一、新能源汽车产业发展瓶颈明显

对于新能源汽车产业发展，核心技术的自主可控可以说是是重中之重。目前，国内产业链在芯片、操作系统、安全问题等领域，仍面临着“卡脖子”的问题。

以功率半导体为例，功率半导体是目前我国新能源汽车产业链的“卡脖子”环节，不仅制约了当前新能源汽车的产能扩张，而且新技术路线仍未实现自主可控。纯电动汽车、混合动力汽车的电驱系统, 混合储能系统和附件驱动系统需要功率器件和控制模块。当下电动汽车大规模的采用硅(Si)基半导体的功率器件。变换器一般采用 IGBT 元件。功率器件和控制单元的成本达到电力系统一半以上, 其中电力系统又达到电动汽车成本的 20%左右, 它决定整车的能量转换效率。

在硅基时代和以400V电动平台体系为主流的时期，硅基IGBT的缺芯情况在过去两年制约了新能源车的产能扩张，而英飞凌、德州仪器等海外企业寡头的垄断亦是新能源汽车供应链的潜在风险。随着第三代半导体应用，800V平台催生碳化硅需求，碳化硅Mosfet有望取代硅基IGBT，但当前仍以海外企业如Cree，ST等厂商在工艺水平、基础研究与产业应用方面占据主导地位，国内企业与海外企业尚存在明显的代际差距。

二、国内企业在功率器件领域的布局

全球半导体材料行业始终呈高度集中化、专业化特点，境外先进厂商具有较高的技术水平和终端客户认可度，占据了全球大部分市场份额，包括意法半导体、安森美、英飞凌、德州仪器、恩智浦、美国微芯等。

2018年12月，比亚迪正式发布了在车规级领域具有标杆性意义的IGBT4.0技术，使中国电动车核心技术告别“卡脖子”时代，比亚迪也成为中国唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企。

近几年，境内涌现了众多的半导体材料厂商，积极开展研发和生产投入，在技术、品质和品牌等方面形成了较大的提升，在部分材料上逐步实现突破，如斯达半导体、比亚迪、中车时代等已经量产车规级IGBT，预计2至3年后可实现部分国产替代。

据不完全统计，截至目前，2022年下半年共有14家车规级芯片初创企业完成不同轮次融资，总披露金额超过30亿元人民币。今年很多车规级芯片初创企业都完成了融资动作，2023年投资车规级芯片企业的现象会更多。

三、第三代半导体的应用快速推动了新能源车整车和核心零部件的创新升级

随着电动汽车电驱动的集成化、智能化、节能化，传统的控制芯片和开关器件无法达到要求。硅半导体器件的材料已经接近极限, 控制算法慢慢复杂化, 以前的控制单元的控制带宽, 动态响应趋于瓶颈。

碳化硅器件具备较高的热导率、 高禁带宽度、电子饱和漂移速度。同等功率的应用, 器件的散热系统、使用数量的规模、滤波元器件体积和系统效率能大幅减小。碳化硅的优势可明显提高电能变换装置的功率密度，并且减小系统功耗，碳化硅功率器件能够减小电动汽车驱动系统的重量和空间。合理利用碳化硅器件的耐高温特性可达到引擎冷却和变换器冷却一体化的效果。

实现电动汽车电力系统的小型化和集成化需新一代碳化硅(SiC)/氮化镓半导体(GaN)功率器件的支持。宽禁带功率半导体器件和硅器件对比, 具备的优点为高饱和速度、宽能带、高导热性和高击穿电场。与传统硅对比, 第三代半导体器件(碳化硅、氮化镓等)具有导通损耗少、电阻小、 反向恢复电流小、工作频率高、开关损耗低等优势，其电路设计可压缩电容和电感等元件。

四、国内企业在第三代半导体推广应用领域效果显著

国内企业欣锐科技于2013年全球首次将碳化硅技术引入新能源汽车车载电源中，并引领细分行业在SiC应用、双向OBC、磁集成D+C、板集成D+C、软件定义产品等持续迭代升级，为培育全球SiC产业链做出了不可磨灭的贡献。

2020华为发布多合一电驱动系统DriveONE，华为多合一电驱动系统集成MCU、减速器、电机、OBC、PDU、DCDC、BCU七大部件，实现机械部件和功率部件的深度融合。而且还把智能化带入到电驱动系统中，实现端云协同和控制归一。

目前，国内企业以汇川技术、欣锐科技、精进电动等上市公司为代表，以及华为、威迈斯、富特等有一定市场影响力的非上市公司，在国内电动汽车市场车载电源的商业配套中占据显著优势，且部分头部企业已开始尝试探索国际市场。

国内企业充分发挥传统燃油车时代的工程应用技术技术创新优势，通过更加友好的“多合一集成技术”应用接口，将OBC、DC-DC进行二合一集成，或者包含高压配电（PDU）模块的“三合一”集成等等，结合立体水道设计、热设计、装配工装设计等，从而实现产品的紧凑化，继而达到大幅削减成本、降低产品重量的效果。

然而上述国内企业在功率半导体（尤其是高压）、芯片以及关键材料方面仍属于短板，目前不得不被动选择与技术稳健的国际巨头合作。

五、新能源汽车智能网联化趋势的加速展现了新的技术迭代赛道

随着新能源汽车的智能网联化技术的趋势快速放大，行业技术赛道已经从芯片、功率器件层面升级到系统软件层面。表现为在电机、电池、电控三电的中间件自主开发上国内企业就存在明显的不足，仍然以编写一些接口定义或者SWC功能软件为主。而以Vector、Etas为首的中间件厂商推出了Autosar“中间件”开发工具链与方案，目前已经占据国内TIER1和主机厂市场的主流地位。

仍以三电系统为例，电机控制器、OBC、DC-DC等在电动汽车领域并不再是简单的开关电源产品，其底层要求是与功能安全、信息安全息息相关，更重要的是智能化汽车操作系统高度去耦化的要求下，需要编写巨量复杂的软件“中间件”，才能让三电部件融入智能汽车的新型电子电气架构，并与ADAS自动驾驶系统、智能座舱域、车身控制域相结合。其中电机控制器是ADAS技术的关键件，DC-DC是整车功能安全的关键件，而OBC看似与行车性能无关，但是他在整车架构中同样不是“孤岛”，与电网、充电桩、整车之间复杂的通讯与安全管理同样需要建构在复杂的软件体系上。

我们庆幸的看到作为Autosar联盟高级成员之一的华为，在这方面做出了不小的努力和尝试，寄希望于华为有能力持续加大在新能源汽车领域的市场份额。