貞光科技從車規(guī)微處理器MCU、功率器件、電源管理芯片、信號處理芯片、存儲芯片、二、三極管、光耦、晶振、阻容感等汽車電子元器件為客戶提供全產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)解決方案！

過年我們談車時，似乎已人盡皆知行業(yè)缺芯是當(dāng)前現(xiàn)車加價、訂車難等、優(yōu)惠降低、減配或分期交付、熱門車型缺貨等現(xiàn)象的幕后真因。返工后的第一天，我們就來了解一下汽車芯片。

根據(jù)AutoForecast Solutions的數(shù)據(jù)顯示，2021年全球汽車市場因芯片短缺造成的累計減產(chǎn)量已達(dá)到了1020萬輛（包括傳統(tǒng)燃油車）。而對于新能源汽車來說，芯片無疑是最核心的零部件，每輛新能源汽車上的芯片總數(shù)約1000~1200顆，同時汽車應(yīng)用對芯片制程的要求沒有手機(jī)、電腦那么高，28nm這種已成熟量產(chǎn)12年的工藝依然能夠滿足需求。
工信部數(shù)據(jù)顯示，2021年我國新能源汽車銷量達(dá)352.1萬輛，對應(yīng)的芯片需求總量是35.21~42.252億顆。預(yù)計2022年我國新能源汽車銷量將超過500萬輛，芯片需求總量則達(dá)到50~60億顆。當(dāng)前，全球主要芯片原廠已逐漸加大汽車芯片生產(chǎn)供應(yīng)，新建產(chǎn)能將于2022年下半年陸續(xù)釋放，缺芯有望在2022年末逐漸緩解。
智能化程度已經(jīng)成為消費者心中評判新能源汽車吸引力的核心指標(biāo)，隨著電動化及智能化水平的進(jìn)一步提高，芯片對于汽車的重要性不言而喻。在感知層面，車上多傳感器融和，包括通過雷達(dá)系統(tǒng)（激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)）和視覺系統(tǒng)（攝像頭）對周圍環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在決策層面，通過車載計算平臺及合適的算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，做出最優(yōu)決策，最后執(zhí)行模塊將決策的信號轉(zhuǎn)換為車輛的行為。在控制執(zhí)行層面,主要包括車輛的運動控制及人機(jī)交互，決定每個執(zhí)行器如電機(jī)、油門、剎車等控制信號。

圖1 芯片在汽車上的主要應(yīng)用（來源：德勤）

• 主控芯片是智能汽車的“大腦”。GPU、FPGA、ASIC在自動駕駛AI運算領(lǐng)域各有所長。傳統(tǒng)意義上的CPU/MCU通常為芯片上的控制中心，優(yōu)點在于調(diào)度管理、協(xié)調(diào)能力強(qiáng)，但CPU/MCU計算能力相對有限。因此，對于AI高性能計算而言，人們通常用GPU/FPGA/ASIC來做加強(qiáng)。
  汽車核心功能模塊所使用的MCU芯片，它的主要任務(wù)就是保證汽車核心功能穩(wěn)定運行。包括了VCU（整車控制單元，協(xié)調(diào)整車三電系統(tǒng)），ESP（車身穩(wěn)定系統(tǒng)，防止側(cè)翻側(cè)滑），BMS（電池管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)電池續(xù)航和安全）。目前一輛傳統(tǒng)汽車平均用到70顆以上的MCU芯片，每輛智能汽車有望采用超過300顆MCU，是傳統(tǒng)汽車的4倍還多。
  MCU領(lǐng)域，NXP主要是動力傳遞領(lǐng)域，包括EPS、ESP、發(fā)動機(jī)管理、變速箱管理、車身、空調(diào)、車燈、鑰匙和座椅領(lǐng)域。瑞薩主要是儀表、車機(jī)、發(fā)動機(jī)管理、電機(jī)控制和底盤，儀表和車機(jī)領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。英飛凌主要是ADAS、底盤、發(fā)動機(jī)控制、動力傳遞，在ADAS領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。德州儀器主要是車身、照明、動力傳遞領(lǐng)域。Microchip主要是車身和ADAS領(lǐng)域。
  另一類是與自動駕駛駕駛，車聯(lián)網(wǎng)，智能座艙相關(guān)的SOC芯片。這類芯片的算力極強(qiáng)，集成了CPU、AI芯片（GPU、FPGA、ASIC）、深度學(xué)習(xí)加速單元（NPU）等多個模塊。

圖2 國內(nèi)外頭部自動駕駛芯片對比（來源：車東西）

• 功率芯片是智能汽車的“心臟”。無論是在引擎、驅(qū)動系統(tǒng)中的變速箱控制和制動、或者轉(zhuǎn)向控制等都離不開功率芯片。
  功率器件領(lǐng)域，英飛凌主要是IGBT、MOSFET、驅(qū)動IC。意法半導(dǎo)體主要是SiC、MOSFET和驅(qū)動IC。羅姆半導(dǎo)體主要是驅(qū)動IC、LDO。德州儀器主要是驅(qū)動IC和PMIC。安森美主要是MOSFET。國內(nèi)原廠有比亞迪、士蘭、時代電氣、斯達(dá)半導(dǎo)、新潔能等。

• 攝像頭CMOS是智能汽車的“眼睛”。CMOS圖像傳感器與CCD（電荷耦合組件）有著共同的歷史淵源，但CMOS比CCD的價格降低15%-25%，同時，CMOS芯片可與其它硅基元器件集成利于系統(tǒng)成本的降低。在數(shù)量上，倒車后視，環(huán)視，前視，轉(zhuǎn)彎盲區(qū)等L3以上的輔助駕駛需要約18顆攝像頭。
  圖像傳感器芯片原廠有安森美、豪威和索尼等。
  
• 射頻接收器是智能汽車的“耳朵”。射頻器件是無線通訊的重要器件。射頻是可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHz～300GHz之間。射頻芯片是指能夠?qū)⑸漕l信號與數(shù)字信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的芯片，它包括功率放大器PA、濾波器、低噪聲放大器LNA、天線開關(guān)、雙工器、調(diào)諧器等。未來，射頻芯片將像汽車的耳朵一樣將助力C-V2X技術(shù)發(fā)展，將“人-車-路-云”等交通參與要素有機(jī)聯(lián)系在一起，彌補(bǔ)了單車智能的不足，推動協(xié)同式應(yīng)用服務(wù)發(fā)展。
  車聯(lián)網(wǎng)芯片及模塊廠商有高通、聯(lián)發(fā)科、華為、紫光展銳、宸芯科技、龍尚、芯訊通、萊琳斯（RANIX）等。
• 超聲波/毫米波雷達(dá)是智能汽車的“觸角”。智能汽車通過傳感器獲得大量數(shù)據(jù)，L5級別的汽車會攜帶傳感器將達(dá)到20個以上。車載雷達(dá)主要包括超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)三種。其中，中國超聲波雷達(dá)已發(fā)展的相對成熟，技術(shù)壁壘不高；毫米波雷達(dá)技術(shù)壁壘較高，且是智能汽車的重要傳感器，目前處于快速發(fā)展的階段；激光雷達(dá)技術(shù)壁壘高，是高級別自動駕駛的重要傳感器，但目前成本昂貴、過車規(guī)難、落地難。
  
  傳感器領(lǐng)域，博世第一，主要是加速度傳感器、液位傳感器、氣壓傳感器、重力傳感器和IMU，基本上都是MEMS傳感器。英飛凌主要是磁傳感器、電流、壓力、雷達(dá)傳感器和MEMS麥克風(fēng)。Melexis主要是電流、速度、壓力、磁、溫度、速度、光學(xué)傳感器。NXP主要是雷達(dá)傳感器。
  激光雷達(dá)廠商則有Velodyne（VLDR）、Luminar（LAZR）、Innoviz（INVZ）、Ibeo、Valeo、Quanergy、Ouster、Livox、Innovusion、速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、鐳神智能、華為、Aeva等；超聲波雷達(dá)廠商有博世、同致電子、Valeo等；毫米波雷達(dá)有松下、現(xiàn)代摩比斯、Acconeer、傲酷（Oculii）、海拉（HELLA）、法雷奧（Valeo）、電裝（Denso）、Veoneer（維寧爾）、安波福（Aptiv）、采埃孚（ZF）、大陸汽車（Continental）、博世（Bosch）、Waymo、Zendar、Lunewave、Straradian、Arbe Robotics、Smartmicro、Echodyne、Metawave、輝創(chuàng)、清雷科技、聞頌智能、慧爾視、電目科技、雷博泰克、同致電子、珠海上富、大華股份、歐菲光、華為、德賽西威、華域汽車、蘇州安智、安智杰、莫吉娜、楚航科技、智波科技、森思泰克、木?？萍?、卓影科技（MotorEye）、易來達(dá)、承泰科技（Cheng-Tech）、軒轅智駕、納瓦電子（Nova）、納雷科技、保隆科技、莫之比、凌波微步、隼眼科技、行易道、理工雷科、川速微波等。

圖3 國內(nèi)外頭部激光雷達(dá)對比（來源：德邦研究所）

• 存儲芯片是智能汽車的“記憶“。智能汽車產(chǎn)業(yè)對存儲器的需求與日俱增，在后移動計算時代，車用存儲將成為存儲芯片中重要的新興增長點和決定市場格局的力量。DRAM、Flash、NAND未來將被廣泛地應(yīng)用在智能汽車各個領(lǐng)域。此外，隨著云和邊緣計算將在智能汽車領(lǐng)域大放異彩，以及L4/L5級自動駕駛汽車發(fā)展出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及應(yīng)用高級數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，未來本地存儲數(shù)量將趨于穩(wěn)定，甚至可能出現(xiàn)下降。
  存儲芯片原廠有三星、SK海力士、英飛凌/賽普拉斯、意法半導(dǎo)體、兆易創(chuàng)新、君正、聚辰半導(dǎo)體等。圖4 國內(nèi)外存儲芯片品牌（來源：方正證券研究所）
  

• 汽車面板呈多屏化趨勢。目前車載顯示設(shè)備主要包括中控顯示屏和儀表顯示屏，此外智能駕駛艙儀表顯示屏、擋風(fēng)玻璃復(fù)合抬頭顯示屏、虛擬電子后視鏡顯示屏、后座娛樂顯示屏逐漸成為智能汽車發(fā)展的新需求方向。
  汽車面板原廠有LG、JDI、友達(dá)光電、群創(chuàng)光電、夏普、瀚宇彩晶、京東方、天馬、TCL華星等。
  

圖5 國內(nèi)外汽車面板品牌（來源：方正證券研究所）

• LED已經(jīng)全面普及至智能汽車的照明領(lǐng)域。LED在照明的亮度和照射距離上做到了過去鹵素?zé)魺o法企及的高度，可以做到彎道輔助（隨動轉(zhuǎn)向）、隨速調(diào)節(jié)、車距警示等功能。隨著LED體積、技術(shù)的發(fā)展，其智能化開始被大力開發(fā)，進(jìn)而向著高亮、智能、酷炫的方向大步邁進(jìn)。

圖6 汽車LED車燈產(chǎn)業(yè)鏈（來源：方正證券研究所）
車規(guī)芯片業(yè)務(wù)收入從高到低的排名分別是英飛凌、恩智浦、意法半導(dǎo)體、瑞薩、德州儀器、村田、安森美、美光、英偉達(dá)、羅姆、微芯、亞德諾、英特爾、三星。

圖7 車規(guī)芯片公司業(yè)務(wù)收入及占比（圖源：旺財芯片）
在新能源汽車領(lǐng)域，連接器的主要應(yīng)用場景包括汽車充電系統(tǒng)及整車系統(tǒng)。在整車系統(tǒng)中，目前主流的車載連接器種類有高壓連接器、充/換電連接器、高速連接器、線對線/線對板連接器、板對板連接器、FPC/FFC連接器、母排等。

圖8 新能源汽車的連接器（圖源：電子智造業(yè)）

新能源汽車連接器廠商有TE Connectivity(泰科電子)、Molex(莫仕)、Amphenol(安費諾)、羅森伯格、安波福、鴻海精密、立訊精密、矢崎、JAE、 JST、航空電子、中航光電、瑞可達(dá)、永貴電器、電連技術(shù)、意華股份、得潤電子、徠木股份等。