MCU芯片行業(yè)研究：車規(guī)MCU芯片市場高需求持續(xù)國內(nèi)廠商蓄勢發(fā)展

MCU芯片行業(yè)研究：車規(guī)MCU芯片市場高需求持續(xù)，國內(nèi)廠商蓄勢發(fā)展核心觀點：從汽車行業(yè)背景看，新能源汽車銷量高增，汽車半導(dǎo)體景氣度持續(xù)：汽車“三化”進程不斷加速，各類汽車半導(dǎo)體需求量均有不同程度地提高，車規(guī)級MCU是一類具有廣泛運用場景的車載芯片，車規(guī)級MCU市場前景廣闊。從短期重大事件看：車規(guī)級MCU正是本輪“缺芯”事件的“主角”之一，多重因素促成了一次嚴重的汽車產(chǎn)業(yè)鏈“缺芯”危機，這導(dǎo)致了全球汽車生產(chǎn)遭遇巨大困難，現(xiàn)階段車規(guī)級MCU仍是眾多汽車芯片中最為緊缺的種類之一。從中長期發(fā)展趨勢看：疫情終將過去，發(fā)展大勢不可阻擋。汽車電子電氣（E/E）架構(gòu)正在發(fā)生變化，車規(guī)MCU需求量將隨之發(fā)生變化。我們對“十四五”時期車規(guī)MCU市場規(guī)模進行了預(yù)測：在基于新能源汽車滲透率超預(yù)期提升的背景給出的樂觀預(yù)期下，中國2022年-2025年車規(guī)級MCU市場規(guī)模分別為33.63，37.53，41.66，45.93億美元；2021-2025年CAGR為11.22%。當前國內(nèi)汽車芯片進口率高達95%，而中國汽車是車規(guī)級芯片需求最大的市場。非常時期催生歷史機遇，國內(nèi)廠商有望異軍突起，在半導(dǎo)體國產(chǎn)替代主線的又一黃金賽道躍馬揚鞭。01.從汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈到車規(guī)MCU芯片1.1.汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈隨著ADAS功能滲透率不斷提升，帶動車載電子價值量占比從1970s的5%快速增長至2010年的35%，未來車載電子占比有望達到50%。所有的電子零部件都需要半導(dǎo)體，隨著電動化，智能化，網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，芯片在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，半導(dǎo)體含量越來越高。1.2.汽車半導(dǎo)體總覽1.3.MCU概述MCU（MicrocontrollerUnit）名為微控制單元或者單片機，是把中央處理器的頻率與規(guī)格做適當縮減，并將內(nèi)存、計數(shù)器、周邊接口等內(nèi)容都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機。廣泛應(yīng)用于消費電子、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域。1.4.車規(guī)MCU分類及應(yīng)用8位MCU：提供低端控制功能：風(fēng)扇控制、空調(diào)控制、雨刷、天窗、車窗升降、低端儀表盤、集線盒、座椅控制、門控模塊。16位MCU：提供中端控制功能：用于動力系統(tǒng)，如引擎控制、齒輪與離合器控制和電子式渦輪系統(tǒng)等；用于底盤，如懸吊系統(tǒng)、電子式動力方向盤、扭力分散控制和電子泵、電子剎車等。32位MCU：提供高端控制功能：在實現(xiàn)L1和L2的自動駕駛功能中扮演重要角色，如儀表盤控制、車身控制、多媒體信息系統(tǒng)、引擎控制，以及新興的智能性和實時性的安全系統(tǒng)及動力系統(tǒng)。02.事件：汽車零部件缺芯潮——車規(guī)MCU短期供需2.1.事件：汽車缺芯潮通常，MCU完成內(nèi)部生產(chǎn)需要12-16周。與22Q1相比，MCU的短缺更加明顯，大多數(shù)MCU都處于短缺狀態(tài)，尤其是意法半導(dǎo)體和恩智浦。車載MCU目前只有瑞薩和賽普拉斯提供，貨期為32-45周，其他品牌處于短缺狀態(tài)。2022年，汽車MCU訂單幾乎滿員，價格持續(xù)上漲。其中，意法半導(dǎo)體3月24日宣布，將在第二季度上調(diào)所有產(chǎn)品線的價格。如今，對MCU的需求不僅是數(shù)量上的。隨著新興產(chǎn)業(yè)的推動，對低功耗、高算力、定制化、專用外設(shè)的新要求逐漸增加。目前，MCU根據(jù)不同指標分為消費級MCU、工業(yè)級MCU和汽車級MCU，不同MCU的良品率要求各異其中消費級MCU注重功耗和成本，工業(yè)級MCU注重平衡新能、功耗、成本和可靠性，汽車級MCU則注重安全和可靠從消費到工業(yè)再到汽車的領(lǐng)域，對MCU自身的要求愈發(fā)嚴格，產(chǎn)線也越來越高端，這是汽車MCU最難造的重要原因。2.2.總結(jié)：市場短期供需情況汽車板塊將保持領(lǐng)先地位：汽車應(yīng)用領(lǐng)域在2020年占據(jù)了超過35%的市場份額，并預(yù)計到2027年將以10%左右的速度增長。03.車規(guī)MCU中期分析及長期展望3.1.汽車E/E（電子電氣）架構(gòu)隨著汽車功能逐漸增加，特別是汽車“三化”后，傳統(tǒng)分布式架構(gòu)通過增加ECU來增加汽車功能存在算力浪費，車內(nèi)線路繁雜、汽車空間使用效率低、系統(tǒng)升級困難、新增ECU邊際成本遞增等弊端，用域控制器合理集成ECU功能是大勢所趨。本篇分析：“缺芯”事件結(jié)束后，車規(guī)MCU供需回歸常態(tài)，汽車

“三化”和電子電氣架構(gòu)持續(xù)由分布式到域控制演進兩大過程對車規(guī)MCU需求量有何影響，這是本篇“中期”分析的定義與前提。暫不討論更前沿的E/E架構(gòu)設(shè)想。3.2.博世五域劃分下車規(guī)MCU中期變化高級駕駛輔助系統(tǒng)ADAS

（

AdvancedDrivingAssistanceSystem）是指通過車載傳感器獲取車身、環(huán)境、人體等信息實現(xiàn)駕駛輔助，并將進一步實現(xiàn)自動駕駛的汽車功能系統(tǒng)。ADAS主要包括主動安全，駕駛舒適性，泊車輔助等功能。目前中國汽車市場還處于L2等級高速滲透的階段，整車廠商綜合考慮成本和性能，新增ADAS功能仍沿用分布式的構(gòu)架。自動駕駛域控制器中MCU的一大作用是作為安全芯片

（safetycore），添加安全芯片是為了預(yù)防硬件的意外失靈，診斷異常狀態(tài)或者發(fā)生單處故障時有安全備份處理方案。前文所述車規(guī)ISO26262功能安全標準，是汽車行業(yè)的安全標準，合格的車規(guī)SoC的設(shè)計都必須遵循該標準。3.3.中期總結(jié)和長期趨勢分析基于上述趨勢，我們認為MCU在傳統(tǒng)功能的控制上應(yīng)當仍有一席之地，而在座艙和自動駕駛方面用途式微。伴隨E/E架構(gòu)進一步發(fā)展，座艙域和自動駕駛域也有融合趨勢，直至實現(xiàn)全車中央計算機控制架構(gòu)，未來可能還有云端中央電腦對汽車進行控制。未來汽車高度智能化，自動化后，車用MCU的長期需求量或?qū)⒊氏陆第厔??？偨Y(jié)：中期汽車電動化和智能化的進程，促使車用MCU需求量增加。04.全球市場競爭格局及國產(chǎn)替代機會&市場規(guī)模預(yù)測4.1.車用半導(dǎo)體行業(yè)概況中國市場僅占比3%（低端部分），目前我國汽車芯片自給率不足10%、國產(chǎn)化率僅為5%，供應(yīng)高度依賴國外需求側(cè)：中國汽車約占全球30%，是車規(guī)級芯片需求最大的市場供給側(cè)：國內(nèi)汽車芯片進口率高達95%，像用于動力系統(tǒng)、底盤控制和ADAS等功能的關(guān)鍵芯片均被國外巨頭壟斷。4.2.車規(guī)MCU競爭格局全球車規(guī)MCU市場集中度高，且有著輕晶圓廠戰(zhàn)略，依靠晶圓代工廠將技術(shù)轉(zhuǎn)化為芯片產(chǎn)品。從供給端來看，臺積電占所有外包車規(guī)MCU出貨量約60%-70%，但汽車芯片業(yè)務(wù)僅占其總收入3%。頭部廠商對臺積電的強依賴性，放大了供需錯配的矛盾：臺積電因疫情降低車規(guī)MCU產(chǎn)能分配，在終端需求攀升后