杨宇
Yole Group技术与市场首席分析师
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电动化关键技术进展:从动力域集成(x-in-1)到功率半导体混合 | EVH2024第七届新能源动力总成年会演讲PPT
我们公司可能跟其他发言的嘉宾不是特别一样，今天早上过来一看第一排全是汽车行业的，我们公司是半导体行业的，主要做半导体这块的，另外我们自己不是做制造方面的，我们实际上是一个市场研究公司，以数据以及咨询项目为主，所以我们的视角可能不太一样。
我本人生活在欧洲，正好这次回国特别有幸参加这个局，所以我有一点乱入。从一方面讲我们希望提供给这个行业一些不同的视角，从一些不同的角度看这个问题，希望给大家带来一点启发。
刚才提到我们公司是做半导体行业的，所以我们是在整个半导体的产业链，从今年开始我们看到了汽车行业对半导体的需求，我本人相当于在公司里负责整个汽车半导体这边的，当然电动化是我们汽车半导体最重要的方向。
另外一个比较重要的方向跟客户交流比较多的是智能化方面的，所有都是以半导体为基础的，因为我们属于市场咨询公司，所以简单跟大家分享下我们对整个电动化全球范围内我们发展的趋势和看法。
另外就是我们今天集中在两块，第一块内容关于多合一（X-in-1），另一个就是我们看到在半导体器件/模块这个级别有一个混动化的趋势，实际上是碳化硅和硅器件的混动。
首先讲下市场趋势。
我们一个分析的手段横轴是消费者对每项新技术的态度，纵轴就是这个新技术的渗透率，这个分析架构我们很早就提出了，用它解释全球关键市场在汽车电动化上的情况，我们至少在过去的半年时间里看到这个框架还是很受大家认可的，包括我在外面交流，很多主机厂包括其他的市场研究机构，他们都在用这个框架，反应出来对行业有一定的价值。
任何一个技术出来之后，最开始总是有一些愿意尝新的消费者，他们对新技术的问题比较有容忍度。最开始特斯拉新出来的时候很多都是硅谷新贵买这个车，对他们来说这个车有点问题无所谓，都是家里第三四辆车，如果不好开还有其他的车可以开。这个阶段依赖于政策和补贴，一个技术真的想大规模替换旧技术的话，必须要进入到主流消费者的人群。大家可以看到，中间有一个很大的悬崖，很多技术是过不去的。AR的眼镜大家知道，前几年有些消费者觉得很好玩，但是并没有大规模推广，慢慢就退回来了。我们用的是B级纯电车，我们国家已经进入大规模替代阶段了。从2023年开始我们已经取消了所有的补贴，实际上我们可以看到乘用车的电化还是往下走的，消费者体验到了这个技术比过去的技术好一些。
实际上，第二大和第三大的电动汽车市场是欧洲和美国，他们的渗透率也在上升，但是欧洲虽然在上升但是过去三年渗透率是停的，因为他们很难跨过鸿沟。去年开始，德国突然取消了补贴之后，他们今年渗透率是往回掉的。
我们现在看到的情况，全球范围内纯电汽车的增长是放缓的。这个图上我们可以看到，我们的分析观点是增长放缓是因为电池技术本身的瓶颈，能量密度不高，没有办法完全取代燃油车。比如说节假日想开八百公里，这个时候你开电动汽车就非常不方便，除非像蔚来换电的，如果车多也是一个问题，因为投资非常重。
另外，我们在北方掉电比较厉害，这种情况下用纯电车也是比较困难，这导致难以完全取代燃油车。这也是为什么给混动车留下了非常大的市场空间，很喜欢经济性也很喜欢纯电车的体验，还不能完全解决充电续航问题的情况下，这是混动车的机会。
对于欧美来说，他们的主要问题是缺乏一个非常有竞争力的当地电池企业。我生活在欧洲，我如果选电动车的话，最大的问题就是车太贵了。国内卖得很便宜的车欧美卖得很贵，像大众自己的ID3，同样一款车国内是上汽和一汽合资生产，欧洲大众自己生产，价格差一倍。同样一个级别的燃油车和电动车价格差非常大，这也是为什么只能给比较少部分有钱的人用，对于大众来说非常困难。我们可以看到，在电池技术本身上，现在有很多新的东西出现，比如说半固态电池、全固态电池。这几年小规模的技术进步蛮多的，最近宁德时代说钠电池可能也是一个趋势，极大的降低成本，这样对技术的前进又有比较大的推动。
对于欧洲和美国从两年前开始大规模从电池制造投入在里面，这部分产能建设也需要时间。我们的观点，今年到明年纯电汽车的增长还是比较缓慢，但是2026年底随着电池技术的发展、产业链的提高，可能全球范围内会迎来第二次纯电汽车增长的高峰。
大家可以看到每个区域有两行数据，第一行是BEV去年的渗透率，第二行是公共充电桩的车桩比。这也可以解释为什么在欧洲、美国必须得有钱的人，家里有充电桩才可能用得比较方便，依靠公共充电桩是比较困难的。
根据去年数据我们总结出市场的特点，分享给大家。现在想提到几个点。
第一，欧洲这个，关于贸易纠纷的问题，现在可以看到国内和欧洲的贸易机构进行非常非常紧密的磋商，关于怎么降低关税的问题。
第二，想提醒大家，欧洲有一个叫Battery passport 的东西，这个非常厉害，可能会对整个电动汽车行业产生比较大的影响，甚至要求你从原料开始，每一步碳足迹都清晰记录并且可追溯的，甚至到后来整个生命周期，从BOM成本到全生命周期成本要有一个很好的体现。大家可以想象，如果这个东西一旦做好的话，是可以轻易替代关税威力又很大的武器。中国比如说电动车的话，你生产电池能耗是非常高的，这里面是用Battery passport 去做的，我不是针对中国但是针对这个事情本身，但是很容易设一个槛把整个成本提上来。
第三，美国方面的，现在特朗普重新当选了，以后对整个法规体系，包括油耗的体系，以及对行业的补贴产生比较大的影响，对我们做市场预设来说需要及时调整。
把所有因素考虑在内的话，对全球范围整个汽车电动化做的预测。这里我们考虑要不要XEV的，除了纯电动还包括各种各样不同程度的电动化。我们的预测比较一致的，每年会做调整但是不会太大。
我们想强调的一点，对于混动车的增长是往上调的，尤其国内这几年发展的情况非常好，特别是增程式，大家都觉得增程式是过去时，但是理想以一己之力打开了市场空间，消费者并不关心技术怎么样，好开就行。这个技术从在中国蓬勃发展之外，从我们自己交流的角度看到，国际上比较主流的OEM也有增程式的计划。从另外一个角度说明，我们不但在纯电领域比较领先了，从动力总成的角度来讲为全球几大市场带来有益的启发。
今年对全球市场做了一个细分，中国、欧洲、美国、日本、韩国、RoW，可以看到动力总成差别很大。国内还是以轻能源为主（纯电、插混、增程式），其他地区变化比较大。强混和弱混停留在合资品牌，随着合资品牌整体降低比例会大幅度提高的。
从全球的需求出发，去推算出这种情况下需要多少的逆变器、OBC、DC/DC，这里面需要多少的功率电子。我们公司主要是做落实到半导体供应链的。我们对市场的增长情况做了一个预测。可以明显的看到这里面比较大的两块市场，一个是IGBT一个是碳化硅。这也是我们从市场价值来讲，大概到2027年左右，碳化硅会超过IGBT，当然这个市场也非常动态，我们也会稍微做一些总结。碳化硅的价格降得非常快，这让整个渗透率比之前预计的快一些。
我们看到比较有意思的集成化趋势里面的东西。我们总结了在动力总成的角度比较大的趋势。800伏和碳化硅基本上是相辅相成的，我不赘述了。另一个趋势就是集成化的趋势。我们可以看到，动力总成相关的高压系统。这个Booster Converter从功能来讲是DC/DC，电池的电压往高压做一个升压的功能，当然比普通的DC/DC功率高很多，我们单独列出来了。它之前的应用场景主要是日系全混的车型，因为全混车电池比较小，这个车需要功率比较大的电机所以需要升压。除此之外，还有少数应用在燃料电池车里面，电压比较低也需要升压。国内做混动慢慢有很多厂商做一个路线，这也是一个有意思的趋势。
放在底下的，不是说很重要，而是供应链方面的趋势。供应链的安全性，以及提到全生命周期的碳排放，你跟国际上主流的OEM去谈，他们非常重视这条，车在什么地方生产，关键零部件也一定要在这个地方生产，整个供应链碳排放自己要做好，而且要有一个比较好的证明。因为主机厂碳排放目标会一步一步拆分到供应链里面去。
我们重点想交流一下集成的趋势。
这条红色线就是车上的高压总线，从电池出来之后可以看到很多子系统直接联结在高压总线上的。蓝色的线从功能和逻辑上进行控制的。主流电驱的三合一，逆变器、电机、减速箱，或者电源的三合一，OBC、DC/DC、PDU。我觉得从我了解的情况是国内非常主流的方案了，国外比我们慢一些。
为什么做集成化？省钱，成本可以降低，整个系统提高。我们想继续往下走的话，就可以看到不同的思路了。我觉得我们国家在集成化走得比较靠前，上面大部分的例子都是国内的主机厂或者Tire1。
我想跟大家交流两个方向。
第一，扩充电池包。这个是以电池包为基础的，而且是以电池件的集成为基础。OBC、DC/DC实际上都是电子件。最开始特斯拉最先提出penthouse。我们发现有一个很好的特点，只有两个东西实际上是动的，电机和减速器，其他都是以电子件集成的，这样可以做成单独的penthouse。这是去年我去慕尼黑车展上拍的（大众），他们下一代PPE也采用了这种，把整个小的电源部分做成电池包。大家可能很熟悉了，小米也是这种技术路线的。除此之外，我们也知道还有其他主机厂也在这么做。我觉得这个技术方向是以电池包为基础，以电子件集成为基础。
刚才我们讲model3时候的电池。我们跟其他做市场研究的公司比起来还有一个不同的地方，我们自己做很多逆向拆解，这是我们自己拆的特斯拉的电机，上面的电池包里面就是一个OBC和DC/DC的集成。这有什么特别的地方呢？这是我们现在能看到唯一一个48伏低压系统的一个系统。国内现在的情况看，主机厂都在非常积极做这个。特斯拉做了一个怎么去做48V的Penthouse的资料我们也有。大家对这个方向还是很看好的，这个48伏是低压的48伏，取代了原来12伏的系统。我觉得这是一个有意思的趋势。
我们做的这个的话，可以从这个系统里面可以很清楚看到特斯拉怎么去做这个penthouse。因为电池包是一个800伏的系统，怎么去做降压的，这个48伏怎么保障车上还有剩余12伏继续工作，这是非常有意思的点。这是我们做的拆解，大家可以了解一下。
另外一个方向是国内做得特别的多的，多合一的方向。我们用的例子是比亚迪DMI第4代的系统。这是我们自己做的Teardown在里面，我们只做了控制器的，我们没有拆电机，我们主要对电子系统这部分比较感兴趣。
里面有11个板，从这个角度来讲集成做得比较早期，还是以功能上放在一个盒子里为主。我们除了做电子系统级的拆解之外，我们还做芯片级的。大家可以看到这是比亚迪自己封的碳化硅的模块，我们也做了一个拆解，一直到晶体管的级别，量一下尺寸，外延是怎么长的，整个沟道是怎么形成的。
我想对整个集成化做一个总结。我们看到一个有意思的情况。
首先，“One Box”这个例子是小鹏很早的产品，就是把OBC和DC/DC做一个集成。这跟比亚迪有点像，OBC和DCDC拿过来之后整理到一起，这有一个好处，只用一个壳体，可以共用冷却的，可以少很多接插件。
其次，“One board”不一定只有一块板，比如说高压板、低压板分开是有可能的。但是把你的电磁系统做一下重新的调整和分配，把电子元器件重新布局一下，而不是之前把各个功能简单的集成在一块。国内现在可以这么讲，几乎所有的集成都是处于这个阶段。有些共用的设计，比如说OBC和DC/DC放在一块板上，但是很多东西还是分开的，大家还是努力把它放在一个盒子里。这也是为什么我们觉得现在All in one很流行，但是我们觉得三合一在很多情况下还是主流的集成方式。
下一步就是“One Chip”这时候以控制器MCU为主，把所有的放到一块MCU里面。现在比较主流的前几家供应商基本上都有方案的，但是没有量产，会往这个方向走。这有一个本质的不同，是以裂变器为核心，裂变器是集成的平台，把其他的功能以裂变器为核心。另外，很多跟底盘的、车身会有交叉，我不展开讲。
从我们的观点讲终极的情况是什么呢？可能是这样一个场景，它的功能是分开的，上面类似一个大脑的功能以计算为主，下面是以四肢运动为主，这样的话像我们传统意义上的动力域，以及热管理的功能会做一个集成，而且这块它对计算的要求并不高，但对实时响应、安全性的要求非常高，这块不是整个大的计算单元，有可能是以区域控制为主的，是个分布式系统最后落到每个轮上，我们觉得未来的设想可能是这样的。
上面是以计算为主的可以看到下一代非常好的强大的SOC的芯片去实现这些功能，这里面稍微展开一点，以色列这个公司他们已经量产了，他们做了一个轮边的电机系统，另一边可以看到他们做了一个轮毂系统，所有都集成到轮毂里，每个轮子都是单独的控制，把所有的动力和底盘的动力都放到那里面去，我们觉得这也是两种不同的思路。但对乘用车来说，轮毂从技术本身还是有点远的。
最后讲下混合的，这个话题去年特斯拉宣布降75%碳化硅的用量，这是他们当时宣布不我们做了一个分析，在器件上的混合是比较可能的方向。真正的混合无非是降低碳化硅的用量提高IGBT，实际是不同的选择。
上午也讲了四驱的系统，实际上你的后驱是用碳化硅全时运转的，IGBT它只能在前驱高速环境下运转。因为IGBT本身是双极型的器件，所以中间有个开通的阈值，它在低速行驶的时候它的效率确实不如碳化硅，但在它高速的情况下效率非常好，成本也很低，这是一种混合的思路。
另外这是一个开放式的绕组电机，逆变器里一半用碳化硅一半用IGBT，现在的构型比较少，这个以后可以交流下。最后把芯片在这个级别上做混合，既可以做单管的，也可以在模块中混合。这里面比较麻烦的是它的驱动方案有不同的选择，这就不展开讲了。
最后总结下IGBT它还是继续存在的，混合对碳化硅的推广非常好，氮化镓在某些方面有比较快的应用，但作为主驱目前来说不是特别看好。
我的演讲结束了，谢谢大家！
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