《電子技術(shù)應(yīng)用》
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誰(shuí)將成為新能源汽車(chē)市場(chǎng)反彈的救世主?

2019-12-27
來(lái)源:是說(shuō)芯語(yǔ)

正所謂東方不亮西方亮,隨著政府補(bǔ)貼的退出,中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)增速放緩,自2019年7月起更是來(lái)了個(gè)5連跌;而歐洲新能源汽車(chē)市場(chǎng)卻在孕育著銷(xiāo)量增長(zhǎng)。未來(lái)幾年,新能源汽車(chē)技術(shù)走勢(shì)如何?全球市場(chǎng)誰(shuí)來(lái)引領(lǐng)?汽車(chē)應(yīng)用會(huì)不會(huì)成為半導(dǎo)體市場(chǎng)的亮點(diǎn)?誰(shuí)又將是新能源汽車(chē)市場(chǎng)反彈的救世主?讓我們從技術(shù)、市場(chǎng)等方面看看走勢(shì)如何。

新能源汽車(chē)技術(shù)各有千秋

為了滿足許多國(guó)家制定的監(jiān)管限制要求,汽車(chē)制造商正越來(lái)越多地致力于開(kāi)發(fā)新能源汽車(chē)。目前看,新能源汽車(chē)共采用了5種技術(shù):純電動(dòng)汽車(chē)(Pure EV)和電力驅(qū)動(dòng)(powered solely by electricity)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)(Fuel Cell EV)、使用可再生能源充電并支持純電動(dòng)操作的強(qiáng)混動(dòng)汽車(chē)、可使用標(biāo)準(zhǔn)交流電源插座充電的插電式混動(dòng)車(chē)(PHEV),以及在傳統(tǒng)12V汽車(chē)系統(tǒng)中增加48V鋰離子電池,為混動(dòng)汽車(chē)提供更多動(dòng)力,支持更重負(fù)載部件,同時(shí)提高燃油效率的輕度混動(dòng)技術(shù)(MHEV)。

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△新能源汽車(chē)技術(shù)需要符合應(yīng)用場(chǎng)景(來(lái)源:driving.ca)

毋庸諱言,轉(zhuǎn)向新能源汽車(chē)有助于提高燃油經(jīng)濟(jì)性。裝有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)車(chē)輛由交流發(fā)電機(jī)充電的鉛酸蓄電池為所有電氣系統(tǒng)供電,包括照明和交流電。因此,燃油效率隨著電氣系統(tǒng)的使用而降低,而在新能源汽車(chē)中,再生能量(通過(guò)制動(dòng)產(chǎn)生的能量)為鋰離子電池充電,再為電力系統(tǒng)供電。這樣就可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的功率消耗,提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

強(qiáng)混動(dòng)和插電式混動(dòng)系統(tǒng)在減少二氧化碳排放方面極為有效,但它們需要大量的額外成本,而且很難安裝在緊湊型車(chē)輛上。因此,與傳統(tǒng)12V汽車(chē)相比,48V輕度混動(dòng)系統(tǒng)在提供較低價(jià)格解決方案的同時(shí)仍能減少二氧化碳排放,因此越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

事實(shí)上,根據(jù)IHS數(shù)據(jù),大約50%的混動(dòng)車(chē)市場(chǎng),即全球銷(xiāo)售的10輛車(chē)中的1輛,將是48V輕度混動(dòng)車(chē)。不同技術(shù)只能適合不同的市場(chǎng),不能一概而論。比如,野馬汽車(chē)就計(jì)劃未來(lái)兩年主攻純新能源汽車(chē),沿單一技術(shù)路線發(fā)展;而日本車(chē)廠則喜歡混動(dòng)技術(shù),遲遲不做插電式混動(dòng)車(chē)。所以15年內(nèi)汽車(chē)能源仍是多元化的。

問(wèn)題依然存在

Statistica估計(jì),到2025年,道路上14%的車(chē)輛將是新能源汽車(chē),而特斯拉是領(lǐng)先者。不管你怎么看埃隆·馬斯克,但如果不是他,傳統(tǒng)汽車(chē)制造商仍然在研究市場(chǎng)、技術(shù)挑戰(zhàn)和安全問(wèn)題。不過(guò),問(wèn)題依然存在:首先需要化石燃料來(lái)制造電池,還有電池的回收和處理。

是什么燃料產(chǎn)生電力呢?這取決于發(fā)電廠——并非所有的能源都來(lái)自風(fēng)、水、太陽(yáng)能和潮汐、跑步機(jī)上的能量,汽車(chē)的能源并不總是綠色的。電氣化對(duì)環(huán)境有幫助嗎,還是僅僅從用戶的角度讓我們感覺(jué)好一點(diǎn),而沒(méi)有看到大局?比如,在電能主要來(lái)自煤碳的情況下,長(zhǎng)里程純電動(dòng)汽車(chē)并不能減少排放。

還有一些新能源汽車(chē)廠商不愿說(shuō)而飽受車(chē)主詬病的問(wèn)題:電池續(xù)航里程短,充電速度慢;實(shí)際適用場(chǎng)景,特別是寒冷地區(qū)開(kāi)暖風(fēng)電量消耗太快;安全隱患、后期養(yǎng)車(chē)費(fèi)用,主要是更換電池價(jià)格昂貴。

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△適用場(chǎng)景不可忽略

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電動(dòng)公交車(chē)也存在類(lèi)似問(wèn)題

對(duì)于這些問(wèn)題,專(zhuān)家也是見(jiàn)仁見(jiàn)智,但有一點(diǎn)是肯定的:未來(lái)汽車(chē)應(yīng)該是高安全性、節(jié)能減排、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的。人類(lèi)是一個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)、有創(chuàng)造力的群體,尤其是工程師,隨著時(shí)間的推移,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力,這些問(wèn)題將得到解決或至少最小化。

汽車(chē)中最賺錢(qián)的是什么?

毫無(wú)疑問(wèn),汽車(chē)工業(yè)正在發(fā)生根本性變化,從傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)值走向電氣化和電子化增值。不管褒貶如何,新能源汽車(chē)已經(jīng)既成事實(shí),并將對(duì)汽車(chē)的制造和使用產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在這一演變過(guò)程中,半導(dǎo)體行業(yè)充當(dāng)了重塑汽車(chē)行業(yè)自主、電氣化、互聯(lián)和移動(dòng)即服務(wù)(MaaS)的重任。

汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)龐大的電子元器件客戶,而電動(dòng)汽車(chē)、混動(dòng)和電氣化運(yùn)輸正把它帶到一個(gè)新的水平。目前,汽車(chē)電子在純電動(dòng)汽車(chē)中價(jià)值占比為60%,隨著汽車(chē)電動(dòng)化的趨勢(shì),汽車(chē)電子的滲透率還將不斷提升。

汽車(chē)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化不僅帶來(lái)了電機(jī)、電控及電池使用的增長(zhǎng),內(nèi)部零部件用半導(dǎo)體(包括MCU、功率半導(dǎo)體和傳感器)升級(jí)空間廣闊。電子控制裝置主要由汽車(chē)動(dòng)力、駕駛控制等系統(tǒng)組成,與通信、娛樂(lè)設(shè)備相關(guān)。根據(jù)功能汽車(chē)電子分為車(chē)身控制系統(tǒng)(ECU)、安全系統(tǒng)、娛樂(lè)設(shè)備、底盤(pán)控制、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等,每個(gè)系統(tǒng)都需要通過(guò)半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能,包括存儲(chǔ)器、傳感器、光電器件、射頻器件、功率器件等。

預(yù)測(cè)表明,到2040年,汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)有望達(dá)到2,000多億美元,不包括用于非車(chē)載相關(guān)應(yīng)用的半導(dǎo)體,比如充電站、V2X基礎(chǔ)設(shè)施和云計(jì)算系統(tǒng)。進(jìn)入汽車(chē)行業(yè)或擴(kuò)大現(xiàn)有地位的廠商需要在創(chuàng)新方面進(jìn)行投資,不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、新材料和新封裝工藝。隨著未來(lái)消費(fèi)者更廣泛接受新型汽車(chē),以及相應(yīng)法規(guī)的出臺(tái),自動(dòng)駕駛汽車(chē)和新能源汽車(chē)的需求將使汽車(chē)半導(dǎo)體銷(xiāo)量增長(zhǎng)3.5至4.5倍,年復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)6.2%至7.7%。半導(dǎo)體元器件將成為汽車(chē)中最賺錢(qián)的亮點(diǎn)。

這個(gè)市場(chǎng)更是正在路上的寬帶隙器件(SiC和GaN)的最大用戶,這些新型半導(dǎo)體器件可以提升功率轉(zhuǎn)換效率、減小部件體積和重量、提高可靠性和負(fù)載短路耐受能力,不一而足。業(yè)界已開(kāi)始從實(shí)用角度來(lái)看待這些最新器件的用途,并推動(dòng)著從傳統(tǒng)硅半導(dǎo)體到無(wú)源和機(jī)電設(shè)備的各種AEC-Q認(rèn)證組件的需求。

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△采用ROHM的SiC功率元器件的Formula E賽車(chē)逆變器

靠什么挽回頹勢(shì)

業(yè)界的共識(shí)是,新能源汽車(chē)市場(chǎng)有望在2020年反彈。首先,嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)使全球車(chē)企向電動(dòng)化轉(zhuǎn)型成為大勢(shì)所趨,從2021年開(kāi)始,歐盟將推行更嚴(yán)格的汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn),要求2030年汽車(chē)制造商在2021年基礎(chǔ)上將汽車(chē)二氧化碳排放量減少37.5%。新政策會(huì)從2020年開(kāi)始逐步實(shí)施,達(dá)不到歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē),不允許銷(xiāo)售。為此,歐洲正在加碼純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混動(dòng)車(chē)型銷(xiāo)量,預(yù)計(jì)明年增速有望全球領(lǐng)先,前9個(gè)月將增長(zhǎng)35%,增幅高于中國(guó)和美國(guó)。

德國(guó)CAM汽車(chē)管理中心研究表明,歐洲新能源汽車(chē)銷(xiāo)量在逐年增長(zhǎng),已經(jīng)接近中國(guó)銷(xiāo)量。歐洲各大重要汽車(chē)市場(chǎng)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量呈爆發(fā)性增長(zhǎng),今年前11月,荷蘭新能源汽車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)113%,德國(guó)增長(zhǎng)49%,法國(guó)增長(zhǎng)36%。

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△歐洲新能源汽車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)迅速

隨著歐洲各國(guó)政府加大對(duì)新能源汽車(chē)政策扶持,大眾、寶馬、戴姆勒等德國(guó)車(chē)企巨頭都加大了在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的投資。按照規(guī)劃,2025年大眾將年產(chǎn)200-300萬(wàn)輛新能源汽車(chē);2025年寶馬新能源車(chē)銷(xiāo)量將占總銷(xiāo)量的15-25%;奔馳則計(jì)劃到2022年所有車(chē)型都提供電動(dòng)款,2025年全球產(chǎn)銷(xiāo)10萬(wàn)輛,新能源車(chē)占比達(dá)15-25%,到2030年,奔馳將有一半以上為新能源汽車(chē)。

另外,到2025年,歐洲有可能會(huì)掌控全球11%的電池制造產(chǎn)能,當(dāng)前產(chǎn)能為4%。不少電池企業(yè)已在歐洲建廠,包括寧德時(shí)代及一些韓國(guó)電池企業(yè)。歐盟還成立了電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,未來(lái)只要?dú)W盟企業(yè)的車(chē)用電池研發(fā)涉及多個(gè)歐盟成員國(guó),相關(guān)政府部門(mén)將百分之百補(bǔ)貼研發(fā)資金。歐盟還將通過(guò)政策鼓勵(lì)本土車(chē)企使用本土電池,促進(jìn)本土動(dòng)力電池制造商發(fā)展。

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△當(dāng)今及未來(lái)全球鋰離子電池供需及歐洲在制造業(yè)中的份額

至于自6月份政府削減補(bǔ)貼以來(lái),一直處于自由落體狀態(tài)的中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng),汽車(chē)業(yè)高管表示,隨著汽車(chē)制造商推出更多新產(chǎn)品以吸引買(mǎi)家,中國(guó)市場(chǎng)明年可能出現(xiàn)反彈,但需要政府出臺(tái)更多扶持政策。據(jù)報(bào)道,11月特斯拉在中國(guó)新車(chē)注冊(cè)量達(dá)到5597輛,與去年同期的393輛相比,激增了13倍,創(chuàng)下5個(gè)月來(lái)以來(lái)的新高。

政策方面,工業(yè)和信息化部剛剛發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》(征求意見(jiàn)稿)要求到2025年新能源車(chē)總銷(xiāo)量達(dá)到25%。按照該目標(biāo),未來(lái)6年新能源車(chē)年化增速將達(dá)30%,文件還闡述了推動(dòng)新能源車(chē)產(chǎn)業(yè)與能源、交通、信息產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。能源方面,要加強(qiáng)新能源車(chē)和電網(wǎng)(V2G)能量互動(dòng),還要優(yōu)化智慧出行和物流運(yùn)輸,同時(shí)推進(jìn)“人-車(chē)-路-云”協(xié)同??傮w來(lái)說(shuō),中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)仍可謹(jǐn)慎樂(lè)觀。

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