配套中占據顯著優勢，且部分頭部企業已開始嘗試探索國際市場。

國內企業充分發揮傳統燃油車時代的工程應用技術技術創新優勢，通過更加友好的“多合一集成技術”應用接口，將OBC、DC-DC進行二合一集成，或者包含高壓配電（PDU）模塊的“三合一”集成等等，結合立體水道設計、熱設計、裝配工裝設計等，從而實現產品的緊湊化，繼而達到大幅削減成本、降低產品重量的效果。

然而上述國內企業在功率半導體（尤其是高壓）、芯片以及關鍵材料方面仍屬于短板，目前不得不被動選擇與技術穩健的國際巨頭合作。

五、新能源汽車智能網聯化趨勢的加速展現了新的技術迭代賽道

隨著新能源汽車的智能網聯化技術的趨勢快速放大，行業技術賽道已經從芯片、功率器件層面升級到系統軟件層面。表現為在電機、電池、電控三電的中間件自主開發上國內企業就存在明顯的不足，仍然以編寫一些接口定義或者SWC功能軟件為主。而以Vector、Etas為首的中間件廠商推出了Autosar“中間件”開發工具鏈與方案，目前已經占據國內TIER1和主機廠市場的主流地位。

仍以三電系統為例，電機控制器、OBC、DC-DC等在電動汽車領域并不再是簡單的開關電源產品，其底層要求是與功能安全、信息安全息息相關，更重要的是智能化汽車操作系統高度去耦化的要求下，需要編寫巨量復雜的軟件“中間件”，才能讓三電部件融入智能汽車的新型電子電氣架構，并與ADAS自動駕駛系統、智能座艙域、車身控制域相結合。其中電機控制器是ADAS技術的關鍵件，DC-DC是整車功能安全的關鍵件，而OBC看似與行車性能無關，但是他在整車架構中同樣不是“孤島”，與電網、充電樁、整車之間復雜的通訊與安全管理同樣需要建構在復雜的軟件體系上。

我們慶幸的看到作為Autosar聯盟高級成員之一的華為，在這方面做出了不小的努力和嘗試，寄希望于華為有能力持續加大在新能源汽車領域的市場份額。