儲能市場(chǎng)的光，國產(chǎn)半導體公司能借到嗎？

儲能市場(chǎng)被視作下一個(gè)萬(wàn)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模達 870 萬(wàn)千瓦，平均儲能時(shí)長(cháng)約 2.1 小時(shí)，比 2021 年底增長(cháng) 110% 以上。分省域來(lái)看，截至 2022 年底，累計裝機規模排名前 5 的省份分別為：山東 155 萬(wàn)千瓦、寧夏 90 萬(wàn)千瓦、廣東 71 萬(wàn)千瓦、湖南 63 萬(wàn)千瓦、內蒙古 59 萬(wàn)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(guò) 30 億元，有 200 多家企業(yè)布局。在整個(gè)儲能產(chǎn)業(yè)鏈中，半導體企業(yè)是不可或缺的一環(huán)。

起飛的儲能賽道，對于國產(chǎn)半導體公司來(lái)說(shuō)意味著(zhù)什么？

功率半導體廠(chǎng)商們的「儲能飯」

儲能系統由兩個(gè)主要部分構成。功率轉換系統 (PCS) 和電池管理系統 (BMS)。

功率轉換系統 (PCS) 可進(jìn)行交流/直流和直流/交流轉換，電能進(jìn)入電池，對電池進(jìn)行充電，或電池儲存的能量轉換為交流電，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。

功率轉換系統需要使用大量的功率半導體。風(fēng)光儲中實(shí)現交直流轉換的核心器件是逆變器或變流器（增加整流電路）。通過(guò)統計分析陽(yáng)光電源、固德威、錦浪科技等逆變器知名企業(yè)等，結構件占成本 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)品都屬于半導體領(lǐng)域。半導體器件占據逆變器 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(shuō)的是，IGBT 兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，其具有通態(tài)電流大、耐壓高、電壓驅動(dòng)等特點(diǎn)，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。當前光伏儲能發(fā)展迅速，需求非常旺盛，IGBT 市場(chǎng)整體缺貨。國信證券測算，2022-2025 年全球 IGBT 市場(chǎng)將由 625 億元增至 1070 億元，對應復合增速 14.2%；其中新能源發(fā)電 IGBT 市場(chǎng)對應 250.3 億元，占整體的 23.4%，僅次于新能源汽車(chē)市場(chǎng)和工業(yè) IGBT 市場(chǎng)。

國內功率半導體廠(chǎng)商在相關(guān)產(chǎn)品也已經(jīng)取得進(jìn)展。斯達半導已經(jīng)成為多家全球 Top10 光伏儲能企業(yè)的戰略合作伙伴；時(shí)代電氣，中標三峽集團國內首個(gè) IGBT 制氫電源批量訂單，完成儲能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和認證。

電池管理系統中的芯片機遇

電池管理系統 (BMS) 具有電池充電、平衡和健康度監測功能，并配有微處理器，負責系統控制和通信。該系統提供的基本元件能夠將儲能系統 (ESS) 集成至較大型的系統。這一系統中包括采樣芯片、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(guò)「缺芯」難題，TI、ST 的 MCU 缺貨漲價(jià)也曾導致儲能廠(chǎng)商的交期延長(cháng)。

AFE 芯片就是 BMS 中的一個(gè)關(guān)鍵芯片。AFE 芯片（模擬前端采集保護芯片），主要負責實(shí)時(shí)采集、處理、存儲電池組運行過(guò)程中的重要信息，與外部設備如控制器交換信息，解決鋰電池系統中安全性、可用性、易用性、使用壽命等關(guān)鍵問(wèn)題。在常見(jiàn)的 BMS 中通常需要 AFE、ADC、MCU 及數字隔離器等芯片。AFE 主要用于采集電池電壓等信息，隨后通過(guò) ADC 轉換為對應的數值，再交由 MCU 進(jìn)行計算處理，而數字隔離器則主要用于避免控制系統低壓電路在電場(chǎng)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(chǎng)占據。采集器里面的關(guān)鍵芯片 AFE，基本被國外大廠(chǎng)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(jìn)入視線(xiàn)。國內市場(chǎng)已經(jīng)發(fā)展出了一部分有電池組廠(chǎng)商，例如寧德時(shí)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(zhù)國內的市場(chǎng)有相當的潛力，只要產(chǎn)品性能可以滿(mǎn)足，未來(lái)就有機會(huì )。

BMS 相關(guān)芯片的問(wèn)題與其他類(lèi)別芯片國產(chǎn)替代的難點(diǎn)相似，目前各類(lèi)芯片其實(shí)都能實(shí)現國產(chǎn)替代，但海外廠(chǎng)商的產(chǎn)品都是經(jīng)過(guò)了長(cháng)期的市場(chǎng)驗證，但國產(chǎn)芯片在應用工況上，有很多數據都沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗證，誰(shuí)也不敢拿自己的產(chǎn)品當小白鼠。

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

國內的 BMS 所使用的芯片也基本依賴(lài)進(jìn)口，國產(chǎn)化率應該還不到 10%。主要原因還是，國產(chǎn) BMS 芯片缺乏市場(chǎng)驗證有關(guān)。但國內儲能廠(chǎng)商也表示對供應安全十分重視，雖然短期內不會(huì )大面積上國產(chǎn)芯片，但也在規劃 BMS 產(chǎn)品的完全國產(chǎn)化。

BMS 系統中其他芯片也有著(zhù)廣闊的成長(cháng)空間，例如根據財通證券測算，2021 年全球主要下游領(lǐng)域 BMIC 市場(chǎng)規模達到 42.54 億美元，預計到 2026 年增長(cháng)至 80.31 億美元，2021-2026 年 CAGR 達到 13.55%。

競相布局的國產(chǎn)半導體

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(shí)施方案》，進(jìn)一步明確發(fā)展目標和細化重點(diǎn)任務(wù)，到 2025 年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規?；l(fā)展階段，具備大規模商業(yè)化應用條件。

同時(shí)《2030 年前碳達峰行動(dòng)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，比當前總裝機分別增長(cháng) 10 倍和 4 倍以上。國家電網(wǎng)近期提出了未來(lái)十年公司經(jīng)營(yíng)區域內儲能建設計劃，2030 年，抽水蓄能和新型儲能裝機都將分別達到 100GW，投資逾萬(wàn)億?！甘奈濉购汀甘逦濉蛊陂g，南方電網(wǎng)將在公司經(jīng)營(yíng)區域內分別投產(chǎn) 5GW 和 15GW 抽水蓄能，以及分別投產(chǎn) 20GW 新型儲能。據統計，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(guò)了 1.2 萬(wàn)億。

中國在各省新能源強制配儲政策下，風(fēng)光裝機規模高增直接驅動(dòng)表前大儲迎來(lái)放量。目前中國已有超 20 個(gè)省份提出新能源配儲要求，風(fēng)光裝機量增長(cháng)，且配儲比例、配儲時(shí)長(cháng)提升，預期 2023 年國內表前大儲需求量同比增長(cháng) 126% 至 27.9GWh。表后工商業(yè)儲能則隨各省峰谷價(jià)差拉大而有望獲得更高經(jīng)濟性。

在政策推動(dòng)下，國內半導體公司已經(jīng)開(kāi)始布局。

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

揚杰科技則通過(guò)并購加碼產(chǎn)能。揚杰科技 2 月披露，擬底價(jià) 2.94 億元受讓楚微半導體 30% 股權以實(shí)現對其控股，從而布局 8 英寸功率半導體芯片生產(chǎn)線(xiàn)，滿(mǎn)足市場(chǎng) MOSFET、IGBT 等高端產(chǎn)品日益增長(cháng)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(chǎng)的迅速發(fā)展，迎來(lái)新的增長(cháng)點(diǎn)?！?/span>

高速增長(cháng)的市場(chǎng)，要 ALL IN 嗎？

全球儲能融資交易持續增加。根據 Pitchbook 數據庫，2021 年全球儲能融資金額同比增長(cháng) 30%,2022 年延續之前的高增長(cháng)，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(lái)，三個(gè)國家 (地區) 儲能融資交易占全球 90% 左右。

與歐美國家更多依靠市場(chǎng)驅動(dòng)不同，我國儲能行業(yè)的高景氣度主要靠政策帶動(dòng)。為鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)市場(chǎng)化參與調峰資源建設，國家能源局 2021 年 8 月發(fā)文提出，超過(guò)電網(wǎng)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的規模初期按照功率 15% 的掛鉤比例配建調峰能力，按照 20% 以上掛鉤比例進(jìn)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(chǎng)卻并非全然樂(lè )觀(guān)。儲能領(lǐng)域的參與者們正在談?wù)撝?zhù)內卷與壓力。一方面儲能市場(chǎng)參與者眾多，另一方面儲能領(lǐng)域最前端的技術(shù)無(wú)法突破，各個(gè)廠(chǎng)商只能通過(guò)用更多工具解決鋰電的燃爆特性，導致價(jià)格加碼。與此同時(shí)，密集擴產(chǎn)潮下產(chǎn)能過(guò)剩似乎就在眼前。從這樣的角度來(lái)看，儲能賽道對于半導體公司的高成長(cháng)性有待商榷。

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