1.充电桩行业趋势：高压快充大势所趋

充电时长成电动汽车痛点之一，提高充电速度迫在眉睫

根据麦肯锡发布的《2023麦肯锡中国汽车消费者洞察》，电动汽车消费者x关注的问题就是续航里程与充 电时间，高达56%的受访者都认为此非常重要，远大于第二、第三关注因素的动态体验（48%）和用车成本 （46%）。基于此，提高充电桩的充电速度迫在眉睫。

高压大功率比大电流方案更有效率

基于“电池充电电量=充电功率x时间”的充电原理，我们可知充电功率越大，充电时间越短。根据P=UI （功率=电压x电流），实现大功率充电可以通过增大充电电流和提高电压两种方式： 增大充电电流：即提高单体电芯的x大充电电流，需要对电芯的材料体系和结构进行升，降低电池 在快充过程中产热和析锂，避免引起热失控等安全问题。以特斯拉Mode13为代表，x大充电电流可达 到700A,可实现31分钟充80%的电量1。提高电池系统电压：以保时捷为代表，电压平台从400V提升至800V,x大电流仅为334A的情况下，实现 22.5分钟从5%充电至80%的电量2。 由于增大电流会使得能量损失严重，转化效率低，且对热管理系统造成较大负担，因此高压大功率更有效 率。

车企不断提升车辆电压平台，高压快充将成未来趋势

在电动推广初期，消费者对电动汽车充电速度关注不多，电动汽车补能方式以慢充为主，直流充电的 电压/电流普遍在350V/125A以下。随着电动汽车快速上量，原有补能效率已不能满足用户需求。 2015年发布的GB/T20234.3《电动汽车传导充电用连接装置第3部分直流充电接口要求》，将直流充电 接口电流从原来的125A提升至上限250A,以满足电池容量增加带来的充电功率增加。 随后车企主要通过提升车辆电压平台，来实现基于250A电流下的快充。电压平台由350V逐步向450V、 750V演进，实现充电倍率1-2C。当前部分车企通过提升电流到500A来实现3-4C的快充。 随着耐高压、低损耗、高功率密度的SiC功率器件的逐步深入应用，950V左右的的电压平台逐步被车企 提上日程，并将成为未来3-5年的重要趋势。950V/500A的高压快充桩可达480kW的充电功率，实现5min 左右的快速补能，真正实现“充电像加油一样快捷”。 XXX有关部门已将1000V纳入乘用车大功率快充充电接口标准中，以适应未来“千伏”高压平台的落地。

主流车企纷纷布局高压快充车型

2020年保时捷首次推出支持800V高压快充的Tycan后，全球车企加快研发高压快充车型，补电时间向10min以 内迈进。广汽、小鹏、北汽、东风、长安等均已推出基于800V及以上高压平台的高端车，且快充性能可以达 到“充电10min续航增加200km左右”。例如广汽埃安在2021年4月发布的6C超快充系统，x大电压达800V， x大电流大于500A，只需8min即可完成0%-80%SOC的充电。

目前800V高压平台车型已经成为当前头部车企布局的主力，据我国主要车企规划2002年逐步量产，2023年满 足3C以上高压快充的高端车型将密集上市，2025年主流车型均将支持高压快充。根据华为发布的《高压快充 产业发展报告2023-2025》预测，预计到2026年底，支持高压快充车型的市场保有量将达1300万辆以上。

为适应高压快充车型，高压快充桩不断布局

根据华为测算 ， 要实现 5min以内快充，充电桩功 率须向480kw演进。 为适应未来大功率高压快 充发展趋势，主流车企及 充电运营商已经开始布局 大功率快充桩。如：国网 快充桩招标中，80kw充电 桩占比已从2020年的 63% 下降至 2022年的 37%，而 160kw 和240kw分别从 35% 和1%上升至57%和4%，并 已开始布局480kW的大功 率快充桩，此外广汽埃安 的A480超充电桩x大充 电功率亦是达到480kW。

2.碳化硅为高压快充桩发展带来新机遇

碳化硅作为第三代半导体材料前景广阔

半导体材料的发展历程可分为三代，首先是以硅、锗为代表的x代半导体，发展x成熟，应用相对 广泛，主要应用于低压、低频、中低功率晶体管领域；其次是以GaAs、InP等化合物为代表的第二代 半导体材料，一般应用于微波通讯、光通讯等特色芯片领域；x新诞生的第三代半导体材料，以SiC、 GaN等化合物为代表，由于材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、击穿电压高、导热率高等特性，适 合应用在高压，高频、高温、抗辐照等领域，在轨道交通，新能源汽车，特高压输电、大功率电源及 电驱应用领域中具有广阔的应用前景。

碳化硅产业链以衬底制造为核心

碳化硅的产业链从上游的衬底和外延，到中游的器件和模块制造(包括器件设计、制造和封测等)，x后 是下游的终端应用。碳化硅产业链价值量倒挂，关键部分主要集中在上游端，其中衬底生产成本占总成 本的47%，外延环节成本占23%，合计上游成本占到碳化硅生产链总成本的约70% 5。其中衬底制造技术壁 垒x高、价值量x大，既决定了上游原材料制备的方式及相关参数，同时也决定着下游器件的性能，是 未来碳化硅大规模产业化推进的核心。

碳化硅衬底根据技术路径不同，应用于不同领域

半绝缘型：碳化硅的耐热性和导热性都较好，可以弥补氮化镓器件耐热性较差的缺点。因此业界采取半 绝缘型碳化硅做衬底，在衬底上生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片后进一步制成半绝缘型 碳化硅基射频器件，主要用于5G通信、车载通信、国防应用、数据传输、航空航天等领域。 导电型：通过在导电型衬底上生长碳化硅外延层，得到碳化硅外延片后进一步加工制成导电型碳化硅功 率器件，品种包括造肖特基二管、MOSFET、IGBT等。导电型碳化硅功率器件具备耐高压、耐高温、低 能量损耗等性能优势，主要用于电动汽车、光伏发电、轨道交通、数据中心、充电等基础建设。

碳化硅对比传统硅材料优势突出

碳化硅半导体开关的禁带宽度是普通硅质开关器件的3倍左右，临界击穿电场强度更是高达硅质半导体 开关的10倍以上，因此所，支持功率电子电路在远超100V/ns和10A/ns的电压和电流摆率下工作。能承 受的峰值电压更高，输出功率更大。

降低导通电阻，是降低器件损耗的必要条件。对于高压硅基功率器件来说，为了维持比较高的击穿电压， 一般需要使用较低掺杂率以及比较宽的漂移区，因此漂移区电阻在总电阻中占比较大。而碳化硅材料高 临界电场强度的特性意味着，单位面积下碳化硅器件的导通电阻更低，即相同电压等下，碳化硅半导 体开关需要的漂移区厚度比硅质半导体开关器件更薄，使得功率模块整体尺寸更小，从而能够大提高 整个模块的功率密度。

碳化硅引入充电桩，快速充电再升

充电模块是充电桩的核心零部件，约占充电桩总成本的50%；其中，半导体功率器件又占到充电模块 成本的30%，即半导体功率模块约占充电桩成本15%。在高压快充的趋势下，碳化硅器件的运用能有效 解决充电桩设备目前亟需采用更耐高压、耐高温、安全的新型器件的痛点，降本增效实现电动车快速 充电。 从效率角度来看，SiC MOSFET 和二管产品依赖其耐高压、耐高温、开关频率快的特性，可以很好 地用于充电桩模块。与传统硅基器件相比，碳化硅模块可以增加充电桩近30%的输出功率，并且减少 损耗高达50%左右。同时，碳化硅器件的抗辐射特性还能够增强充电桩的稳定性。 从成本角度来看：碳化硅的优秀特性能够有效提高单位功率密度，减小模块体积并简化电路设计，对 降低充电桩产品成本起到至关重要的作用。

3.碳化硅在其他电力设备中亦被广泛运用

碳化硅亦被广泛运用在其他电力设备中

中国碳化硅功率器件应用市场规模飞速增长，从2017年的18.5亿元增长至2021年的71.1亿元，CARG达 40.01%。 鉴于碳化硅材料在高电压下的优良性能，碳化硅材料在新能源汽车、光伏逆变器等产业都有为理想 的应用前景。截至2021年碳化硅器件在新能源汽车/消费类电源/光伏逆变器/机车牵引/风力发电产业 的应用占比分别为
40%/19%/15.50%/12.00%/6.50% 8。未来随着新能源汽车以及光伏产业高压驱动，碳 化硅器件市场规模还有巨大成长空间，在电力设备行业中将有更大的应用。

新能源车：“千伏”电驱动直流电压平台，运用SiC成趋势

鉴于SiC的性能等各方面明显优于传统材料，国内外知名零部件及整车企业均在积推动碳化硅器件 的应用。其中，特斯拉是全球x家将SiC MOSFET应用于乘用车主逆变器的厂商。随后国内厂商迅速 跟进，比亚迪在汉EV上搭载了自主研发的SiC功率模块，东风岚图亦于2019年发布基于SiC的800V高压 平台。此外，头部零部件企业德尔福等均已发布基于SiC的800V高压逆变器或电驱动系统。 从车规器件层面来看，1200V的SiC MOS已成为当前应用主力。从SiC模块来看，1200V的SiC模块已成 为当前的主流成熟产品，可以较好满足800V电压平台的批量应用。 但目前碳化硅基功率器件市占率仅约5%，行业仍处于发展的早期，相关技术选型、工艺路线、客户绑 定以及电动车格局等远未定型，也给国内企业留下了足够的空间和时间。

光伏：逆变器布局SiC优势突出，市场渗透率不断增加

光伏装机快速增加，驱动逆变器需求增长。 据中国光伏行业协会数据显示，2022年全球光伏新增装机230GW，同比增长35.3%，预计2023年全球新增光 伏装机量将达到280-330GW，逆变器作为光伏发电系统中的关键组件之一，光伏行业的高速增长也必然会推 动逆变器的需求大幅增加。

光伏行业趋势明确，逆变器应用碳化硅优势突出。 随着光伏行业迈入“后1500V” 以及“20A大电流”时代，要建成更大组串，进一步降低成本，需要降低组 件工作电压和提高电站的电压等，采用SiC后，光伏逆变器系统转化效率可从96%提升到99%以上，能量损 耗降低30%以上，功率密度增加50%，能显著提高循环设备的使用寿命，降低系统的体积，节约系统成本10%。

多家逆变器企业布局SiC，市场渗透率不断增加。 基于碳化硅的优良性能，多家光伏逆变器企业布局SiC领域，跨国企业英飞凌、安森美、富士电机等已经实 现规模化应用，国内企业阳光电源推出x款采用SiC MOSFET器件的光伏逆变器，于2017年规模化应用。 CASA Research数据显示，2020年碳化硅功率器件在光伏逆变器的渗透率为10%，仍处于低位，随着光伏电 压等的提升，碳化硅光伏逆变器的渗透率将不断提高，预计2048年将达到85%。

4.投资分析

盛弘股份：应用碳化硅技术，引领电能质量新时代

聚焦充电模块核心技术，领先电能质量领域。 盛弘股份以电能质量设备起家，逐步拓展储能、充电桩、电池化成领域，始终坚持技术革新以及产品 优化，引领行业产品向“高端化、智能化”发展。公司业务主要聚焦于工业配套电源、新能源电能变 换设备、电动汽车充电设备、电池检测及化成设备，目前近60万套充电模块及6万套充电桩在线运行， 产品覆盖全球50多个XXX及地区。公司电能质量产品已经覆盖谐波治理、无功补偿、地铁储能、电压 暂降、保障用电安全的工业UPS 等领域。

布局大功率超充，引领充电“分钟”时代。 2022年8月，盛弘股份推出40KW SiC高效充电模块，显著降低电源损耗，提高开关频率、延长桩的使 用寿命；2022年11月，盛弘股份坚持高效“智”造，推出50kW直流充电模块，x高效率超过97%，是 目前行业内实测效率x高的一款50kW模块；2023年2月，盛弘股份持续聚焦碳化硅产品创新，发布APF 碳化硅P5系列；2023年6月，盛弘股份宣布与Wolfspeed合作，携手开发新碳化硅产品。

英杰电气：新能源业务拓展迅速，电源引入碳化硅新工艺

主营工业电源构建平台优势，新能源业务发展迅猛。公司作为国内综合性工业电源研发及制造领域具有 较强实力和竞争力的企业之一，专注于电力电子技术在工业各领域的应用，主要从事以功率控制电源、 特种电源为代表的工业电源设备的研发、生产和销售。在绿色经济趋势下，公司基于自身工业电源技术 的平台优势，扩展了新能源汽车充电桩电源模块及充电桩/站研发及制造业务，并自主设计开发了一系列 满足不同功率需求的电动汽车充电设备。

亮相上海光伏展，新工艺引入碳化硅器件。公司携前沿电源系统解决方案亮相上海于2023年5月24-26日 举行的“SNEC第十六届(2023)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会”向外界展出了太阳能光 伏产业链一体化电源解决方案，其中应用的高性能射频电源，结合了第三代半导体碳化硅做功率器件， 其转换效率优异,能够x大程度保证薄膜沉积的均匀性和一致性。

举办碳化硅应用研讨会，促进产学结合。2023年6月，公司与蓉矽半导体等企业以及来自四川大学、电子 科技大学和西南交通大学等高校的科技工作者，共同举办“碳化硅应用研讨会”，就碳化硅器件的机理、 与硅基器件相比较的优劣势、制造和应用中的难题和未来的而发展方向展开了探讨，并为下一步产学结 合，共克难关达成了一定的共识。

科士达：新产品碳化硅应用已落实，加速筹备技术研发

深耕能源行业，技术市场双驱动。公司深耕数据中心、光伏新能源、电动汽车充电、储能等领域，已经成为 行业领先的智能网络能源供应服务商，自主研发生产的数据中心关键基础设施产品、新能源光伏发电系统产 品、储能系统产品、电动汽车充电产品技术广泛应用于各行业。公司坚持“市场导向+技术驱动”的发展思 路，建立了以市场需求为导向的营销网络平台、产品研发平台及智能化供应链生产管理平台。

拟建福州研发中心，乘势碳化硅助力“双碳”。公司拟在福建福州实施研发中心建设项目，利用以碳化硅为 代表的第三代半导体器件，通过高频化和集成化技术路线，结合高频磁元件技术，电磁兼容抑制技术和智能 化控制等技术，提升功率变换器的效率和功率密度，减低装置体积和重量，提升公司产品的技术水平，助力 XXX“双碳”目标的实现。