搭载量达578万套！新能源汽车电机出货高涨撬动芯片需求

电机（Electric machinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。

永磁同步电机占比达94%，逐渐向扁线化、油冷、多合一方向演变

按照工作电源的不同，电机可分为直流电机和交流电机。

早期，由于直流电机具有控制策略简单、调速性能好、成本低等优点，新能源汽车的驱动电机多采用直流电机。不过，随着新能源汽车的不断发展，直流电机的一些固有缺陷也逐渐暴露出来，在交流电机的技术取得实质性进步后，结构简单、容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的交流电机逐渐取代交流电机成为市场主流。

驱动电机主要种类划分

资料来源：CSDN

交流电机按品种的不同，又可以分为同步电机、异步电机两大类。其中同步电机里的永磁同步电机由于具有功率密度高、运行效率高、结构简洁紧凑、转矩大且平顺、调速性能好等众多优势，市占率已经达到94%，在国内新能源汽车驱动电机市场中占绝对主流地位。

作为电动汽车的主要执行机构，驱动电机替代传统汽车的发动机作为电动汽车的主要执行机构，其性能的的高低决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济型和舒适性。近年来，随着新能源汽车产业变革的加速，对驱动电机的要求也越来越高，目前正逐渐向扁线电机、油冷电机、多合一电驱动系统总成方向演变。

（一）扁线电机渗透率逐渐提升

扁线电机是指将定子绕组中的传统圆柱形漆包铜线替换为加工成发卡状的漆包铜扁线。与传统圆线电机相比，扁线电机裸铜槽满率可提升20%-30%，具有高效率、高功率密度、散热性能好、噪音低、更轻便等优点。

扁线绕组与圆线绕组截面对比

资料来源：绿芯频道

国内扁线电机最早于2017年装配上汽新能源车，近年来随着技术与制造工艺难题被逐步攻关、相关产业发展成熟，2021年比亚迪、特斯拉等主流车企纷纷换装扁线电机，直到2022年新能源车扁线电机出货量已经达276.2万套，占比为48%，相比2021年提升约28个百分点。考虑到扁线电机具有高功率密度、高能量转换效率、散热性好等优势，预计未来3-5年扁线电机渗透率还将进一步提升，有望在2025年左右渗透率超过90%。

部分采用扁线电机的电机供应商及车型

资料来源：汽车之家

（二）油冷电机逐渐成为市场主流

新能源汽车电机向高精度、高功率密度、小型化、轻量化和机电一体化等方向发展的同时，也带来了电机内部发热量急剧增加、有效散热空间严重不足等问题，限制了电机系统的功率密度进一步提高。

针对该痛点，行业衍生出了众多解决方案，其中油冷方案是目前市场认可度比较高的解决方案之一。油冷方案一般可分成定子淋油、定子淋油+转子甩油、定子内油路+定子淋油+转子甩油三种，根据高工锂电的数据，目前新能源乘用车中采用油冷技术的整车厂主要有比亚迪、特斯拉、吉利、上汽、奔驰等，落地车型主要有比亚迪宋MAX、比亚迪宋Pro、比亚迪宋Plus、特斯拉Model 3、特斯拉Model Y、上汽荣威eRX5、吉利几何C、吉利帝豪PHEV、极氪001等。

采用油冷技术的部分车型

资料来源：GGII

（三）电驱系统向多合一方向发展

随着新能源汽车对续航里程、功率密度、能量利用效率的要求越来越高，电驱动系统向集成化、小型化和轻量化的方向快速发展。目前已经发布的多合一电驱动系统有三合一、四合一、六合一、七合一甚至八合一，其中最常见的还是三合一电驱动系统。

多合一电驱动系统集成的零部件明细及代表厂商

资料来源：新能源汽车维修技术

以巨一动力为例，公司推出的150kW “三合一”集成式电驱动系统功率可覆盖120kW-180kW区间，系统最高效率能够达到94%，CLTC综合循环效率达到90%，适配于A级/B级轿车、小型/紧凑型/中型SUV，有利于车辆续航里程的增加，目前在国内已实现批量供货，已经应用于奇瑞大蚂蚁、江淮电动汽车上。

2022年电机驱动累计搭载量为578万套，整车厂份额占比不断提升

近年来，随着技术的不断演进，我国新能源汽车迎来了快速增长期。

据中汽协的数据，2022年我国汽车产销量分别为705.8万辆和688.7万辆，同比分别增长96.9%和93.4%，市场占有率达到25.6%，高于上年12.1个百分点；出口方面，2022年我国汽车出口311.1万辆，同比增长54.4%，出口量首次突破300万辆，成为仅次于日本的全球第二大汽车出口国。据其预测，2023年我国新能源汽车将会继续保持快速增长，预计销量有望超过900万辆，继续保持快速发展的态势。

作为新能源汽车核心三电系统之一，电机占到整车价值约10%左右，是新能源汽车产业链最为核心的零部件之一。受益于电动化率和双电机、多电机车型占比提升，驱动电机快速扩容，带动电机出货量不断增长。根据NE时代的数据，2022年新能源乘用车电机累计搭载量为578万套，同比增长77.6%。三合一及多合一系统出货量达到355.5万套，同比增长98%，占总配套量的62%。

从具体的出货量来看，2022年新能源乘用车驱动电机市场中，比亚迪旗下弗迪动力以1,716,548套的装机量位列市场第一；特斯拉紧随其后，以506,789的装机量位列市场第二；方正电机则以435,864的装机量为例第三。增长率方面，除了上海电驱动外，其余厂商都取得了较好的高速增长的好成绩，其中中车时代电气和弗迪动力分别以230.50%、194.10%的年增长率位列增速最快的厂商前二位。

资料来源：NE时代新能源；芯八哥整理

从市场集中度来看，2022年驱动电机装机量前十的企业占据约 73%左右的市场份额，行业集中度较高。从供应商类型来看，销量前十的企业中有三家为整车厂，其中比亚迪市场份额约占30%，排名第一，市占率较2021年提升了12个百分点；特斯拉市场份额约9%，排名第二；蔚来市场份额4%，三者市场份额合计约43%。其余七家均为动力系统集成商（Tier1）和第三方供应商，合计约占 30%左右的市场份额。

资料来源：NE时代新能源；芯八哥整理

配套客户方面，整车系企业特斯拉、蔚来驱动科技、大众变速器、华域动力的电机只供自家车型使用，并不对外销售，而弗迪动力除了供比亚迪外，还向丰田、长城汽车、一汽、东风、江淮、东风等车厂供应电机；Tier1厂商中，法雷奥、博世、博格华纳、日电产、采埃孚都能向市场主流车企供应驱动电机；近年来，在新能源汽车的发展浪潮中，我国也涌现出了精进电动、深圳大地和、上海大郡动力、天津松正、方正电机、大洋电机、卧龙电驱、蓝海华腾等优质的电机企业，凭借其在本土化的差异化服务优势，这些企业也都在特定的细分领域站稳了脚跟。 

资料来源：芯八哥整理

电机装机量的快速增长带动相关芯片需求水涨船高，其中受益最大的当属功率模块厂商

新能源汽车电机装机量的快速增长，让内部半导体器件的需求也逐渐水涨船高。

根据峰岹科技的数据，电机系统主要会用到主控MCU、电机驱动芯片、功率(IGBT或者SiC MOSFET)模块等器件。

电机系统主要应用的半导体器件

资料来源：峰岹科技

（一）主控（MCU）芯片

主控芯片方面以MCU为主，内核架构一般采用ARM公司提供的 Cortex-M 系列内核，长期以来该领域芯片由德州仪器、意法半导体、 英飞凌、赛普拉斯等国际大厂主导。

以国内厂商伊控动力为例，该公司的iMCU 1.0的控制器的主控芯片主要采用英飞凌3系列芯片，截止到2022年8月累计出货已经达到15万+，累计行驶里程13.5亿公里。此外，公司的iMCU2.0搭载的量产车型也已配套传统车企、造车新势力等10余家客户共20余款电动车型，预计2022年全年出货10万+。

国内企业在电机主控芯片起步较晚，市场占有率较低，仅有峰岹科技等公司通过长期研发投入与技术积累，设计出自主知识产权电机控制处理器内核架构，实现了算法硬件化与器件的集成化，在电机控制领域实现了更高的运算能力与更好的控制性能。

主要厂商电机控制算法对比

资料来源：峰岹科技

（二）驱动（HVIC）芯片

电机要想运转起来，离不开电机驱动芯片的工作。

电机驱动芯片是包含了速度控制、力矩控制、位置控制及过载保护等功能的集成电路，可以根据输入信号，按照内置的算法控制电机绕组电路流动方向，从而控制电动机的启停与转动方向。由于电机驱动芯片对电机性能实现具有决定性影响，因此品牌客户对电机驱动控制芯片有较为严格的产品验证和导入流程，一旦在终端量产后不易被替换，具有较强的用户粘性。

在电机驱动芯片市场，目前全球主要厂商包括德州仪器、意法半导体、安森美、英飞凌、罗姆、Allegro、东芝、松下、恩智浦，美信等，全球前十大厂商份额占比约67%左右。

和国外厂商相比，中国在电机驱动器芯片领域起步晚，技术相对落后，虽然近年来涌现了峰岹科技、必易微、比亚迪半导体、兆易创新、率能半导体、灵动微、凌鸥创芯、澎湃微、旋智科技、芯弦半导体等一大批的电机驱动芯片企业，但目前在车规电机驱动芯片领域，仅有比亚迪半导体、峰岹科技 、智芯半导体、纳芯微等厂商拥有技术储备及相关的产品上市。

资料来源：芯八哥整理

（三）功率模块

电机控制器是新能源汽车中电池电能转换机械能的控制部分，从2022年的电机控制器装机量来看，主要厂商都实现了高速增长，其中弗迪动力、英博尔、中车时代电气增长在1倍以上。

资料来源：NE时代

功率控制模块作为电机控制器中的核心电能转换器件，主要用到的半导体器件以硅基IGBT模块和SiC MOSFET模块为主。

1、硅基IGBT模块

硅基IGBT模块方面，由于其具有高耐压、低导通损耗、低开关损耗的特点，能够很好的满足电机控制器对产品高电压、高载频、低损耗的要求，因此被广泛应用在新能源车电驱里面，成本占到整个电驱的30%~40%左右。

目前，在该领域英飞凌、富士电机、三菱电机分别以37%、11%、10%的比例位于行业前三，国内斯达半导市占率达 2.8%、位居第六名。

数据来源：Omdia，芯八哥整理

除了斯达半导外，在车规IGBT模块领域，比亚迪、士兰微、时代电气也取得了不错的发展成绩，其中发展速度最快的是时代电气，目前在IGBT领域产品已经覆盖低、中、高功率段，2022年搭载公司功率器件的电机控制器产品出货量达195,586套，取得了同比增长262.20%的好成绩。

2、碳化硅MOSFET模块

800V高压电机是未来驱动电机发展的趋势，会带来电机效率提升以及电池快充速度的提升。目前，主要电动汽车制造商均已开始导入碳化硅（SiC）技术。

业内周知，特斯拉是业界首个在电动汽车中采用碳化硅主驱逆变器模块的车企。2018年，特斯拉在Model3中首次将IGBT模块换成了SiC模块。当前越来越多的车厂正在转向电驱中使用碳化硅MOSFET器件，目前除特斯拉Model 3外，还有比亚迪汉EV、比亚迪新款唐EV、蔚来ES7、蔚来ET7、蔚来ET5、小鹏G9、保时捷Tayan和现代ioniq5等车型已经在电驱中采用了碳化硅器件。

根据NE时代的数据，受特斯拉、蔚来、比亚迪、小鹏新车的推动，2022年搭载碳化硅功率模块的电控出货量突破50万套，占整体出货量的比达到9.4%。

从全球SiC器件市场份额来看，意法半导体占据的市场份额达到40%，排名第一；英飞凌其次，占据22%的市场份额；国内厂商中，斯达半导、比亚迪半导体、时代电气在新能源车领域SiC模块已经大规模出货，华润微、士兰微等厂商也已经完成验证，预计在不久后相关产品就会大规模推向市场。

数据来源：Yole

随着电机控制器出货量不断增长，SiC电控配套继续上量，但出于良率及产能等原因限制，目前SiC价格仍然是IGBT的3倍左右，因此围绕SiC的降本成为一个持续性的话题。

此前，特斯拉就表示，电动汽车的大规模渗透需要更便宜的车辆，特斯拉下一代动力驱动单元成本将降低约1000美元。其中，碳化硅使用量将减少75%，且下一代永磁电机将不使用稀土材料，它们将在紧凑高效的工厂里进行制造，实现更低的成本和更高的效率。

在电机控制器中，目前特斯拉的碳化硅占比高达87%，如果减少75%的用量，毫无疑问短期将会对整个行业短期造成一定的冲击。不过，随着技术的发展与产能的增长，碳化硅成本降低将是大势所趋，未来其成本降低到IGBT 2倍以内，预期将是电机控制器开始大规模使用SiC之时。