百年汽車行業(yè)正在經歷大變革時代，汽車向電動化、智能化轉化是大勢所趨，根據(jù)海思在2021中國汽車半導體產業(yè)大會發(fā)布的數(shù)據(jù)，預計2027年汽車半導體市場總額將接近1000億美元。而我國作為汽車制造大國，同樣對汽車半導體需求旺盛，預計到2025年市場總額將達到137億美元。

分開來說，電動化方面，汽車電動化最受益的是功率半導體，尤其是IGBT，預計到2025年全球新能源汽車IGBT規(guī)模接近40億美元，中國達22億美元。

智能化方面，當前汽車智能化處于0-1階段，自動駕駛、智能座艙等對汽車感知器件、運算能力、數(shù)據(jù)量需求日益提升，汽車控制芯片、存儲芯片、模擬芯片、傳感器成長空間廣闊。

展望未來，功能集中已然成為汽車芯片行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著汽車進入了電動化+智能網聯(lián)的時代，車聯(lián)網、新能源、智能化、自動駕駛四個領域趨勢帶來了新的半導體需求，也為國內新進芯片企業(yè)進入汽車領域帶來全新的產業(yè)機遇。

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汽車芯片產業(yè)鏈剖析

汽車芯片的產業(yè)鏈中，上游一般為基礎半導體材料(硅片、光刻膠、CMP拋光液等)、制造設備和晶圓制造流程(芯片 設計、晶圓代工和封裝檢測)；中游一般指汽車芯片制造環(huán)節(jié)，包括智能駕駛芯片制造(GPU芯片、FPGA芯片、ASIC ?芯片)，輔助駕駛系統(tǒng)芯片制造(ADAS芯片)、車身控制芯片制造(MCU芯片)等；下游包含了汽車車載系統(tǒng)制造、車用儀表制造以及整車制造環(huán)節(jié)。

上游：半導體材料和設備是產業(yè)鏈基石?

半導體材料和設備是半導體產業(yè)鏈的基石。在國家鼓勵半導體材料國產化的政策導向下，本土半導體材料廠商不斷提升半導體產品技術水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國外半導體廠商的壟斷格局。中國半導體材料市場規(guī)模逐年增長，預 計2022年中國半導體材料市場規(guī)模將達127億美元。而硅晶圓作為制造芯片的基本材料，在產業(yè)中同樣扮演著舉足輕重的地位。預計2022年，我國晶圓制造行業(yè)市場規(guī) 模將超3000億元的市場規(guī)模。同時，芯片設計行業(yè)已經成為國內半導體產業(yè)中最具發(fā)展活力的領域之一，預計2022 年，市場規(guī)模將達4765.2億元。

中游：汽車芯片制造為重要一環(huán)

從市場規(guī)模來看，在汽車電動化、智能化、網聯(lián)化的影響下，汽車芯片市場整體呈現(xiàn)增長趨勢。根據(jù)海思在2021中國汽車半導體產業(yè)大會發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年全球汽車半導體市場約為505億美元，預計2027 年汽車半導體市場總額將接近1000億美元，2022-2027年增速保持在30%以上。而我國作為汽車制造大國，對汽車半導體需求旺盛，預計到2025年將達到137億美元，年均復合增長率達3.03%。

根據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)燃油車中，MCU價值占比最高，達到23%；其次為功率半導體，達到21%；傳感器排名第三，占比為13%。而在純電動車型中，由于動力系統(tǒng)由內燃機過渡為電驅動系統(tǒng)，傳統(tǒng)機械結構的動力系統(tǒng)被電動機和電控系統(tǒng)取代，致使功率半導體使用量大幅提升，占比達到55%，其次為MCU，達到11%；傳感器占比為7%。

MCU（Microcontroller Unit）即微控制器，也被稱為單片機，是將計算機所包含的CPU、存儲器、I/O 端口、串行口、定時器、中斷系統(tǒng)、特殊功能寄存器等集成在一顆芯片上，將其應用在不同產品里，從而實現(xiàn)對產品的運算和控制。車載MCU是汽車電子控制單元（ECU）的核心部件，負責各種信息的運算處理，主要用于車身控制、駕駛控制、信息娛樂和駕駛輔助系統(tǒng)。

汽車電子化程度的加速驅動MCU市場需求的增長，汽車端成為全球MCU最大的應用市場。通常汽車中一個ECU負 責一個單獨的功能，配備一顆MCU，也會出現(xiàn)一個ECU配備兩顆MCU的情況，而與傳統(tǒng)燃油車相比，新能源車豐富功能提高，對MUC性能、功耗、數(shù)量的需求都有所提升。

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車載MCU分類及應用

車載MCU可分為8位、16位及32位。車載MCU位數(shù)越多對應結構越復雜，處理能力越強，可實現(xiàn)的功能越多。從不同位數(shù)MCU規(guī)模占比來看，32位MCU憑借優(yōu)異的性能及逐步降低的成本占據(jù)主導地位，銷售額占比已經從2010年的38.11%提升2021年的65.83%，未來隨著汽車電子電控功能的日趨復雜，疊加電子電氣架構集中化的趨勢，車載MCU中32位占比有望進一步提高，從而帶動行業(yè)整體ASP提升。

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車規(guī)級MCU市場規(guī)模預測?

隨著新能源汽車滲透率不斷上漲，全球車規(guī)級MCU市場規(guī)模也隨之增長。2020年全球車用MCU市場規(guī)模為62億美元。2021年，汽車MCU需求旺盛，市場規(guī)模大幅增長23%，達到76.1億美元；預計2025年，市場規(guī)模預計將達到近120 億美元，對應2021-2025年復合平均增速為14.1%。?

我國車規(guī)級MCU市場規(guī)模同樣保持穩(wěn)定增長，2021年我國車規(guī)級MCU市場規(guī)模達30.01億美元，同比增長13.59%， 預計2025年市場規(guī)模將達42.74億美元。

SoC：異構集成揚帆起航

汽車電子功能依賴于車載芯片實現(xiàn)，隨著ADAS的落地和L3及以上級別自動駕駛的成熟，傳統(tǒng)中央計算CPU無法滿足智能汽車的算力需求，將CPU與GPU、FPGA、ASIC等通用/專用芯片異構融合、集合AI加速器的系統(tǒng)級芯片（SoC）應運而生，主要分為智能座艙及自動駕駛芯片。?

根據(jù)IHS數(shù)據(jù)，預計2025年全球汽車SoC市場規(guī)模將達到82億美元，并且L3級別以上自動駕駛預計2025年之后開 始大規(guī)模進入市場，配套高算力、高性能SoC芯片將會帶來極高附加值，有望帶動主控芯片市場快速擴容。

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智能座艙芯片：未來“一芯多屏”技術的強支撐

據(jù)國際電子商情，預計全球智能座艙市場在2022年將達到438億美元。隨著智能座艙從電子座艙逐步演化為第三 生活空間，“一芯多屏”的座艙方案成為未來趨勢。

順應智能座艙多傳感器融合、多模交互及多場景化模式發(fā)展的演進趨勢，作為處理中樞的座艙SoC需要不斷發(fā)展突破。因此，座艙SoC的算力將不斷提升，據(jù)IHS Markit，預計2024年座艙NPU算力需求將是2021年的十倍， CPU算力需求是2022年的3.5倍。同時，芯片本身也將朝小型化、集成化、高性能化的方向發(fā)展。

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自動駕駛芯片：算力基礎決定自動駕駛高度

自動駕駛芯片一方面需要滿足更高的安全等級，另一方面隨著自動駕駛等級的提升，對自動駕駛芯片運算能力的要求也不斷提升。只具備CPU處理器的芯片難以滿足算力需要，自動駕駛芯片會往集成CPU+XPU的異構式SoC方向發(fā)展，XPU包括GPU/FPGA/ASIC等。

GPU、FPGA、ASIC各有所長，GPU適合數(shù)據(jù)密集型應用進行計算和處理，F(xiàn)PGA通過冗余晶體管和連線實現(xiàn)邏輯可編輯，而ASIC是面向特定用戶的算法需求設計的專用芯片。NPU作為ASIC的一種，在電路層模擬神經元，通過突觸權重實現(xiàn)存儲和計算一體化。一條指令即可完成GPU上百條 指令的功能，提高運行效率。NPU目前已經被多家廠商廣泛采用，若未來自動駕駛算法實現(xiàn)統(tǒng)一，ASIC/NPU有望 成為最高效的自動駕駛芯片解決方案。

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功率半導體：電能轉換與電路控制的核心器件

功率半導體是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉換等?？煞譃楣β蔍C和功率分立器件兩大類，二者集成為功率模塊（包MOSFET/IGBT模塊，IPM模塊，PIM模塊）。

功率半導體在各類汽車半導體產品中受益最大

根據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)，受益于汽車電動化趨勢，功率半導體的使用量增幅高達四倍以上，在各類汽車半 導體產品中受益最大。

預計2025年全球新能源汽車銷量將達到2240萬輛，功率半導體市場規(guī)模將突破100億美元，而中國新能源汽車功率半導體市場2025年則將達到61.39億美元，保持20%以上的增長速度。

IGBT是當前新能源車中應用最廣的功率器件

當前MOSFET、IGBT已廣泛應用于車上，SiC基MOS同樣得到小規(guī)模應用。其中，IGBT適宜中高壓領域，是當前新能源車中應用最廣的功率器件，預計到2025年全球新能源汽車IGBT規(guī)模接近40億美元，中國達22億美元。

而SiC MOSFET高壓下性能優(yōu)越，未來隨著SiC成本下降以及800v高壓平臺架構的應用，SiC MOSFET有望迎來規(guī)模上車。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，預計到2025年新能源車將貢獻15.53億美元的SiC功率市場，年復合增長率達 38%。

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模擬芯片：覆蓋整車核心板塊

按功能劃分，模擬芯片分為電源管理芯片和信號鏈芯片。電源管理芯片是所有電子產品和設備的電能供應中樞和紐帶。信號鏈則是擁有對模擬信號進行收發(fā)、轉換、放大、過濾等處理能力的集成電路。

模擬芯片在新能源汽車充電樁、電池管理、車載充電、動力系統(tǒng)等方面均有所應用，預計車載模擬芯片將成為模擬芯片所有下游應用領域中增速最快的方向。根據(jù)IC Insights數(shù)據(jù)，2022年市場規(guī)模將達到137.75億美元，占總體規(guī)模 的16.6%，同比增速達到17%。

傳感器芯片：自動駕駛催生的剛需

汽車智能傳感器主要包括車載攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、紅外傳感器、超聲波傳感器等。車載攝像頭是目前自動駕駛中應用最廣泛的傳感器。

隨著ADAS系統(tǒng)滲透率提升和自動駕駛技術的突破，車載攝像頭市場將在未來保持快速增長態(tài)勢。預計到2025年全球 車載攝像頭市場將達1762.6億元，其中中國市場237.2億元。

而CIS作為車載攝像頭的核心部件，將受益于汽車智能化下ADAS滲透率提升快速增長。據(jù)ICV Tank數(shù)據(jù)，2021年全球車載CIS總收入38.1億美元，預計2026年有望達90.7億美元，CAGR為18.94%。

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存儲芯片：從GB到TB

存儲芯片，又稱半導體存儲器，是指利用電能方式存儲信息的半導體介質設備，其存儲與讀取過程體現(xiàn)為電子的存 儲或釋放。在車載市場中的應用主要包括DRAM（DDR、LPDDR）、和NAND（e.MMC和UFS等）。?

在汽車電動化和智能化的趨勢推動下，疊加上產業(yè)升級帶來汽車格局重塑機遇，汽車存儲芯片市場將成為一個高成長的半導體細分賽道，根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)，2020年全球汽車存儲芯片市場規(guī)模約40億美元，2025年預計達82億美元。

目前主流智能汽車的自動駕駛技術仍處于1/2級，預計在2030年自動駕駛將會發(fā)展至L4和L5等高等級。中短期來看，在電動化取得實質性進步，和L4/L5獲得實質性突破的前夜，ADAS升級和車內體驗是汽車存儲現(xiàn)階段增長核心。

長期來看，自動駕駛技術升級帶來車規(guī)存儲的帶寬持續(xù)高增長是長期趨勢，未來汽車存儲將由GB級走向TB級別。以 美光預測的ADAS為例，Level 5與Level 1相比，帶寬提高20倍，DRAM容量提高8倍，NAND容量提高125倍，達到 TB級別。

下游：新能源車發(fā)展勢頭強勁

2021年以來我國新能源車滲透率持續(xù)走高，2022年1-7月，新能源汽車產銷分別為327.9萬輛和319.4萬輛，同比均 增長1.2倍，市場占有率為22.1%。在汽車電動化趨勢日漸明確的背景下，新能源汽車銷量持續(xù)增長，滲透率不斷提高，將持續(xù)打開汽車芯片的增長空間。

汽車芯片行業(yè)競爭格局

從全球市場競爭格局來看，國際廠商在車規(guī)級半導體領域中占據(jù)領先地位，車規(guī)級半導體國產化率較低。

根據(jù)Omdia統(tǒng)計，2020年全球前五大廠商包括英飛凌、恩智、瑞薩、德州儀器、意法半導體，前25強中聞泰科技 名列第19位，是中國唯一一家上榜的公司。

從國內競爭來看，近年來，外部收購、成熟企業(yè)布局車規(guī)半導體業(yè)務、以及新興領域創(chuàng)業(yè)，成為目前支撐我國汽車 半導體發(fā)展的主要路徑。2019年，聞泰科技收購安世半導體一舉成為國內最大的汽車半導體公司。

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車規(guī)級半導體自主率底的原因

從各細分領域來看，由于設計、生產等方面的技術差距較大，至今我國未形成具備國際競爭力的汽車芯片供應商， 不僅在汽車芯片領域的市場份額較低，自主率也普遍較低。

一方面由于車規(guī)級半導體對產品的要求高，企業(yè)需要較長時間的技術積累和經驗沉淀實現(xiàn)技術突破，并且認證周期 和供貨周期較長，導致車企與芯片廠商在形成穩(wěn)定的合作關系后，就很難在原有車型上再次更換供應商，形成了業(yè)務穩(wěn)定、格局壟斷、關系牢固的三大競爭壁壘。?

而另一方面，整車廠在認證車規(guī)級半導體的新供應商時，通常會要求其產品擁有一定規(guī)模的上車數(shù)據(jù)，國產廠商缺乏應用及試驗平臺，在車規(guī)級半導體正常供給的狀態(tài)下較難尋得突破。

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我國汽車芯片行業(yè)發(fā)展趨勢預測

雖然自動駕駛的技術方案和算法尚未定型，應用于自動駕駛的芯片構型也尚未固化，但汽車芯片作為汽車智能計算平臺的核心硬件已成為行業(yè)共識。未來，我國汽車芯片行業(yè)將呈以下發(fā)展趨勢：

功能集中已經成為行業(yè)發(fā)展趨勢?

無論是自動駕駛還是智能座艙領域，功能集 中已然成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著傳感 器數(shù)量和種類逐漸增多，將不同功能的計算芯片集成到一塊板子上，對各傳感器的原始 感知信息實行后端融合計算成為必然選擇。同時ECU模塊也將逐漸集成合并，形成集中 運算的車載計算平臺。?

進口替代已經逐步實現(xiàn)?

目前國內在半導體領域有所突破，雖然在汽 車級半導體仍處于弱勢地位，但隨著國內上 市公司收購整合全球主要半導體企業(yè)，比如聞泰科技收購安世半導，韋爾股份收購豪威科技。通過并購疊加內生發(fā)展，中國汽車級半導體有望獲得大的突破，逐步實現(xiàn)進口替代。

汽車智能化+電動化推動產業(yè)鏈重構

隨著汽車進入了電動化+智能網聯(lián)的時代，車聯(lián)網、新能源、智能化、自動駕駛四個領域趨勢帶來了新的半導體需求，也為國內新進芯片企業(yè)進入汽車領域帶來全新的產業(yè)機遇。OEM+Tier1+Tier2原有金字塔格局有望被打破，智能車軟件會逐步走 向平臺+生態(tài)模式，形成新一代汽車生態(tài)體系。

軟硬結合、服務能力將成為廠商比拼關鍵?

綜合考慮整車項目開發(fā)流程與芯片設計開發(fā)流程，未來汽車芯片廠商在產業(yè)合作中，將與主機廠建立更多前端溝通，挖掘市場真實需求，提高產品定義與設計前瞻性，芯片廠商將進一步提升自身的算法與軟件技術積累與理解，優(yōu)秀的服務能力將成 為面對主機場差異化需求時的關鍵競爭優(yōu)勢。

編輯：黃飛

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