（报告出品方：中信证券）
充电模块：直流充电桩的“心脏”，受益于需求爆发和大功率趋势有望迎来量利齐升
充电模块：起到电能控制和转换作用，成本占比达50%
直流充电设备的“心脏”，起到电能转换的作用。充电模块应用于直流充电设备中，是实现整流、逆变、滤波等功率变换的基本单元，主要作用是将电网中的交流电转换为可供电池充电的直流电。充电模块性能直接影响直流充电设备的整体性能，同时关系到充电安全等问题，是新能源汽车直流充电设备的核心部件，被誉为直流充电设备的“心脏”。充电模块上游主要是芯片、功率器件、PCB等各类元器件，下游是直流充电桩设备制造商、运营商及车企等。从直流充电桩成本构成来看，充电模块成本占比能达到50%。
量：受益于直流充电桩建设加速以及大功率趋势，需求量有望快速提升
充电桩保有量持续提升，车桩比逐渐下降。作为新能源汽车的配套基础设施，充电桩数量随着新能源汽车保有量的提升而不断增加。车桩比是指新能源汽车保有量与充电桩保有量之比，是衡量充电桩能否满足新能源汽车充电需求的指标，车桩比越低，代表充电桩供给更加充分，新能源汽车充电更加便利。截至年底，我国新能源汽车保有量达万辆，充电桩保有量达万台，车桩比为2.5，较年的11.6实现大幅下降。
直流桩在公共充电桩中的占比逐渐提升。截至年底，我国公共充电桩数量为.7万台，同比+57%；其中，直流充电桩76.1万台，同比+62%，交流充电桩.6万台，同比+53%，直流桩增速更快。从占比来看，年底，直流桩在公共充电桩中的占比达到42.3%，较年提升5.7pcts，伴随下游新能源汽车对充电速度的要求进一步提升，未来直流桩占比有望进一步提升。
大功率充电趋势下，充电模块使用量有望提升。在快速补能的需求驱动下，新能源汽车往V以上高电压平台发展，充电功率也逐渐提升，带来充电时间的大幅缩短。根据华为年发布的《充电基础设施发展趋势白皮书》，以乘用车为例，华为预计到年，单枪充电功率达到KW，充满电将仅需10-15分钟。从直流充电桩内部结构来看，要实现大功率充电，需要提升充电模块的并联数量，例如60KW充电桩需要2个30KW充电模块进行并联，KW需要4个30KW充电模块并联。因此要实现更高功率快充，预计充电模块的使用量将得到提升。
价：充分竞争下单W价格趋于稳定，大功率趋势促进产品价值量和盈利能力提升
历史上经过多年充分竞争，充电模块价格趋于稳定。经历多年市场竞争和价格战，充电模块价格大幅下降。根据中商产业研究院数据，年充电模块的单W价格约1.2元，到年充电模块单W价格已下降至0.13元/W，6年时间下降约89%。从近年来价格变化看，目前充电模块价格趋于稳定，年度降幅有限。
大功率趋势下，充电模块产品价值量和盈利能力得到提升。充电模块功率越大，单位时间内输出的电能越多，因此随着直流充电桩的输出功率朝着更大方向发展。单个充电模块的功率由早期的3KW、7.5KW、15KW，发展至目前以20KW和30KW为主，并有望向40KW甚至更高功率等级的应用方向发展。根据优优绿能招股说明书披露的数据，H1公司20/30/40KW充电模块的销售均价分别为//元/台，毛利率分别为23.9%/31.7%/32.3%，大功率充电模块的产品价值量和盈利能力更高。
市场空间：预计年全球空间超亿元，对应未来5年CAGR达45%
在我们此前发布的《新能源汽车行业充电桩行业深度报告：千亿市场，盈利边际向好》（）报告中的关于充电桩的预测基础上，测算全球充电模块市场空间，对充电模块部分的假设如下：公共直流桩平均充电功率：大功率趋势下，假设直流充电桩充电功率每年提升10%，预计/年公共直流桩平均充电功率为/KW。充电模块单W价格：国内市场，伴随技术进步和规模效应提升，假设充电模块单W价格逐年下降，降幅逐年趋缓，预计/年单W价格为0.12/0.08元；海外市场原材料、人工、制造成本高于国内，预计单W价格约为国内市场的2倍。基于上述假设，我们预计到年，全球充电模块市场空间约亿元，对应-年CAGR达45%。
行业竞争：大浪淘沙，供给集中，未来核心看点是技术升级和海外市场突破
充电模块玩家数量有限，行业集中度较高
多年竞争带来行业出清，充电模块玩家数量有限。与下游充电桩制造商和运营商不同，目前充电模块行业玩家数量有限。根据第一电动网资讯，经历过去几年的激烈竞争，行业逐渐出清，充电模块供应商从年底的接近40家，到目前还活跃在市场的只有10家左右。主要分为两类，一是自产自用型，代表企业为：特来电、盛弘股份、科士达等；另一种是供应型，代表企业为：英飞源、优优绿能、通合科技、英可瑞、永联科技、华为等。
行业格局初定，头部企业市占率较高。根据车桩新媒体统计数据，从年包括自供型和外供型充电模块企业在内的竞争格局来看，英飞源是行业龙头，市占率达34%，行业CR5超80%。若只看外供型（扣除公司自用和公司股东采购部分）为主的充电模块市场，英飞源市占率更高，接近50%，市占率前五的企业分别为：英飞源、永联科技、通合科技、优优绿能、英可瑞。因此，无论是整体模块市场还是外供型市场，行业格局已然清晰。
技术研发、客户验证、成本管控能力构筑行业竞争壁垒
充电模块核心技术壁垒在于拓扑结构设计及集成化能力。充电模块的关键元器件在于功率器件、磁性元器件、电阻电容、芯片、PCB等，当充电模块工作时，三相交流电经过有源功率因数校正（PFC）电路整流后，变成直流电供给DC/DC变换电路。控制器的软件算法通过驱动电路作用于半导体功率开关，从而控制充电模块的输出电压及电流，进而对电池组进行充电。充电模块内部结构复杂，单个产品内含超过2,个元器件，拓扑结构的设计直接决定了产品的效率和性能，散热结构设计则决定了产品的散热效率，具有较高技术门槛。
“能做成”：需要在电力电子或电源领域多年的技术积累。充电模块具备一定的技术门槛，市场上主流的充电模块生产企业大多具备多年在电力电子或者电源领域的技术积累，例如：盛弘股份传统业务为工业配套电源，其与充电模块产品技术同源；通合科技、英可瑞、欧陆通等均从事电源类产品业务多年，对电力电子技术锂解深刻；优优绿能高管团队大多具备在全球著名电气公司艾默生的工作经历。
“能做好”：需要考虑众多性能参数，品质要求预计进一步提升。充电模块作为技术门槛较高的电力电子产品，要想做到高品质，需要考虑的参数较多，如：体积、质量、散热方式、输出电压、电流、效率、功率密度、噪音、工作温度、待机损耗等。此前充电桩功率低、品质差，对充电模块的要求不高，但是在大功率趋势下，低品质充电模块会在后续充电桩运营阶段产生很大问题，增加后期运维成本，因此，充电桩企业对充电模块品质要求预计会进一步提升，对充电模块厂商技术能力提出更高要求。
充电模块产品质量和供应稳定性至关重要，客户认证流程严格。充电模块的客户主要包括充电桩生产和运营商、新能源汽车厂商等，充电模块的产品质量、供应稳定性对于客户的生产经营至关重要，因此下游客户会制定严格的供应商认证考核制度。一般情况下，要通过大客户的认证，从递交供应商申请资料到最终进入体系通常需要较长时间。供应商的考核从企业实力、产品情况等多个方面着手，内容涵盖企业规模、生产配合度、产品稳定性、技术能力、未来技术发展方向、服务情况等。即使达成上下游合作关系，双方也是采用逐步加大订单及供应量的方式进行合作。
客户认证通过后一般保持长期合作关系。同时，出于品质稳定性考虑，企业一旦进入客户的合格供应商名录，只要产品质量、交期等方面能够持续满足客户需求，合作关系一般较为稳定。特别是下游大型客户选择充电模块供应商时，还要考察充电模块厂商的长期供货能力，通常会与供货能力充足的企业保持长期紧密的合作关系，甚至会参股一些优质的充电模块供应商企业。因此，相对于新进入者，头部充电模块厂商具有明显的先发优势。根据优优绿能招股说明书披露，其客户万帮数字（星星充电）和ABB分别先后于、年对公司进行参股，目前持股比例分别为2.67%、7.80%。我们认为，下游客户参股充电模块企业，一方面可以侧面验证充电模块企业的产品品质得到客户认可，客户看好企业未来发展；另一方面可以进一步加深双方的合作关系。
上游原材料种类繁杂，考验企业供应链垂直管控能力。根据优优绿能招股说明书披露，充电模块营业成本构成中直接材料成本占比约87%，占比较高且保持较为稳定，因此对上游原材料的成本控制成为影响毛利率的重要因素之一。单个充电模块内含超过2,个电子元器件，所需的原材料包括功率器件、磁元件、电容、PCB、结构件、芯片等，根据优优绿能H1各类原材料采购金额占比来看，功率器件和磁元件成本占比相对较高，分别为25.4%/22.5%。充电模块元器件种类较为繁杂，供应链上的厂家数目众多，需要公司具备较强的供应链垂直管控能力来降低原材料采购成本和价格波动，对于新进入者而言，往往需要较长时间的摸索与积累才有可能形成高效的供应链管理能力。
充电模块品质要求进一步提升，海外市场突破带来盈利弹性
大功率充电趋势下，充电模块品质要求进一步提升
直流充电设备的快充能力是通过大电流和高压化来实现大功率的电能输出，这对充电模块的性能提出了更高的要求。随着电压和功率等级的提升，充电模块的电力电子功率变换电路拓扑、嵌入式软件控制算法、高频磁性元件设计、大功率散热结构设计等方面的难度也随之提高，同时也要保证其安全性和可靠性，对充电模块厂商提出了新的要求，进一步提高了充电模块的技术门槛。要求一：同尺寸下进行功率升级。提高直流充电设备输出功率主要通过增加充电模块数量或提高单个充电模块的功率，以提高直流充电设备总功率的方式实现。但是考虑到充电桩的体积有限，单纯增加充电模块数量不能满足功率提升需求，因此需要在充电模块体积不变的情况下，提升单个模块的功率，即提高功率密度。因此，体积功率密度是考验各充电模块厂商的核心指标之一，我们按照“单模块功率/模块体积”公式测算目前充电模块企业的体积功率密度，发现各家产品之间存在一定差异，平均体积功率密度大概在2.6W/cm3，部分厂家能做到3.5W/cm3甚至更高水平。
SiC功率器件的应用能大幅提升充电模块的功率密度、延长使用寿命。充电模块的功率器件主要包括MOSFET和IGBT两种，各自适用于不同的电压范围，在充电模块方面均有使用。相比于Si基器件，SICMOS具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、更高的开关频率等优良特性，并且可在高温、高压、干扰等恶劣的环境中高效工作，能够大幅提升充电模块的功率密度、延长充电模块的使用寿命、降低运营商和桩企的运维成本。
要求二：散热方式的改进和优化。对充电桩运营企业来说，充电桩故障率和噪音扰民是两大难题，其中充电桩的故障率直接影响到站点的盈利水平和用户的使用体验。充电桩故障的主要原因在于充电模块的故障，目前业务主流散热模式为直通风冷模式，采用高转速风扇强力排风，空气由前面板吸入，从模块尾部排出，从而带走散热器及发热器件的热量。但是充电桩处于室外环境，空气会夹杂着灰尘、盐雾及水气并吸附在模块内部器件表面，内部积尘会导致系统绝缘变差、散热变差、充电效率低、设备寿命减少；遇到雨季或潮湿，积尘吸水后会发霉、腐蚀器件、短路导致模块故障。其次，风冷散热模式采用高转速风扇强力排风，再加上充电桩的散热风扇，会产生较大噪音。因此，要想降低充电模块的故障率和噪音，需要对风冷散热模式进行改进和优化。
独立风道和液冷散热有望成为未来充电模块主流散热方式。为降低噪音，提升产品防护性能，行业内主流生产商不断改进散热模式，发展出独立风道散热和液冷散热方式。1）独立风道散热：通过优化风道设计，将电子元器件设计在模块上方密闭箱体中，散热器放置在密闭箱体下侧，散热器与密闭箱体四周进行防水防尘设计，发热电子元器件集中贴在散热器内侧，风扇仅对散热器外侧吹风进行散热，使电子元器件免于粉尘污染和腐蚀，大大减少了产品故障率，提高了充电模块的可靠性和使用寿命。2）液冷散热：与风冷充电模块相比，液冷充电模块系统内部的发热器件通过冷却液与散热器进行热交换，噪音更低。同时，液冷充电模块采用全封闭设计，与灰尘、易燃易爆气体等杂质杂物无接触，具有更高防护性，进而提升使用效率和使用寿命。通常情况下，常规风冷系统使用寿命为3~5年，液冷系统使用寿命可超过10年。但目前液冷散热模式成本较高，适用于对噪音和防护性要求较高的场景。未来，随着技术进一步发展，以及大功率充电桩对充电模块品质要求的进一步提升，液冷散热模式有望逐渐替代风冷散热。
主流充电模块企业已在液冷产品方面有所布局。目前，英飞源、优优绿能、英可瑞、欧陆通等充电模块企业陆续推出自己的液冷充电模块产品。如：欧陆通在第三届中国国际充电桩运营商大会上首次发布75KWACDC产品，输出电压可达VDC，峰值效率达97%，采用业内领先的液冷散热技术，实现与外界污染隔绝屏蔽，能够解决常规模块故障率高、噪声大等问题，在实现超级快充的同时有效提高充电模块的防护性及可靠性。
海外存在认证壁垒，率先通过认证企业有望享受高弹性增长
海外对充电桩品质认证严格，接口标准各不相同。海外对充电桩标准要求严格且各不相同，例如欧盟的CE、美国的FCC等都属于强制认证，获得这些本土化的认证许可是中国充电桩企业实现成功出海的首要壁垒。其次，不同国家和地区的充电桩接口标准也各不相同，目前国际上主要有四个充电桩接口标准，分别是中国国标GB/T、CCS1美标（
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