布局48V系統(tǒng)，半導(dǎo)體市場機(jī)遇在哪里？

48V系統(tǒng)以其提升燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放的能力，已經(jīng)成為汽車生產(chǎn)企業(yè)和上游供應(yīng)商關(guān)注的焦點。如今48V市場發(fā)展前景和發(fā)展態(tài)勢如何？這種變化講給元器件應(yīng)用帶來哪些新的需求？

隨著全球汽車行業(yè)加速向電動化轉(zhuǎn)型，48V系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)正成為這一變革的關(guān)鍵驅(qū)動力。

48V系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)不僅在高端汽車中得到應(yīng)用，而且隨著成本的降低和技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍正在向中端汽車乃至卡車、公共汽車和工程機(jī)械等領(lǐng)域擴(kuò)展。

如今已經(jīng)布局的下游汽車企業(yè)也越來越多。比亞迪、吉利、上汽以及國產(chǎn)新能源新勢力品牌的蔚來、小鵬等國內(nèi)車企都在其部分車型上使用了48V系統(tǒng)，此外國外的奧迪、奔馳、別克等車企也在布局。

那么，當(dāng)前48V系統(tǒng)市場發(fā)展前景和發(fā)展態(tài)勢如何?這種變化將給元器件應(yīng)用帶來哪些新的需求?

01 | 比亞迪、吉利等紛紛下場布局，48V系統(tǒng)市場有多大?

根據(jù)GGII及大比特產(chǎn)業(yè)研究室的最新數(shù)據(jù)揭示，2022年國內(nèi)新能源汽車市場格局呈現(xiàn)新動向：純電動車雖繼續(xù)穩(wěn)坐市場龍頭寶座，但插電式混合動力車型(PHEV)的增速已超越純電動車，其在新能源汽車中的占比攀升至22%，市場地位顯著增強(qiáng)。尤為值得一提的是，48V輕度混合動力系統(tǒng)正加速其成為混動領(lǐng)域主流技術(shù)的步伐。

按照這發(fā)展態(tài)勢，根據(jù)GGII的數(shù)據(jù)，保守預(yù)計至2025年，國內(nèi)48V微混車將占混動車的70%以上。

數(shù)據(jù)來源：GGII、大比特產(chǎn)業(yè)研究室

如今，在新能源汽車市場不斷擴(kuò)容的背景下，汽車+智能化方案幾乎已經(jīng)成為標(biāo)配，也推動48V系統(tǒng)架構(gòu)的使用場景越來越多，從原來的動力系統(tǒng)拓展到了電動增壓器、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及如空調(diào)壓縮機(jī)、電動水泵等更高功率的電子設(shè)備。

數(shù)據(jù)顯示，截止2023年12月，全國新能源汽車保有量已超過2000萬輛，其中純電汽車突破1500萬輛大關(guān)。其中國內(nèi)成功研發(fā)48V純電汽車驅(qū)動系統(tǒng)，預(yù)計到2025年裝車率將達(dá)到1050萬臺。

如今已經(jīng)布局的下游汽車企業(yè)也越來越多。以下為部分汽車品牌布局48V系統(tǒng)的情況：

《半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)》整理

02 | 市場驅(qū)動下，頭部Tier 1供應(yīng)商打造48V系統(tǒng)應(yīng)用方案

作為全球汽車技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，博世就憑借其深厚的行業(yè)積淀與技術(shù)創(chuàng)新，率先推出了48V系統(tǒng)的全方位解決方案——BRS系統(tǒng)。

此外，在全球范圍內(nèi)，大陸集團(tuán)、德爾福、法雷奧、舍弗勒等一線廠商，以及國內(nèi)的寧德時代、力神等企業(yè)也紛紛布局48V汽車系統(tǒng)方案。

部分企業(yè)48V系統(tǒng)布局動向，來源：大比特產(chǎn)業(yè)研究室

中游供應(yīng)商布局48V系統(tǒng)方案，也給上游半導(dǎo)體元器件廠商帶來了新的市場機(jī)遇。

根據(jù)Infineon和Strategy Analytics數(shù)據(jù)，汽車48V輕混系統(tǒng)里的半導(dǎo)體總價值量572美元，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)推算，預(yù)計到2025年，國內(nèi)汽車48V系統(tǒng)中的半導(dǎo)體器件市場空間將達(dá)到119億元，市場空間十分廣闊。

03 | 半導(dǎo)體元器件產(chǎn)品該如何適應(yīng)汽車48V系統(tǒng)應(yīng)用?

大體上看，48V系統(tǒng)主要由三大件組成：電機(jī)、鋰離子電池組以及DC-DC轉(zhuǎn)換器。

圖源：莫仕《電動汽車中48V架構(gòu)的演變》報告

① 48伏電池：一種專為儲存和傳輸更高電壓電能而設(shè)計的電池。

② 48伏配電系統(tǒng)：該系統(tǒng)由48V配電線、連接器和控制單元組成。

③ 電池控制器：調(diào)節(jié)48V電池的充放電，優(yōu)化其性能和使用壽命。

④ 直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器：控制并管理48V系統(tǒng)內(nèi)電流的電路。

⑤ 12伏配電中心：在整個12V系統(tǒng)中分配電力，確保所有器件都獲得所需電壓。

⑥ 12伏電池：為車輛的基本電器設(shè)備提供電力，包括大燈、收音機(jī)以及其它配件。

⑦ 電源電子裝置：控制和管理48V系統(tǒng)內(nèi)電流的電路。

⑧ 48伏電動機(jī)：電動機(jī)設(shè)計用于在48V系統(tǒng)中運(yùn)行，以實現(xiàn)各種車輛功能。

⑨ 混合控制器：管理48V和12V系統(tǒng)之間的互動，確保高效的配電和最佳性能。

從12V到48V汽車系統(tǒng)，相關(guān)半導(dǎo)體元器件的性能需求也會發(fā)生變化。

當(dāng)從12V升級到48V系統(tǒng)后，48V系統(tǒng)需要高效的逆變器電路，以便在車載48V電池和電網(wǎng)之間傳遞能量，同時減少能量損失，這涉及到DC/DC轉(zhuǎn)換器的使用，需要更高效率和可靠性的DC/DC轉(zhuǎn)化器。

此外，逆變器和整流器也需要重新設(shè)計，以適應(yīng)新的電壓等級和功率需求。它們需要能夠在高電壓下高效地轉(zhuǎn)換電能，同時保持低損耗和穩(wěn)定性。

隨著48V系統(tǒng)的應(yīng)用，充電控制和電池管理系統(tǒng)(BMS)也變得更加重要。48V系統(tǒng)的BMS需要更高級的功能來監(jiān)控和管理電池的性能和安全，由于電壓的提高，BMS的硬件也需要進(jìn)行相應(yīng)的升級，以適應(yīng)更高的電壓和電流。

同時，汽車48V系統(tǒng)應(yīng)用中，通信輸入/輸出電路需要額外的保護(hù)措施，以防止噪聲或靜電通過通信線路進(jìn)入，從而導(dǎo)致收發(fā)器IC故障。為此，收發(fā)器集成電路通常會配備片式壓敏電阻，作為靜電控制措施。

此外，相關(guān)ECU也需要確保在48V下正常運(yùn)行，或通過降壓模塊供電。這需要對ECU的硬件和軟件進(jìn)行相應(yīng)的升級和測試，以確保其兼容性和可靠性。

目前已經(jīng)有多家元器件廠商布局了汽車48V系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品。

《半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)》整理

04 | 小結(jié)

在新能源汽車市場需求的推動下，48V系統(tǒng)成為了各大車企及相關(guān)供應(yīng)商近些年的布局重點。無論是比亞迪、吉利等下游車企，還是大陸、博世、寧德時代等Tier 1供應(yīng)商，以及TI、英飛凌等上游芯片廠商，近些年都在深度布局汽車48V系統(tǒng)應(yīng)用市場。

這種技術(shù)應(yīng)用趨勢下，車規(guī)級芯片在48V系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的市場也將不斷擴(kuò)容，這將給相關(guān)半導(dǎo)體元器件廠商帶來新的市場機(jī)遇，或?qū)⒊蔀槲磥碓骷S商的增長點。

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審核編輯 黃宇