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全球半导体产业专利申请状况概观

2020-01-11 · 赣州新闻网 · 科技


【行业深度】电动车产业链全景图:电机电控篇

一、行业概况

1.电机电控-行业总览

市场趋势:市场处于成长期,18年市场规模增速接近30%。行业同质化竞争严重,整车厂占据半壁江山,独立供应商市场份额分散。预计市场在近几年将, W k 7 ^ 6 S j w保持较高增速,未来三年复合增速有望达到23%左右。激烈竞争将延续,产品毛利率可能会进一步下滑,没有技术优势的厂家将被淘汰。市场N Z $ T | . / 9 q @ Y (右,根据中汽协数据,国内新能源汽车销量2018年达到125.6万台,同比增长61.7%;预测19年的销量目标为140万台,同比增速接近12%。由于市场竞争激烈,电机电控产品价格呈逐年下降趋势。

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2.电机电控-市场竞争格局

电机电3 } [ z v $ 8控产品竞争格局:比亚迪依b J k r C托新能源整车的销量优势,其电机电控产品份额遥遥领先。第三方供应商的市( T s x $ ) K 5 D场份额较为分散,暂时未见具备龙头优势的企A h + ?业出现。与电机相比,由于_ i 0 $汰。目前驱动电机的主流是永磁同步电机,占装机量的90%以上;交流异步电机在特斯拉等车型中仍在应用,其具备转速高、可靠性好等优势,适合运动型乘用车;开关磁阻电机尽管在 ; r d | o M d多项性能指标上有优i r n y o }势,但是由于其结构导致的转矩脉动会导致电机的噪音和振动较大,目前仅] V _ : T在少量工程车辆中有应用。

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3.电机控制器-技术原理与成本占比

电机控制器技术原理:电机控制器可以认为是工业变频器的一种特殊应用,核心均为通过电力电子技术对输出电流、电压和频率进行控制,进而控制新能源汽车驱动电机的转速和转矩。p @ % O 2 = 8 r E与工业变频器相比,电机控制器只有直流-交流的逆变部分,没有交流-直流的整流器件,并且由于只需要考虑汽车启停、市区和高速等有限的工况,控制技术相比通用变频器简单,对动态响应和稳态精度的要求也远低于高端变频器产品,但是对恶劣环境和高载波频率的要求高于普x u P ] K通变频器。电机控制器成本占比:IGBT占电机控制% J ^ , f c器的成本接近一半,目前主要均为进口。

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4.电机控制器-IGBT市场规( 1 v h ! Y W {模与主要供应商

IGBT市场规模:IGBT是L d C c ! E c电机控制器中的核心部件,起到功率变换的作用。18年全球IGBT模组的市场规模超过200亿r M & ~ M I 1 s元,随着新能源汽车产量的持续增长和电网、轨交等行业对IGBT器件需求的稳步增长,IGBT市场规模在近几年保持15-20%的速y z a度增长。由于下游需求的增长较快,IGBT的价格从18年开始持续上涨,在19年亦有15%左右的涨幅,产品的= H ] l 7 D .交货期通常在8-12周。

IGBT供应商:目前主要供应商仍然以外资为主,国产厂家整体在技术代际、良品率、器件一致性和可靠性上面仍有提升空间。

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5.电机控制器-IGBT技术迭代与进w z : / v O i : d口替代进程

IGBT技术路线:目前国际上IGBT主流技术为第六代,这代技术在2007年左右得到成熟应用,其主要特征为应用了场截止、沟槽栅和超薄晶圆技术,器件的 b { T ] H W f通态饱和压降和关断时间等性能均得到了进一步提高。国产IGBT进口替代进程g V ] : k x:目前英飞凌、ABB等外资在1700V的工业级和4 ] b j z p3300V及以上的高电压等级应用中具备绝对e A E F o Z h ^优势。IGBT产业y = m与下游应用联系紧密,国产厂家中比亚迪在1200V等级的( e N ~ ^ o 9新能源车用IGBT取得了突破,18年推出的IGBT4.0,整体s 1 & 9 v 9技术水平介于国际上4-5代之间。中车时代在高电压等级IGBT技术实力较强,在高铁、轨交牵引变流器上已经实现了进口替代。

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6.电机电控-主要公司产品技术对比

产品性能比较:总体来说国内驱动电机产品与海外品牌处于同等水平,并且国内在电机[ # + ) 6 E c B生产成本上具备一定的优势,但是海外公司由于技术积累较深,在扁线电机等特殊产品中具备一定的技术和专利优势。电机控制器国产品牌在功率密度上和海外标杆- b m产品仍有一定的差距,此外在与驱动电机匹配过程中对电机高效区间的扩大、噪声与振动的抑制等方面仍有提升空间。发展趋势:根据国家十三五新能源汽车重点研发计划的规划,到2020年驱动电机的峰值功率密度应达到4.0kW/kg,基于IGBT的V ~ i K电机控制器^ H @ R R D y o应达到17kW/L。对于功率密度和效率的提升仍是电机电控未来发展的主流趋势。

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三、公司分析

1.电机电控-典型公司分析:精进电` [ } ` # @ } U P动

公司业务情况:精进电S R ) j O b F 8 M动目前是国内市占率第一的驱动电机独立供- 4 v ` Z应商,公司核心产品OD220平台驱动电机已经累计配套超过10万台,公司在19年推出了3000/4000系列三合一电驱动产品,在深度集成、功能安全等方面处于8 b * 7 / 6国内领先地位。公司国内业务占比70%,向吉利、广汽等多个车企提供驱动电机等产品,海外主要客户是菲亚特克莱斯勒,提供具备更高功率密度的油冷电机。

公司竞争力分析:公司创始团队具备海外通用汽车m * V H . G k W I、雷米电机等知名公司工作背景,公司在产品研发上具有较深厚的积累,使得公司在产品性能、质量控制和品牌知名度上均建立了一定的优势。

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2.电机电控-典型公司分析:联合汽车电子

公司业务情况:联合汽车电子是博世@ / 4与上汽集团的合资公司,目前业务范围包括发动机管理[ & ~ K #、变速箱控制、车身电子、混合动力与电~ Q q 1 # | 6力驱动。公司目前的电机控制器产品主要包括第二代本地化平台INVCON2.3CN和第三代GEN3 PEU产品,其中二代电控产品在18年年产量突破10万台* y w d Y E u & 0户开拓上作为上汽集团的合资子公司,具备与上汽深度绑定的{ $ D 0 s优势。与此同时,公司从1995年成立就一直从事汽车零部件的研发生产,在品牌影响力上亦领先国内竞争对手。

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3.驱动电机-主要公司盈利能力

行业盈利能力:由于同质化竞争严重) l T C 3 ),以及整车厂持续的降价压力,行业内典型公司的毛利率水平已跌至个位数水平。应用于工业领域的低压标准电机毛利率一般在25-30%之间,新能源驱动电机2 6 & $ ?目前仍不具备规模效应,加之技术壁垒尚不凸显,使得目前毛利率远低于工业电机。

行业发展} t O Q趋势:目前电机龙头卧龙电驱已经获得海外采埃孚的驱动_ c x K w T d电机订单,订单预估价值22.59亿元。我们认为,在技术门槛不高,但是固定资产投资较重、需要规模化才能实现一u x j M G定毛利率的电机行业,传统电机龙头在驱动电机领域仍然具备较为明Q n _ v ,显的优势,随着营收| i : g 2和净利润的持续下滑,中小供应商可能会逐步退出市场。

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4.电机控制器-主要公司盈利能力U } c ; # $ S C

行业盈利能力:由于电机电控行业同质化竞争严重,以及新- . 4 L {能源汽` 9 S 7 G 1 h . X趋势:相比于单独的电机、电机控制器和减速器,集成式的三合一产品由于省去了# d N S Z 7 R }不必要的系统接口,并且由一家制造商进行整体设计调试,在物料成本、外观尺寸及重量等方面均具备显著的优势,目前国内及海外的主流电机电控供应商均在陆续推出各自的三合一集成式电驱动平台,有望逐步取代原先电机、{ / ; u { N H 0电控由不同供应商提供的模式。

典型供应商产品比较:国内厂商中比亚迪在集成式电驱动产品上研发和应用的较早,产品在峰值扭矩/功率上均有一定优势,目前其他厂商如精进电动、大陆集团的产品也在逐步投放市场。

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2.电机电控-新材料和新结构的应用

碳化硅模块的应用趋势:新一代功率器件碳化硅模块相比于IGBT模块,在功率密度和效率上都有较大提升,基于碳化硅模块的电机控制器功率密度可以达到36kW/L,较目前主流产品有50%以上的提升。但是由于制造工艺尚未完善等原因,目前碳化硅的成本仍然是IGBT5 R X 3 t M T的8-10倍,需大幅B B [降低成本方可实现大规模商用。

发卡式扁线电机的应用趋势:o 6 N h Z } :该种形式的电机通过增加绕组的填铜量提升了功率密度,在国外普锐斯、雪佛兰VOLT等车型上均有应用,缺点在于制造工艺复杂,并且有专利保护限制i B a 1 p d E Z p。国内方正电机计划建设扁线电机产线,规划产能为2020年20万台/年。

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3.电机电控-海外标杆

海外电机电控供应商动态:海外电机电控供应商主要包括欧美系的博世、麦格纳、大陆、博格华纳和日系的电装、电产等公司。由于上述外资电机电控厂5 ! e 6 V S 7商b j P N V O ! ^有多年与一线整车企业合作的历@ h Z @ &史,在标准体系建立、产品质量控制{ 8 ~ & h K + : 4和品牌影响力等方面相比国内企业仍然具备一定的优势。近两年,由于电机电控成本下降的压力u D j B X 2 9和车企对! X q h b | k [模块化电驱动单元的需求增长,海外知名供应商均在加快推出集成式电驱动产品的速度。除此以外,g 4 Y海外整车企业也在6 O - y o 通过合作开发的方式加速向电动化转型,例如陆虎与宝马将合作开发新一代电驱动系统。

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五、$ p 6 j O _小结

短期内电机电控产品毛利率仍将下降,行业处于洗牌阶段。由于目前S g E 6 Z w p 1新能源汽车仍以A0、A级车居多,产品技术要求不高,电机电控产品同质化竞争较为严重,加之补贴退坡的价格压力从整车厂传导至电机电控厂商,故预计近两年电机电控产品价格将持续下降,行业整体盈利能力可能进一步下滑。但是随着过剩产能的逐步出清以及新能源汽车产销量持续增长带来的电机电控市场规模扩大,预计在本轮竞争中胜出的企业业绩将重回增长轨道。

长期看具备技术优势、与整车厂深度绑定的电机电控供( _ H 0 n应商有望成长为龙头。随着新能源汽车中A、B级车型的逐步增多,对电机电控产品的技术要求会逐步提升,将有利于技术积累深厚、体系建设完善和品牌具备影响力的电机电控厂商。长期看产品具有差异性、能够与整车厂深度绑定的供应商能够从目前激烈的红海竞争中胜出。

建议关注电控领域推荐技术积累深厚、体系建设逐渐完善的汇川技术和与北汽保持深度合作的麦格米特;驱动电机领c K T域建议& V % [ * $ 7 0 关注技术领I / 0 { l先、成本及质量控制优势明显的全球电机龙头卧龙电驱。

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国产宝马投资汽车产业专利大余全球半导体