儲能市場被視作下一個萬億投資機遇的風口。
截至2022年底，全國已投運新型儲能項目裝機規模達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、內蒙古59萬千瓦。
今年上半年，工商業儲能產業鏈企業融資金額已超過30億元，有200多家企業布局。在整個儲能產業鏈中，半導體企業是不可或缺的一環。
起飛的儲能賽道，對於國產半導體公司來說意味著什麼？
01
功率半導體廠商們的「儲能飯」
儲能系統由兩個主要部分構成。功率轉換系統 (PCS)和電池管理系統 (BMS)。
功率轉換系統 (PCS)可進行交流/直流和直流/交流轉換，電能進入電池，對電池進行充電，或電池儲存的能量轉換為交流電，輸回電網。合適的電力裝置解決方案取決於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。風光儲中實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）。通過統計分析陽光電源、固德威、錦浪科技等逆變器知名企業等，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%，晶元集成電路占成本比10%等，其中逆變器里IGBT、晶元集成電路、電容、感測器、PCB板等產品都屬於半導體領域。半導體器件佔據逆變器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，分立功率器件方案佔主流。
特別要說的是，IGBT兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導通壓降兩方面的優點，其具有通態電流大、耐壓高、電壓驅動等特點，在光伏逆變器中相較 MOSFET 具有較大優勢，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，對應複合增速 14.2%；其中新能源發電IGBT市場對應250.3億元，佔整體的23.4%，僅次於新能源汽車市場和工業IGBT市場。
國內功率半導體廠商在相關產品也已經取得進展。斯達半導已經成為多家全球Top10光伏儲能企業的戰略合作夥伴；時代電氣，中標三峽集團國內首個IGBT制氫電源批量訂單，完成儲能產品開發和認證。
02
電池管理系統中的晶元機遇
電池管理系統 (BMS)具有電池充電、平衡和健康度監測功能，並配有微處理器，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。這一系統中包括採樣晶元、電量計、保護晶元、充電管理晶元、均衡晶元與認證晶元，而且這些晶元需要互相之間可以通信。
BMS行業也曾遭遇過「缺芯」難題，TI、ST的MCU缺貨漲價也曾導致儲能廠商的交期延長。
AFE晶元就是BMS中的一個關鍵晶元。AFE晶元（模擬前端採集保護晶元），主要負責實時採集、處理、存儲電池組運行過程中的重要信息，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、使用壽命等關鍵問題。在常見的BMS中通常需要AFE、ADC、MCU及數字隔離器等晶元。AFE主要用於採集電池電壓等信息，隨後通過ADC轉換為對應的數值，再交由MCU進行計算處理，而數字隔離器則主要用於避免控制系統低壓電路在電場中遭受潛在的高壓損害。
如同其他模擬晶元一樣，這條賽道也主要被國外大廠佔據。採集器裡面的關鍵晶元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BMS AFE晶元逐漸進入視線。國內市場已經發展出了一部分有電池組廠商，例如寧德時代、比亞迪、中創新航、億緯鋰能、國軒高科、欣旺達等。這意味著國內的市場有相當的潛力，只要產品性能可以滿足，未來就有機會。
BMS相關晶元的問題與其他類別晶元國產替代的難點相似，目前各類晶元其實都能實現國產替代，但海外廠商的產品都是經過了長期的市場驗證，但國產晶元在應用工況上，有很多數據都沒有經過驗證，誰也不敢拿自己的產品當小白鼠。
國內雖有自研BMS晶元實現量產，但整體的市場滲透率依然較低，且應用場景覆蓋面也相對較窄，更多地被應用於智能手機端，而像是新能車、儲能BMS領域的覆蓋還需一段時間下游應用。
國內的BMS所使用的晶元也基本依賴進口，國產化率應該還不到10%。主要原因還是，國產BMS晶元缺乏市場驗證有關。但國內儲能廠商也表示對供應安全十分重視，雖然短期內不會大面積上國產晶元，但也在規劃BMS產品的完全國產化。
BMS系統中其他晶元也有著廣闊的成長空間，例如根據財通證券測算，2021 年全球主要下游領域 BMIC 市場規模達到 42.54 億美元，預計到 2026 年增長至 80.31 億美元，2021-2026 年 CAGR達到13.55%。
03
競相布局的國產半導體
國家發展改革委、國家能源局印發了《「十四五」新型儲能發展實施方案》，進一步明確發展目標和細化重點任務，到2025年，新型儲能由商業化初期步入規模化發展階段，具備大規模商業化應用條件。
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，比當前總裝機分別增長 10 倍和 4 倍以上。國家電網近期提出了未來十年公司經營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，投資逾萬億。「十四五」和「十五五」期間，南方電網將在公司經營區域內分別投產 5GW 和 15GW 抽水蓄能，以及分別投產 20GW 新型儲能。據統計，2021 年，僅鋰電池產業鏈(特別是鋰電池的中上游)投資計劃已經超過了 1.2 萬億。
中國在各省新能源強制配儲政策下，風光裝機規模高增直接驅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，風光裝機量增長，且配儲比例、配儲時長提升，預期2023年國內表前大儲需求量同比增長126%至27.9GWh。表後工商業儲能則隨各省峰谷價差拉大而有望獲得更高經濟性。
在政策推動下，國內半導體公司已經開始布局。
新潔能披露，2022年公司子公司金蘭半導體的第一條IGBT模塊封裝測試生產線已經基本購建完成。持續加碼產能，在IGBT領域，士蘭微產品線由IPM模塊拓展至車規級IGBT模塊與單管。宏微科技擬發行可轉換公司債券募資4.3億元用於車規級功率半導體分立器件生產研發項目（一期）。
揚傑科技則通過併購加碼產能。揚傑科技2月披露，擬底價2.94億元受讓楚微半導體30%股權以實現對其控股，從而布局8英寸功率半導體晶元生產線，滿足市場MOSFET、IGBT等高端產品日益增長的需求。納芯微也在2022年中報中指出：「公司受益於下游光伏逆變器、儲能等新能源市場的迅速發展，迎來新的增長點。」
04
高速增長的市場，要ALL IN嗎？
全球儲能融資交易持續增加。根據Pitchbook資料庫，2021年全球儲能融資金額同比增長30%,2022年延續之前的高增長，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)儲能融資交易佔全球90%左右。
與歐美國家更多依靠市場驅動不同，我國儲能行業的高景氣度主要靠政策帶動。為鼓勵可再生能源發電企業市場化參與調峰資源建設，國家能源局2021年8月發文提出，超過電網企業保障性併網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%以上掛鉤比例進行配建的優先併網。
政策加持，一片欣欣向榮的表象之下，儲能市場卻並非全然樂觀。儲能領域的參與者們正在談論著內卷與壓力。一方面儲能市場參與者眾多，另一方面儲能領域最前端的技術無法突破，各個廠商只能通過用更多工具解決鋰電的燃爆特性，導致價格加碼。與此同時，密集擴產潮下產能過剩似乎就在眼前。從這樣的角度來看，儲能賽道對於半導體公司的高成長性有待商榷。
風口之上，仍要冷靜。在國內儲能廠商自己的日子還沒過好的情況下，國產晶元廠商要投入多大的精力與資源，要好好想想。
