汽車半導體系列報告：電動化智能化雙輪驅動車載半導體拾級而上

汽車半導體系列報告：電動化智能化雙輪驅動，車載半導體拾級而上一、電動化&智能化發(fā)展，驅動車規(guī)半導體應用邁入新時代“電動化”+“智能化”浪潮下，汽車半導體應用邊界持續(xù)拓寬。汽車半導體按功能可分為功率半導體（IGBT、MOSFET等）、計算控制芯片

（MCU、SoC等）、存儲芯片（DRAM、NAND、NOR等）、傳感器芯片（CMOS、雷達芯片、MEMS等）、通信芯片（總線控制、射頻芯片）等。2020年汽車半導體產(chǎn)業(yè)中計算控制類芯片、功率半導體、傳感器芯片、存儲芯片市場規(guī)模占比分別為23%、22%、13%和9%。從應用領域看，傳統(tǒng)燃油車的半導體主要集中在車身、底盤安全等傳統(tǒng)汽車電子領域，隨著汽車電動智能化不斷發(fā)展，動力總成、輔助駕駛、信息娛樂等領域的半導體需求快速提升，2017-2022年輔助駕駛、電動/混合動力系統(tǒng)的半導體應用規(guī)模CAGR分別高達23.6%和21%。電動化、智能化將驅動汽車半導體市場快速擴容，目前海外半導體廠商占主導地位。2021年全球汽車半導體市場規(guī)模達467億美元，同比+33%。在電動化智能化大趨勢下，汽車半導體應用需求顯著上升，據(jù)Omdia預測，2025年全球汽車半導體市場規(guī)模將突破800億美元，2021-25年CAGR達15%。根據(jù)我們對各細分市場規(guī)模的測算，電動化將驅動新能源車IGBT芯片和BMS模塊中AFE芯片市場的增長，2021年全球規(guī)模分別為20和6億美元，2025年將達73和18億美元，CAGR分別為39%和34%；智能化則帶來車規(guī)CIS、智能座艙SoC、自動駕駛SoC以及車規(guī)DRAM、NAND、NOR三類車規(guī)存儲芯片市場顯著增量，2021年全球規(guī)模分別為39、25、15、12、10和5億美元，對應2025年規(guī)模預計分別為76、42、67、22、28和9億美元，CAGR分別為18%、13%、45%、15%、28%和13%。此外根據(jù)ICInsights，全球車規(guī)MCU將從2021年的76億美元增長至2025年的120億美元，CAGR達12%。全球汽車半導體市場中，海外半導體龍頭廠商占據(jù)主導地位，2021年英飛凌/恩智浦/瑞薩/德州儀器/意法半導體市占率分別為12.7%/11.8%/8.4%/8.1%/7.5%，CR5接近50%，行業(yè)集中度高。汽車半導體可靠性要求高，天然存在認證壁壘。1）AEC-Q100系列是切入車企供應鏈前必須驗證的基礎標準，該系列標準按溫度范圍劃分為5個等級，0級（-40°Cto+150°C）為最高等級；2）ISO26262專門針對汽車領域的功能安全，不是全球強制性標準，但該標準越來越受車廠認可，該認證包括生產(chǎn)流程認證和產(chǎn)品功能認證，要求安全機制符合ASIL各等級認證，從低到高分成QM、A、B、C、D五個等級，ASIL等級越高，則認證流程更嚴苛、周期更長、技術要求和成本都更高；3）IATF16949側重汽車品質管理體現(xiàn)，涵蓋從設計到生產(chǎn)到封測全流程，更強調(diào)產(chǎn)品零缺陷，其覆蓋的硬件范圍除芯片外還有汽車其他硬件。汽車半導體產(chǎn)品進入車企供應鏈需要經(jīng)過上述系列安全性認證，認證周期至少2年，行業(yè)天然存在較高壁壘，同時車企考慮到產(chǎn)品穩(wěn)定性和驗證測試成本，一般不會隨意更換供應商，因此廠商進入供應鏈后往往能獲得較長期穩(wěn)定的訂單。1、汽車電動化加速發(fā)展，半導體價值量顯著提升滲透率迎來10%拐點，汽車電動化進入加速發(fā)展階段。從全球市場看，2021年新能源車滲透率為8%，2022年1-9月全球新能源乘用車銷量約578萬輛，滲透率達13%，已突破10%拐點，全球汽車電動化進入加速發(fā)展階段。相比于全球市場，中國汽車電動化進程較快，滲透率已由2020年的5%提升至2021年的13%，2022年1-9月國內(nèi)新能源車銷量456.7萬輛，滲透率達23.5%。電動車單車半導體價值量顯著高于燃油車，功率半導體貢獻主要增量。電動車成本結構與燃油車差距較大，三電系統(tǒng)占電動車整車成本高達50%，包括電池、電驅和電控，三者對應整車成本占比分別為38%、6.5%和5.5%。電動車以電力系統(tǒng)作為動力來源，對電力轉換和功率變換具備更高要求，因此功率器件需求顯著提升。此外，電動化也將帶來MCU用量變化，一方面電動車新增的電池管理系統(tǒng)、整車控制器等將增加MCU的搭載量，另一方面又將減少發(fā)動機管理、變速箱控制器、燃油泵控制器等MCU用量。根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)燃油車單車半導體價值量338美元，混合動力車和純電動車單車價值量提升至710美元和704美元，其中功率半導體增量分別為283美元和316美元，占總增量比重分別為76%和86%。2、智能化帷幕已啟，汽車半導體迎來新增長點汽車智能化包括智能駕駛、智能座艙和智能服務三大部分。智能駕駛的實現(xiàn)需要對汽車的周圍環(huán)境進行感知、分析、判斷并進行有效的處理和執(zhí)行，以實現(xiàn)擬人化的動作執(zhí)行，是汽車智能化的基石。智能座艙通過圖像、語音、觸控、手勢等交互方式提高駕駛操控體驗和乘車娛樂性，是人車交互的入口。智能服務將汽車與人及其社會生活相連接，是汽車智能化的延伸和擴大，包括后市場服務、出行服務、社交及生活服務等。ADAS作為智能駕駛核心載體，未來十年將進入加速滲透階段。ADAS

（advanceddriverassistancesystem，高級駕駛輔助系統(tǒng)）是智能駕駛的核心載體，包含感知、決策和執(zhí)行三大層次。1）感知層：依靠多傳感器對環(huán)境信息和車內(nèi)信息進行采集和處理，攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等是重要傳感器；2）決策層：通過融合多傳感器的數(shù)據(jù)進行決策判斷，制定控制策略；3）執(zhí)行層：將系統(tǒng)決策反饋到底層模塊執(zhí)行，實現(xiàn)車輛縱向橫向的自動控制，相當于汽車的“四肢”。我們認為未來十年ADAS將進入加速滲透階段，預計L2及以上車型滲透率將從2021年的18%提升至2030年的86%，同時，2022年是L2往L3+跨越的窗口，L3+級智能車滲透率將由2022年的1%上升至2030年的56%。感知層多傳感器融合，攝像頭和激光雷達芯片是重要增量。感知層傳感器主要包括車載攝像頭、毫米波雷達、激光雷達、超聲波雷達以及慣性導航設備（GNSSandIMU）。不同傳感器在感知精度、感知范圍、抗環(huán)境干擾及成本等方面各有優(yōu)劣。由于當前自動駕駛廠商還無法通過深度學習算法完全彌補硬件在環(huán)境感知方面的缺陷，因此采用多傳感器融合方案收集海量信息用于決策分析是目前提高感知精度和可信度的主流方案。ADAS升級將帶來明顯的半導體增量，智能車單車半導體價值量將由L2級的160美元上升至L3級的630美元以及L4/5級的970美元，從傳感器來看，攝像頭模塊是L2+級核心傳感器，L3和L4/5則以激光雷達模塊為重要增量，同時，ADAS升級過程中傳感器融合也將貢獻較大的半導體增量。高級別自動駕駛催化算力、存儲新需求。決策規(guī)劃分為路徑規(guī)劃、行為決策和運動規(guī)劃三個層次，每個環(huán)節(jié)功能的實現(xiàn)都建立在對應的算法上。隨著自動駕駛級別的提高，芯片需要處理的環(huán)境復雜度和操作多樣性抬高算力需求，L2級別的算力需求在10TOPS以下，L3/L4/L5級別則提升至30-60/100/1000TOPS，因此算力更高的自動駕駛SoC芯片需求廣闊。同時，高級別自動駕駛的傳感器、操作系統(tǒng)、離線地圖等都將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，根據(jù)Counterpoint數(shù)據(jù)，2025年L4級ADAS系統(tǒng)每小時至少產(chǎn)生1TB數(shù)據(jù)量，對車規(guī)存儲芯片數(shù)量和性能提出更高要求。二、功率半導體：電動化核心增量，高成長與國產(chǎn)替代共演繹1、IGBT：受益電動化趨勢，高成長性+國產(chǎn)替代邏輯明確電動化趨勢下汽車功率半導體用量顯著提升，為價值占比最大的汽車半導體。傳統(tǒng)燃油汽車中，功率半導體分布在動力、車身、安全等部分，主要應用于啟動、發(fā)電和安全領域；新能源車中，功率半導體是實現(xiàn)電能轉換的核心組件，新增三電系統(tǒng)（電池、電驅和電控）以及OBC（車載充電機）、DC/DC、充電樁等需要用到大量的逆變器、變壓器和換流器，IGBT、MOSFET等功率器件用量大幅提升。電動化浪潮中，半導體增量主要來自于功率半導體（圖11），根據(jù)StrategyAnalytics，功率半導體在汽車半導體中的占比從傳統(tǒng)燃油車的21%提升至純電動車的55%，躍升為占比最大的半導體器件。配合大電流大功率，新能源車

IGBT需求旺盛。燃油車中僅有少量的IGBT單管用于發(fā)動機點火器，隨著電車大功率大電流的技術演進，IGBT模塊成為電控系統(tǒng)中逆變器的標配，將直流電轉換為交流電以驅動電機。車載OBC中，IGBT將輸入的交流電整流為直流電為新能源動力電池充電，車載空調(diào)中則配備IGBT單管/模塊。從電控成本拆分來看，涉及的電子零部件包括IGBT功率開關、DC/DC變換器、電流傳感器、波紋電容以及微控制器等，其中IGBT成本占比高達44%。新能源車

IGBT市場規(guī)模測算：2021-25年CAGR達38.5%。新能源車單車搭載約30-48顆IGBT芯片，根據(jù)產(chǎn)業(yè)信息，2021年單片8寸晶圓代工價格約650美元（產(chǎn)出約120顆IGBT芯片），推算出單顆IGBT芯片的晶圓價值約5.4美元?？紤]封裝成本、毛利以及雙電機占比，我們假設2021年平均單車IGBT成本為300美元，雙電機滲透率提升疊加IGBT緊缺持續(xù)，單車價值量將進一步提升。綜上，我們測算出2021年全球新能源車IGBT市場規(guī)模約19.8億美元，2025年將達到73億美元，CAGR達38.5%。英飛凌等海外廠商主導全球IGBT市場，國產(chǎn)替代空間仍較大。在IGBT器件和IGBT模塊市場，英飛凌均為全球第一，市占率分別為29.3%、36.5%，均為全球第一；在IPM模塊上的份額為11.6%，居全球第三。三大市場中，國內(nèi)廠商市占率均較低，國產(chǎn)替代空間廣闊。IGBT器件市場中國本土廠商僅士蘭微一家，份額為2.6%；IPM則有士蘭微（1.6%）、吉林華微兩家（0.9%）；IGBT模塊市場，中國廠商斯達半導以2.8%的份額居全球第六。國產(chǎn)替代邏輯下，國內(nèi)市場格局相對優(yōu)于全球市場，根據(jù)NE時代數(shù)據(jù)，22Q1中國新能源車功率模塊市場中，斯達半導、比亞迪半導體和中車時代分別占16.4%、14.5%和9%市場份額，分別位居第二、三、五位。缺芯格局+本土電動車品牌崛起加速IGBT國產(chǎn)替代進程。1）機遇一：

缺芯格局。IGBT市場長期被英飛凌、富士、三菱等海外廠商壟斷，國內(nèi)自足率較低。近兩年電動車、儲能等下游需求高增，而供給端存在因疫情/地緣沖突停產(chǎn)減產(chǎn)等擾動，IGBT芯片供應持續(xù)緊缺。根據(jù)富昌電子最新披露數(shù)據(jù)，英飛凌、意法半導體等廠商IGBT芯片交貨周期仍為50周左右，持續(xù)的長交貨周期為國產(chǎn)替代提供機遇。2）機遇二：本土電動車品牌崛起。國產(chǎn)電動車品牌崛起也將推動產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化進程，2022年1-9月，比亞迪新能源車市占率高于特斯拉

4%，穩(wěn)居全球第一，TOP20中有11家國內(nèi)車企，國產(chǎn)新能源車市占率＞41%。在國產(chǎn)替代機遇下，國內(nèi)IGBT廠商發(fā)揮本土優(yōu)勢加速追趕，斯達半導、時代電氣、士蘭微、宏微科技等國內(nèi)廠商逐漸切入車規(guī)級IGBT供應鏈，2021年斯達半導車規(guī)IGBT已批量供貨海外市場，多款產(chǎn)品獲得定點，第七代IGBT預計將于2022年批量出貨。在汽車電動化加速擴空間+國產(chǎn)替代提份額的雙重助力下，國內(nèi)IGBT廠商將獲得跨越式的增長。2、SiC：800V平臺上車催生SiC需求高增800V快充成為多數(shù)車企布局方向。新能源車

“里程焦慮”解決方案包括推廣換電模式、延長續(xù)航里程、發(fā)展快充技術等。其中，快充技術可以在不依賴換電站的前提下有效提升補能效率，因此是多數(shù)車企布局方向。快充技術主要包括大電流和大電壓兩大方案，大電流方案缺點在于：大電流會導致發(fā)熱量高，會降低轉換效率，同時增加熱管理系統(tǒng)成本，目前僅特斯拉、極氪等少數(shù)品牌選擇了大電流方案，多數(shù)車企則選擇了大電壓方案?，F(xiàn)階段主流新能源車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般在230V-450V（即“400V系統(tǒng)”），隨著高壓快充的推進，整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達到550-930V（即“800V系統(tǒng)”）。2019年保時捷推出全球首款純電動800V車型TaycanTurboS，2021年11月小鵬推出國內(nèi)首款800VSiC平臺車型小鵬G9。此外，比亞迪、極氪、嵐圖、廣汽埃安、極狐、長安、長城、理想等多家車企也已先后發(fā)布800V平臺架構或規(guī)劃。2022年7月極狐αSHI版已量產(chǎn)交付，小鵬G9預計9月交付，2022年是我國800V高壓平臺車型量產(chǎn)的元年，但目前整體規(guī)模仍較小，據(jù)緯湃科技預測，2025年800V系統(tǒng)在新能源車市場有望達到15%市占率。800V系統(tǒng)對電控提出更高要求，SiC器件成為更優(yōu)選擇。相比于傳統(tǒng)硅基器件，采用SiC器件對800V系統(tǒng)的提升主要在性能、成本兩方面。1）性能：a.更低的損耗。WLTC工況下仿真數(shù)據(jù)顯示，“800V+1200VSiC模塊”方案整車損耗較“400V+750VIGBT模塊”降低了7.6%。b.更長的續(xù)航里程。根據(jù)博世數(shù)據(jù)，SiC版本的電動車平均行駛距離較傳統(tǒng)電動車增加6%。2）系統(tǒng)成本：SiC器件在電控體積、重量、功率、效率方面較硅基均有顯著提升，從系統(tǒng)成本角度考量，能節(jié)省在器件環(huán)節(jié)之外的其他散熱環(huán)節(jié)、電池容量的成本。根據(jù)華爾街日報，SiC相關技術可幫助單車節(jié)省近750美元的電池成本。2025年SiC成本預計下降20%+，2026年新能源車

SiC器件規(guī)模有望達46億美元。目前SiCMOSFET的應用受到成本高昂限制，據(jù)中科院數(shù)據(jù)，同一級別下SiCMOSFET的價格比Si基IGBT高4倍。碳化硅器件降本主要通過三大途徑：1）降低襯底成本，主要通過8寸向12寸升級、持續(xù)優(yōu)化熱場設計來實現(xiàn)；2）在設計、器件制造、封裝各個環(huán)節(jié)改進技術，具體涉及縮小元胞尺寸、改進柵氧淡化工藝等方向；3）設計更小尺寸芯片，使得單位晶圓產(chǎn)出更高。根據(jù)PGC，假設以2021年6寸SiCMOSFET1200V/100A的成本為1個單位，則至2025年成本有望降至0.8以下，而8寸的成本有望降至0.68附近。2021年SiCMOSFET為Si器件成本的3倍，到25年有望降至2.5倍附近，而業(yè)界通常認為2-2.5倍是碳化硅大規(guī)模滲透的成本臨界點，故當前及未來2年處于SiC爆發(fā)的前夜。據(jù)Trendforce預測，全球新能源車對6寸SiC晶圓需求將從2021年的12萬片提升至2025年的169萬片，據(jù)Wolfspeed預測，2022年全球新能源車SiC器件市場規(guī)模達16億美元，2026年有望達到46億美元，CAGR達30.2%。Wolfspeed等海外SiC器件廠商在新能源車領域進展較快，國產(chǎn)廠商積極布局，三安光電、斯達半導、時代電氣、中瓷電子等相對突出。1）海外廠商方面，Wolfspeed作為全球SiC襯底龍頭，至2021年底與意法半導體有超過8億美元SiC晶圓供貨協(xié)議，與英飛凌、安森美分別有近1/0.85億美元的供貨協(xié)議，且直接與通用汽車、Lucid、大眾、宇通客車等車廠合作，提供SiC產(chǎn)品。日本SiC龍頭羅姆，與緯湃科技（大陸旗下）、北汽新能源、臻驅科技、吉利、聯(lián)合汽車電子等中國廠商合作廣泛。安森美則在2021年通過收購襯底供應商GTAT，具備了SiC襯底制造能力，從而構建了完善的SiCIDM模式。2）國內(nèi)廠商方面，三安光電、斯達半導SiC產(chǎn)品“上車”進度國內(nèi)領先，時代電氣2021年發(fā)布了自研SiC芯片新能源車電驅，士蘭微、揚杰科技、宏微科技、新潔能、華潤微、安世半導體這些傳統(tǒng)的硅基功率廠商，則在2020-21年間發(fā)布SiC二極管、SiCMOS等產(chǎn)品，布局相對前瞻。瀚薪科技、瞻芯電子、派恩杰這類SiC器件設計公司，起點高，誕生之初即從事SiCMOS產(chǎn)品研制，瞄準新能源車、工業(yè)市場。三、MCU：智能化大增量，本土廠商迎機遇1、汽車是MCU第一大市場，智能駕駛帶來顯著增量汽車是MCU第一大市場，單顆價值量最高。1）市場規(guī)模占比：汽車是MCU第一大市場，2020年汽車/工業(yè)/消費/通訊/電腦在MCU市場的占比為38%/30%/18%/9%/4%，2010-2020年汽車在MCU占比穩(wěn)定在38%-40%，持續(xù)保持第一大應用的地位。2）出貨量占比：汽車是MCU第五大出貨領域，2021年，智能卡&安全/個人信息處理終端/工業(yè)/消費電子/汽車在MCU出貨量的占比為42%/17%/15%/10%/7%。3）ASP：汽車MCU的ASP顯著高于其他應用，2021年達3.1美元；

自2020年以來，因供應鏈不穩(wěn)定，不同應用的MCU價格都有不同程度地上升，2020年汽車MCU價格上漲16%，2021年上漲22%，在MCU中漲價幅度最大，Yole預計汽車MCU的價格未來仍將處于高位。車規(guī)MCU評估指標嚴苛于消費類和工業(yè)級MCU。車規(guī)MCU的評估指標無論從工作環(huán)境、使用壽命還是交付良率等方面，都要嚴苛于消費類與工業(yè)級的MCU。比如汽車發(fā)動機艙MCU工作溫度區(qū)間為-40℃-150℃，車身控制部分為-40℃-125℃，而消費類產(chǎn)品只需要達到：0℃-70℃。其它環(huán)境要求諸如濕度、發(fā)霉、粉塵、水、EMC，以及有害氣體侵蝕等等也往往都高于消費電子產(chǎn)品要求。另外車規(guī)MCU的交付良率要求更高，供貨時間、使用壽命都遠高于消費、工業(yè)產(chǎn)品要求，驗證標準多且復雜。此外，車規(guī)MCU還需通過AEC-Q100等車規(guī)認證，認證流程通常需要2年左右時間，認證完成后通常能獲得較持續(xù)的車企訂單，行業(yè)進入壁壘較高。ECU是汽車大腦，MCU是其核心，起控制作用。ECU（ElectronicControlUnit）即電子控制單元，又稱“行車電腦”、“車載電腦”，用于控制汽車的一個或多個子系統(tǒng)。ECU由微控制器（MCU）、存儲器（ROM、RAM）、輸入/輸出接口（I/O）、模數(shù)轉換器（A/D）以及驅動等組成。ECU的作用是隨時監(jiān)控著各種汽車運行數(shù)據(jù)（比如剎車、換擋、速度、航向角、位臵等）和汽車運行的各種狀態(tài)（加速、打滑、油耗、前車距離等），并根據(jù)預先設計的程序邏輯計算各種傳感器送來的信息，處理后把各個參數(shù)發(fā)送給各相關的執(zhí)行機構，執(zhí)行各種預定的控制功能。電動智能趨勢下，傳統(tǒng)的分布式EE架構ECU數(shù)量增多，系統(tǒng)龐雜，博世的五大域劃分應運而生。汽車智能化和信息化發(fā)展，ECU芯片使用量越來越多，而傳統(tǒng)的汽車電子電氣架構都是分布式的，ECU通過CAN和LIN總線連接在一起，ECU的增加使得汽車線束排線困難、軟件維護與升級困難、模塊間信息溝通效率低，因此“域架構”概念隨之被提出，如Tier-1廠商博世的經(jīng)典五域：動力域（PowerTrain）、底盤域（Chassis）、車身域（Body/Comfort）、座艙域（Cockpit/Infotainment）、自動駕駛域

（ADAS）。有的廠家則在五域集中式架構基礎上進一步融合，把原本的動力域、底盤域和車身域融合為整車控制域，從而形成了三域集中式EEA，包括整車控制（VDC，VehicleDomainController）、智能駕駛（ADC，ADAS/ADDomainController）、智能座艙（CDC，CockpitDomainController）三大部分。短中期分布式架構仍為主流，ADAS滲透帶動MCU用量提升。隨著汽車電動智能化的推進，分布式的ECU（電子控制單元）逐漸向域集中，由DCU（域控制器）集成多類ECU實現(xiàn)控制功能的集中，從而在減少整車線束連接長度并降低成本的同時，減少電子電氣架構的空間、功耗和復雜性。短中期來看，L1/L2智能車仍占較大比重，由于缺乏路徑規(guī)劃功能且傳感器數(shù)量有限，僅靠傳感器端的MCU便足已完成融合、決策任務，分布式架構仍為主流，因此中低階ADAS加速滲透將推動MCU用量提升；而在L2+及更高級別智能車中，SoC芯片將逐漸替代MCU，但部分底盤交互高實時性任務仍需要MCU來完成，ADAS域控制器仍會搭載一顆MCU，保障系統(tǒng)功能安全。汽車MCU市場約80億美元，2022-2025年CAGR為11%，高于MCU行業(yè)平均水平，其中32位是主流，占比近80%。1）市場規(guī)模：隨著汽車智能化發(fā)展，ADAS、高精度導航、車身電子等應用對MCU需求量大增，根據(jù)ICInsights，2021年全球車規(guī)MCU市場規(guī)模約76億美元，2022年預計達87億美元，2025年有望增長至120億美元，2022-25年CAGR為11.3%，高于MCU整體市場規(guī)模CAGR

（5%）。根據(jù)ICInsights，2021年汽車信息娛樂應用預計占汽車MCU市場的10%，較2020年增長59%，其他領域占汽車MCU市場的90%，較2020年增長增長約20%。2）位數(shù)：從不同位數(shù)在汽車MCU市場的收入占比看，8/16/32位分別占比6%/18%/77%

；

從出貨量占比看，8/16/32位分別占比23%/37%/40%。32位收入占比77%，出貨量占比40%，由此推斷32位MCU價值最高，在汽車MCU市場占比最大，市場規(guī)模達58億美金。2、競爭格局：海外三巨頭主導車規(guī)MCU市場，大陸廠商積極布局MCU市場經(jīng)過數(shù)輪大規(guī)模并購后，CR7>80%?？傮w看，國外前七大廠商占據(jù)了全球超過80%的市場份額，頭部效應顯著，其中瑞薩、恩智浦

>微芯、意法>其他三家。我們認為集中度較高的原因包括：1）為爭奪市場份額及布局物聯(lián)網(wǎng)應用，MCU主要廠商之間發(fā)生了數(shù)起大規(guī)模并購，包括NXP2015年收購飛思卡爾，進軍汽車電子領域，市占率上升至19%；

Microchip在2016年收購Atmel，市場占有率上升至14%；Cypress在2015年收購Spansion，市場占有率達到4%；2020年Cypress被Infineon所收購，合并后市占率達到13%，躍升為排名第三的廠商。2）MCU下游應用通常更新迭代較慢、使用周期較長，因此傾向于能提供穩(wěn)定解決方案的供應商，較少更換供應商。汽車MCU：競爭格局穩(wěn)定，瑞薩、恩智浦、英飛凌三足鼎立。2021年瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯的市占率分別是29%、25%、22%、8%、7%，CR5達90%，CR3達76%，。2015-2020年，三大廠商市占率穩(wěn)定在65%-70%，自2020年英飛凌收購賽普拉斯后，三大廠商市占率達76%。海外三巨頭產(chǎn)品覆蓋都較全面，但仍各有側重。1）英飛凌自研，主打功率，擅長底盤、動力域等領域。主打的是功率器件（IGBT、碳化硅等），包括較完整的信號鏈產(chǎn)品。底盤安全、功能安全、底盤、動力控制、新能源三件是英飛凌的的強項。2）恩智浦擁抱ARM架構，打造開放平臺，適合中小客戶。恩智浦目前正由Power架構轉向ARM架構，打造開放生態(tài)、學習成本更低，更適合中小客戶使用，向S32平臺傾斜，除了ADAS攝像頭外，應用覆蓋較全面。恩智浦在連接、網(wǎng)絡、傳感器等方面優(yōu)勢顯著。3）瑞薩背靠日本大車廠，產(chǎn)品覆蓋中高低端。瑞薩背靠日本大車廠，涉及區(qū)域保護、本國利益。產(chǎn)品的性能可以覆蓋低端、中端、高端，應用覆蓋車身、底盤、動力、智能座艙等。4）ADAS方面，瑞薩更擅長攝像頭（R-CAR系列），英飛凌擅長中央大腦的安全MCU（Traveo，收購賽普拉斯獲得），恩智浦擅長雷達（毫米波雷達是S32R系列，超聲波雷達是S12ZVL系列）。大陸廠商從中低端車規(guī)MCU切入，并考慮研發(fā)高算力產(chǎn)品。車規(guī)級MCU由于認證周期長、可靠性要求高，是國產(chǎn)替代最難突破的陣地。近年來部分大陸廠商已從與安全性能相關性較低的中低端車規(guī)MCU切入，如雨刷、車窗、遙控器、環(huán)境光控制、動態(tài)流水燈等車身控制模塊，并逐步開始研發(fā)未來汽車智能化所需的高端MCU，如智能座艙、ADAS等。目前，兆易創(chuàng)新、芯?？萍肌究萍?、BYD半導等廠商均有通過車規(guī)驗證的產(chǎn)品，中穎電子車規(guī)MCU已于今年10月流片。兆易創(chuàng)新：車規(guī)MCU布局清晰，第一顆M33內(nèi)核的GD32A5系列產(chǎn)品量產(chǎn)在即。針對汽車MCU市場，公司規(guī)劃清晰，采取前裝/后裝同步發(fā)展策略，所有產(chǎn)品均采用eflash技術。去年產(chǎn)品已進入后裝市場，覆蓋車載影音、導航、OBD、EDR、新能源車身等應用；在前裝市場，第一代車規(guī)MCUGD32A5將使用M33內(nèi)核，通過AEC-Q100認證，定位座艙、360環(huán)視等入門的通用車身領域，該款產(chǎn)品預計Q3量產(chǎn)、貢獻營收；第二代車規(guī)MCU計劃使用M7內(nèi)核，功能安全等級ASIL-D，定位安全等級更高的安全氣囊、剎車等領域，預計2023年推出；第三代車規(guī)MCU計劃使用M7內(nèi)核，功能安全等級ASIL-D，定位雙離合器自動變速器等更高級領域，計劃2025年推出。四、模擬芯片：遍布各域，預計23年BMS帶來10億美元新增量1、遍布五域各角落，市場規(guī)模超百億美元市場規(guī)模超過100億美元，電動化、智能化驅動汽車模擬芯片價值量增長。模擬芯片可分為電源管理和信號鏈兩大類。汽車電動化帶來的高電壓工作環(huán)境，用以實現(xiàn)電能分配與控制的電源管理芯片最先受益；信號鏈芯片連接了現(xiàn)實與數(shù)字世界，是電子系統(tǒng)實現(xiàn)自動化、智能化的基礎。根據(jù)我們統(tǒng)計，目前全球模擬芯片500多億美元市場中，約25%用于汽車，規(guī)模超過100億美元。海外大廠主導市場，細分領域存在機遇。全球模擬芯片市場廠商林立，僅TI、ADI兩家就占據(jù)全球半壁江山。由于模擬芯片重經(jīng)驗、迭代慢、研發(fā)久等特點，發(fā)展多年的國外廠商具有明顯優(yōu)勢，以TI、ADI領銜的

“兩超多強“市場格局仍將保持。應用涵蓋五域，用量需求巨大。模擬芯片起到橋梁和供電的輔助作用，遍及汽車五域的各個角落。我們以五大域中的某些細分模塊為例，說明模擬產(chǎn)品的用途。1）底盤域：以車身動態(tài)穩(wěn)定模塊（即ABS/VSC模塊）為例，其他需要用到的模擬芯片包括了驅動芯片、接口芯片等；2）車身域：以車內(nèi)燈模塊為例，其需要的模擬芯片包括了LDO、接口芯片等；

3）動力域：以雙離合變速器為例，需要的模擬芯片包括了接口芯片、PMIC芯片、模擬開關等；4）ADAS域：以遠程信息控制單元為例，5）智能座艙域：以儀表盤為例，其用到的模擬器件包括LDO、PMIC、接口、浪涌保護等。以DC-DC和柵驅動為例：1）DC-DC應用部位遍及全車，增量主要來自于信息娛樂域的低壓場景和動力域的高壓場景。2）柵驅動我們以車身域為例，其涉及到電機的各類應用如座位位臵調(diào)節(jié)都需要柵驅動參與其中起到驅動作用。增量方面，一是汽車智能化將使得配套使用的信號鏈、電源管理芯片增多；二是電動化下，BMS模塊帶來AFE新需求。2、BMS模塊帶來AFE芯片新需求AFE的通道數(shù)量指的是其所監(jiān)測的電池模塊串聯(lián)的單個電池數(shù)。主主流的車用AFE的通道數(shù)有6s、12s、18s三種，通道數(shù)量越多，對AFE負壓要求越高。按照流車型電池包400V、單節(jié)電池3.6V計算，需要總電池的數(shù)量在100顆以上。因此廠商需要仔細選擇合適的通道數(shù)量進行搭配，做到既不浪費也不勉強。汽車BMS中AFE2021年市場規(guī)模為接近6億美元。由于通道數(shù)量更多的AFE承壓能力越強，因此價格也會更高，因此形成了承壓和價格的正相關性（比如ADI的LTC6810是6s，單價是6.51美元；而LTC6804是12s，單價則翻了一倍在12美元左右）。根據(jù)我們測算，400V的AFE單車價值，ADI為112美元、TI為76美元、ST為67美元，我們?nèi)∪移骄?5美元作為單車價值，由此計算得到2021年市場規(guī)模接近6億美元，預計2023年市場規(guī)?？沙^10億美元。五、SoC芯片：自動駕駛和智能座艙共催化1、自動駕駛SoC：智能駕駛核心賽道，國產(chǎn)廠商實力初顯自動駕駛SoC芯片以CPU+XPU為基礎架構，以滿足算力要求。處理器芯片可分為通用型和專用型，通用型包括CPU、GPU、DSP等，專用型包括FPGA、ASIC等。CPU作為SoC芯片的運算和控制核心單元，調(diào)度、管理、協(xié)調(diào)能力強，但不擅長處理并行重復計算，難以滿足自動駕駛SoC芯片的高算力要求，因此SoC芯片需要在CPU基礎上增加一個或多個XPU（GPU/FPGA/ASIC）來進行AI運算。GPU、FPGA、ASIC各有優(yōu)劣，現(xiàn)階段三大架構共存。三類XPU各有優(yōu)劣：1）GPU：擅長圖像處理，支持大量數(shù)據(jù)并行計算，但管理控制能力弱，功耗高；2）FPGA：屬于半定制化芯片，能效比優(yōu)于CPU和GPU，初期具備短周期、試錯成本低等優(yōu)勢，但量產(chǎn)后不具備成本優(yōu)勢；

3）ASIC：基于特定算法設計的專用芯片，算法迭代后需重新設計，可能導致沉沒成本較高、開發(fā)周期較長，但算力和能效比高，且量產(chǎn)后成本較FPGA低。具體架構主要分為三大流派：CPU+GPU+ASIC、CPU+ASIC、CPU+FPGA。1）CPU+GPU+ASIC架構（英偉達、特斯拉、Mobileye）。1）英偉達：

近年產(chǎn)品Xavier、Orin以及Atlan都采用CPU+GPU+ASIC架構，以Atlan為例，芯片內(nèi)臵CPU、GPU、深度學習和計算機視覺加速器（ASIC）以及BlueFieldDPU。2）特斯拉：特斯拉HW3.0版的FSD芯片單顆算力72TOPS，包含CPU、GPU和NPU（ASIC）三大處理單元，NPU由特斯拉自主設計，負責深度學習和預測，是芯片中最核心的組件。3）Mobileye

：新推出的EyeQ6、EyeQUltra均在以往的CPU+ASIC架構基礎上增加了GPU模塊。4）高通：Ride高階產(chǎn)品最大算力達700TOPS，預計也將采用這一架構。2）CPU+ASIC架構（Mobileye、華為、地平線）。1）Mobileye：EyeQ3-5系列均采用CPU+ASIC架構，EyeQ5包含4個模塊：CPU和CVP、DLA、MA三大加速器（ASIC）。2）華為：2021年推出4款MDC產(chǎn)品，均為CPU+ASIC架構，自研的達芬奇架構NPU昇騰310芯片負責AI運算。3）地平線：征程2芯片集成了雙核ArmCortexA53（CPU）以及自研雙核BPU（ASIC）。3）CPU+FPGA架構（百度賽靈思、谷歌Waymo）。1）百度賽靈思：

Apollo專屬車載平臺ACU-Advance使用單XilinxZU5（FPGA）設計，AI加速能力對標英偉達

Parker芯片；2）谷歌Waymo：采用英特爾

Xeon處理器（CPU）和ArriaFPGA。短期以CPU+GPU+ASIC架構為主，長期CPU+ASIC具備量產(chǎn)成本優(yōu)勢將成主流?，F(xiàn)階段自動駕駛算法更新迭代快，對并行計算需求高，而GPU具備強大的并行計算能力，因此現(xiàn)階段自動駕駛SoC仍需GPU，CPU+GPU+ASIC為主流架構。但未來算法逐漸固化后，量產(chǎn)成本低且能效比高的ASIC將替代GPU，F(xiàn)PGA由于不具備量產(chǎn)成本優(yōu)勢，也將向ASIC轉化。長期來看，自動駕駛SoC芯片架構將由現(xiàn)階段的三大流派向CPU+ASIC主流架構發(fā)展。自動駕駛SoC芯片算力、能效比、制程持續(xù)升級。1）算力：自動駕駛軟硬件解耦趨勢下，主機廠往往通過硬件預埋+OTA升級方式在后續(xù)實現(xiàn)更高級別自動駕駛功能，因此自動駕駛SoC芯片算力一般都是冗余配臵，芯片廠商亦不斷提升芯片算力強化競爭力?，F(xiàn)階段已量產(chǎn)上車的芯片中算力最高達254TOPS，為英偉達

Orin，2023年量產(chǎn)的高通Ride平臺芯片算力達700TOPS，英偉達兩款新產(chǎn)品Atlan和Thor算力分別高達1000TOPS和2000TOPS，預計2024-26年量產(chǎn)。2）能效比：能效比指芯片單位功耗所能提供的算力，能效比越高，則相同算力下耗電越少，對整車續(xù)航能力存在正向影響，因此能效比亦是芯片的核心參數(shù)，各廠商芯片能效比持續(xù)提升，以英偉達為例，能效比從TegraParker的0.3TOPS/W提升至Xavier的1TOPS/W，再到Orin的3.9TOPS/W，預計新推出的Atlan能效比將繼續(xù)提升。3）制程工藝：此前初級自動駕駛芯片只需28nm或16nm制程，現(xiàn)階段主流芯片基本突破了7nm制程，包括英偉達Orin、MobileyeEyeQ5/6、華為昇騰610、地平線征程5/6以及特斯拉HW4.0FSD芯片，英偉達Atlan和高通Ride芯片甚至實現(xiàn)了5nm先進制程。自動駕駛SoC芯片市場規(guī)模測算：現(xiàn)階段約15-25億美元，2021-25年CAGR達45%。英偉達Orin芯片售價約400美元，MobileyeEyeQ3售價約100美元，因此我們假設L2/L2+和L3單車價值量分別為100美元和400美元，2024年開始年降5%；而L4/5級至少需要兩顆英偉達Orin芯片，因此假設L4/5單車價值量為800美元，年降5%。結合前文ADAS滲透率預測，我們測算出2021年全球自動駕駛SoC芯片市場規(guī)模為15億美元，2025/2030年市場規(guī)模將達67/235億美元，2021-30年CAGR高達45%。自動駕駛SoC芯片玩家主要包括海外芯片廠、國內(nèi)芯片廠和