儲能市場的光，國產(chǎn)半導(dǎo)體公司能借到嗎？

儲能市場被視作下一個萬億投資機遇的風(fēng)口。

截至 2022 年底，全國已投運新型儲能項目裝機規(guī)模達 870 萬千瓦，平均儲能時長約 2.1 小時，比 2021 年底增長 110% 以上。分省域來看，截至 2022 年底，累計裝機規(guī)模排名前 5 的省份分別為：山東 155 萬千瓦、寧夏 90 萬千瓦、廣東 71 萬千瓦、湖南 63 萬千瓦、內(nèi)蒙古 59 萬千瓦。

今年上半年，工商業(yè)儲能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)融資金額已超過 30 億元，有 200 多家企業(yè)布局。在整個儲能產(chǎn)業(yè)鏈中，半導(dǎo)體企業(yè)是不可或缺的一環(huán)。

起飛的儲能賽道，對于國產(chǎn)半導(dǎo)體公司來說意味著什么？

功率半導(dǎo)體廠商們的「儲能飯」

儲能系統(tǒng)由兩個主要部分構(gòu)成。功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng) (PCS) 和電池管理系統(tǒng) (BMS)。

功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng) (PCS) 可進行交流/直流和直流/交流轉(zhuǎn)換，電能進入電池，對電池進行充電，或電池儲存的能量轉(zhuǎn)換為交流電，輸回電網(wǎng)。合適的電力裝置解決方案取決于所支持的電壓和功率流情況。

功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)需要使用大量的功率半導(dǎo)體。風(fēng)光儲中實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換的核心器件是逆變器或變流器（增加整流電路）。通過統(tǒng)計分析陽光電源、固德威、錦浪科技等逆變器知名企業(yè)等，結(jié)構(gòu)件占成本 23% 的比例，IGBT、MOS 占成本比 20%，磁性元器件占成本比 17%，芯片集成電路占成本比 10% 等，其中逆變器里 IGBT、芯片集成電路、電容、傳感器、PCB 板等產(chǎn)品都屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域。半導(dǎo)體器件占據(jù)逆變器 46% 的成本，是主要組成部分。

目前逆變器主要使用的功率器件包括 IGBT 模塊、IGBT 單管、SiC MOSFET、硅基 MOSFET 等。大功率的逆變器一般使用 IGBT 模塊、SiC 模塊；中大功率逆變器中可以使用 IGBT 模塊或單管，以及 SiC MOSFET 等分立方案；小功率逆變器中，分立功率器件方案占主流。

特別要說的是，IGBT 兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點，其具有通態(tài)電流大、耐壓高、電壓驅(qū)動等特點，在光伏逆變器中相較 MOSFET 具有較大優(yōu)勢，已逐漸取代 MOSFET 作為光伏逆變器的核心器件。當(dāng)前光伏儲能發(fā)展迅速，需求非常旺盛，IGBT 市場整體缺貨。國信證券測算，2022-2025 年全球 IGBT 市場將由 625 億元增至 1070 億元，對應(yīng)復(fù)合增速 14.2%；其中新能源發(fā)電 IGBT 市場對應(yīng) 250.3 億元，占整體的 23.4%，僅次于新能源汽車市場和工業(yè) IGBT 市場。

國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商在相關(guān)產(chǎn)品也已經(jīng)取得進展。斯達半導(dǎo)已經(jīng)成為多家全球 Top10 光伏儲能企業(yè)的戰(zhàn)略合作伙伴；時代電氣，中標(biāo)三峽集團國內(nèi)首個 IGBT 制氫電源批量訂單，完成儲能產(chǎn)品開發(fā)和認證。

電池管理系統(tǒng)中的芯片機遇

電池管理系統(tǒng) (BMS) 具有電池充電、平衡和健康度監(jiān)測功能，并配有微處理器，負責(zé)系統(tǒng)控制和通信。該系統(tǒng)提供的基本元件能夠?qū)δ芟到y(tǒng) (ESS) 集成至較大型的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)中包括采樣芯片、電量計、保護芯片、充電管理芯片、均衡芯片與認證芯片，而且這些芯片需要互相之間可以通信。

BMS 行業(yè)也曾遭遇過「缺芯」難題，TI、ST 的 MCU 缺貨漲價也曾導(dǎo)致儲能廠商的交期延長。

AFE 芯片就是 BMS 中的一個關(guān)鍵芯片。AFE 芯片（模擬前端采集保護芯片），主要負責(zé)實時采集、處理、存儲電池組運行過程中的重要信息，與外部設(shè)備如控制器交換信息，解決鋰電池系統(tǒng)中安全性、可用性、易用性、使用壽命等關(guān)鍵問題。在常見的 BMS 中通常需要 AFE、ADC、MCU 及數(shù)字隔離器等芯片。AFE 主要用于采集電池電壓等信息，隨后通過 ADC 轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)值，再交由 MCU 進行計算處理，而數(shù)字隔離器則主要用于避免控制系統(tǒng)低壓電路在電場中遭受潛在的高壓損害。

如同其他模擬芯片一樣，這條賽道也主要被國外大廠占據(jù)。采集器里面的關(guān)鍵芯片 AFE，基本被國外大廠所壟斷，如美信、ADI、TI、ST、NXP 等。近幾年以中穎、集澈、奇力、華潤等為代表的國產(chǎn) BMS AFE 芯片逐漸進入視線。國內(nèi)市場已經(jīng)發(fā)展出了一部分有電池組廠商，例如寧德時代、比亞迪、中創(chuàng)新航、億緯鋰能、國軒高科、欣旺達等。這意味著國內(nèi)的市場有相當(dāng)?shù)臐摿Γ灰a(chǎn)品性能可以滿足，未來就有機會。

BMS 相關(guān)芯片的問題與其他類別芯片國產(chǎn)替代的難點相似，目前各類芯片其實都能實現(xiàn)國產(chǎn)替代，但海外廠商的產(chǎn)品都是經(jīng)過了長期的市場驗證，但國產(chǎn)芯片在應(yīng)用工況上，有很多數(shù)據(jù)都沒有經(jīng)過驗證，誰也不敢拿自己的產(chǎn)品當(dāng)小白鼠。

國內(nèi)雖有自研 BMS 芯片實現(xiàn)量產(chǎn)，但整體的市場滲透率依然較低，且應(yīng)用場景覆蓋面也相對較窄，更多地被應(yīng)用于智能手機端，而像是新能車、儲能 BMS 領(lǐng)域的覆蓋還需一段時間下游應(yīng)用。

國內(nèi)的 BMS 所使用的芯片也基本依賴進口，國產(chǎn)化率應(yīng)該還不到 10%。主要原因還是，國產(chǎn) BMS 芯片缺乏市場驗證有關(guān)。但國內(nèi)儲能廠商也表示對供應(yīng)安全十分重視，雖然短期內(nèi)不會大面積上國產(chǎn)芯片，但也在規(guī)劃 BMS 產(chǎn)品的完全國產(chǎn)化。

BMS 系統(tǒng)中其他芯片也有著廣闊的成長空間，例如根據(jù)財通證券測算，2021 年全球主要下游領(lǐng)域 BMIC 市場規(guī)模達到 42.54 億美元，預(yù)計到 2026 年增長至 80.31 億美元，2021-2026 年 CAGR 達到 13.55%。

競相布局的國產(chǎn)半導(dǎo)體

國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《「十四五」新型儲能發(fā)展實施方案》，進一步明確發(fā)展目標(biāo)和細化重點任務(wù)，到 2025 年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。

同時《2030 年前碳達峰行動方案》，提出到 2025 年，新型儲能裝機容量達到 30GW 以上；到 2030 年，抽水蓄能電站裝機容量達到 120GW 左右，比當(dāng)前總裝機分別增長 10 倍和 4 倍以上。國家電網(wǎng)近期提出了未來十年公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)儲能建設(shè)計劃，2030 年，抽水蓄能和新型儲能裝機都將分別達到 100GW，投資逾萬億?！甘奈濉购汀甘逦濉蛊陂g，南方電網(wǎng)將在公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)分別投產(chǎn) 5GW 和 15GW 抽水蓄能，以及分別投產(chǎn) 20GW 新型儲能。據(jù)統(tǒng)計，2021 年，僅鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈 (特別是鋰電池的中上游) 投資計劃已經(jīng)超過了 1.2 萬億。

中國在各省新能源強制配儲政策下，風(fēng)光裝機規(guī)模高增直接驅(qū)動表前大儲迎來放量。目前中國已有超 20 個省份提出新能源配儲要求，風(fēng)光裝機量增長，且配儲比例、配儲時長提升，預(yù)期 2023 年國內(nèi)表前大儲需求量同比增長 126% 至 27.9GWh。表后工商業(yè)儲能則隨各省峰谷價差拉大而有望獲得更高經(jīng)濟性。

在政策推動下，國內(nèi)半導(dǎo)體公司已經(jīng)開始布局。

新潔能披露，2022 年公司子公司金蘭半導(dǎo)體的第一條 IGBT 模塊封裝測試生產(chǎn)線已經(jīng)基本購建完成。持續(xù)加碼產(chǎn)能，在 IGBT 領(lǐng)域，士蘭微產(chǎn)品線由 IPM 模塊拓展至車規(guī)級 IGBT 模塊與單管。宏微科技擬發(fā)行可轉(zhuǎn)換公司債券募資 4.3 億元用于車規(guī)級功率半導(dǎo)體分立器件生產(chǎn)研發(fā)項目（一期）。

揚杰科技則通過并購加碼產(chǎn)能。揚杰科技 2 月披露，擬底價 2.94 億元受讓楚微半導(dǎo)體 30% 股權(quán)以實現(xiàn)對其控股，從而布局 8 英寸功率半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)線，滿足市場 MOSFET、IGBT 等高端產(chǎn)品日益增長的需求。納芯微也在 2022 年中報中指出：「公司受益于下游光伏逆變器、儲能等新能源市場的迅速發(fā)展，迎來新的增長點?！?/span>

高速增長的市場，要 ALL IN 嗎？

全球儲能融資交易持續(xù)增加。根據(jù) Pitchbook 數(shù)據(jù)庫，2021 年全球儲能融資金額同比增長 30%,2022 年延續(xù)之前的高增長，全年全球儲能融資 63 億美元，同比增加 94%。中國、美國和歐洲是全球儲能融資交易的主體，2020 年以來，三個國家 (地區(qū)) 儲能融資交易占全球 90% 左右。

與歐美國家更多依靠市場驅(qū)動不同，我國儲能行業(yè)的高景氣度主要靠政策帶動。為鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)市場化參與調(diào)峰資源建設(shè)，國家能源局 2021 年 8 月發(fā)文提出，超過電網(wǎng)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的規(guī)模初期按照功率 15% 的掛鉤比例配建調(diào)峰能力，按照 20% 以上掛鉤比例進行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。

政策加持，一片欣欣向榮的表象之下，儲能市場卻并非全然樂觀。儲能領(lǐng)域的參與者們正在談?wù)撝鴥?nèi)卷與壓力。一方面儲能市場參與者眾多，另一方面儲能領(lǐng)域最前端的技術(shù)無法突破，各個廠商只能通過用更多工具解決鋰電的燃爆特性，導(dǎo)致價格加碼。與此同時，密集擴產(chǎn)潮下產(chǎn)能過剩似乎就在眼前。從這樣的角度來看，儲能賽道對于半導(dǎo)體公司的高成長性有待商榷。

風(fēng)口之上，仍要冷靜。在國內(nèi)儲能廠商自己的日子還沒過好的情況下，國產(chǎn)芯片廠商要投入多大的精力與資源，要好好想想。