新能源汽车快充站早在2018年便在北京、上海、广州等一线城市推广开。今年以来，随着新能源汽车在二三四城市的渗透率稳步上升，新能源汽车快充桩在这些城市的布局量陡增。影响快充电桩充电效率的关键配件——充电模块及其中的功率半导体器件，一时间也成为市场热门产品。
快充充电桩市场下沉
“今年以来，找我们购买充电桩的大部分都是二线以下城市。”驴充充直流桩一部经理郑超说。去年年底前，二三四线城市的新能源汽车保有量低、市场小，多数新能源汽车车主选择慢充充电枪在自家停车场充电。随着国际油价上涨，新能源汽车在二三四线城市的渗透率迅速提高。
对于新能源汽车运营业态而言，比较理想的车桩比为2比1。截至2021年年底，一线城市的汽车保有量为407.4万辆，车桩比约为2.2比1；二三四线城市新能源汽车保有量约为376.6万辆，但充电桩仅有76.5万台，车桩比高达5比1。赛迪顾问智能装备产业研究中心高级分析师姚垠国在接受《中国电子报》记者采访时表示，至2025年，二三四线城市将增加448.5万辆新能源汽车，未来仍有很大的发展空间。
“我们的客户全国都有，最热销功率为120kW。”郑超告诉记者，现阶段快充已成为市场首选，“今年以来，快充桩每月的销售量比去年同期上涨了约30%。”某不愿具名的业内人士透露称，特来电充电桩今年以来的销售额相比去年同期涨幅超过100%。某熟悉充电桩行业的业内人士表示，采用更高功率的充电桩正成为市场趋势。
快充桩市场首先带火的是充电桩内的充电模块。海智电新能源科技有限公司营销总监侯宽强告诉记者，影响充电桩功率大小的主要是充电桩内的充电模块。以额定功率20kW的充电模块为例，一台120kW的充电桩便需要6个模块，180kW的需要9个，以此类推。充电模块的价值量是一台充电桩中成本最高的，约占整台设备的70%。
根据工信部统计数据，今年上半年，我国新能源汽车产销量分别达到266.1万辆和260万辆，均同比增长1.2倍。权且根据车桩比3比1的保守估计，为消化这批新上路的新能源汽车，新增新能源汽车充电插口将超过86万个，按照单车充电功率60kW计算，市场对20kW充电模块的新增需求量将超过250万个。
市场期待更强大功率器件
近几年，新能源汽车基础设施建设相关指导意见相继出台。8月25日，交通运输部联合多个部门发布《加快推进公路沿线充电基础设施建设行动方案》（以下简称《行动方案》），提出将“对于农村公路，将积极引导沿线乡镇优先在交通枢纽、公共停车场等场所，配置公共充电基础设施，强化公路沿线充电基础服务”。姚垠国表示：“配合该《行动方案》，为满足新能源汽车随时充、随时用的需求，充电桩市场还将继续下沉。”
为满足新能源汽车“随时充”“随时用”的需要，快充桩在新能源汽车充电桩中的比重还将继续提升。“一个充电模块中，功率半导体的价值量约占20%~30%。”充电模块企业英飞源市场负责人付细泉表示。
充电模块的主要作用是电压的转换，即将电网的交流电转化为直流电，再在较宽的输出电压范围内实现恒定功率输出。芯谋研究高级分析师张彬磊表示，为实现这一功能，每个充电模块中都使用了多种类型的半导体器件，包括硅二极管、IGBT、MOSFET、电源管理芯片PMIC等。国际功率半导体大厂在快充充电桩领域仍占优势地位。英飞凌在用于快充充电桩的功率器件市场中市占率超过25%，安森美的市占率也在15%以上。具体到充电模块中的其他元器件，其中硅二极管有70%为国产产品，中低压MOSFET的国产产品在40%左右，但高压MOSFET和IGBT仅有不足20%来自国产企业。
近期新能源汽车充电桩市场规模的扩大，为用于快充的功率器件提供了充足的发展空间，也为国产功率器件厂商提供了机会。张彬磊预估，未来5年新能源汽车充电桩的年增长率将维持在30%以上，与之相对应，功率半导体在充电桩领域的增长率将超过30%。张彬磊表示，当前，用于快充充电桩的功率器件国内市场规模约为2亿美元，到2026年，这一数字将达到4亿美元左右。
从技术方向来看，为满足充电桩更高的额定功率，提高功率半导体的耐高压、耐强电流是其主要的发展方向。要提高充电桩的额定功率，有两种方式，一是提高电压，二是提高电流。侯宽强表示，2022年是超充元年，提供更高的充电电压和更大的充电功率，是当前快充市场的重要发展方向。海智电预装式10kV超充设备，最大充电电压可达到1500V，充电功率可达900kW。
“对于功率器件来说，耐高压和耐强电流是两个挑战。硅基IGBT的承压能力比硅基MOSFET更强。但未来要耐受更高功率，将会使用耐压力更强的碳化硅器件。”张彬磊表示，“碳化硅的耐压能力更高，将成为新能源汽车充电桩功率器件的新选择。”
赛迪顾问集成电路产业研究中心一级咨询专家池宪念同样认为，功率半导体技术正在朝高开关频率、耐高压、耐强电流、高功率循环能力、强散热性的方向发展。MOSFET具有更低的导通损耗和开关损耗、高可靠性、高功率密度，成为主流的充电桩功率器件应用产品，具体应用于充电桩的功率因数校正、直流-交流变换器以及辅助电源模块等。
