德勤汽車(chē)芯片行業(yè)研究汽車(chē)芯片戰(zhàn)略重整之啟思

德勤汽車(chē)芯片行業(yè)研究-汽車(chē)芯片戰(zhàn)略重整之啟思1.概覽篇——底層新技術(shù)推動(dòng)全球芯片轉(zhuǎn)型，細(xì)分領(lǐng)域需求旺盛1.1

技術(shù)迭代驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)高速發(fā)展5G、物聯(lián)網(wǎng)等底層技術(shù)的不斷成熟將驅(qū)動(dòng)下游細(xì)分領(lǐng)域的電動(dòng)化、智能化不斷發(fā)展，從而持續(xù)推動(dòng)全球芯片行業(yè)需求穩(wěn)步增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)至2025年，全球芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)6,300億美元。從垂直細(xì)分領(lǐng)域來(lái)看，伴隨著技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)、工業(yè)、通訊及消費(fèi)電子領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)行業(yè)轉(zhuǎn)型，進(jìn)而擴(kuò)大對(duì)芯片的總需求量，其中汽車(chē)將成為拉動(dòng)芯片行業(yè)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)5年，汽車(chē)芯片復(fù)合增長(zhǎng)率約10%，增速位居第一。1.2

黑天鵝事件制約供給側(cè)產(chǎn)能釋放全球芯片行業(yè)具有強(qiáng)周期性，根據(jù)全球芯片庫(kù)存指數(shù)顯示，

截至2021年第二季度，全球芯片庫(kù)存指數(shù)小于0.9，全球市場(chǎng)處于芯片嚴(yán)重短缺時(shí)期。芯片產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封裝及測(cè)試環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)主要分布于不同國(guó)家及地區(qū)。上游芯片設(shè)計(jì)企業(yè)主要分布于歐美地區(qū)，中游制造環(huán)節(jié)企業(yè)主要集中在日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，下游封裝及測(cè)試環(huán)節(jié)企業(yè)則主要集中在東南亞地區(qū)。自2020年，COVID-19疫情襲卷全球，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的各類(lèi)工廠停工停產(chǎn)。盡管疫情控制逐漸趨向穩(wěn)定，各國(guó)各地區(qū)有序?qū)崿F(xiàn)復(fù)工復(fù)產(chǎn)，但由于各國(guó)家及地區(qū)疫情恢復(fù)程度不同，供給側(cè)產(chǎn)能受到制約。除疫情影響外，部分國(guó)家及地區(qū)發(fā)生的自然災(zāi)害進(jìn)一步制約了供給側(cè)產(chǎn)能釋放。火災(zāi)和地震顯著影響了位于日本的車(chē)規(guī)級(jí)芯片供應(yīng)商瑞薩電子的生產(chǎn)能力、美國(guó)德州暴雪引發(fā)的大規(guī)模停電導(dǎo)致三星、德州儀器及恩智浦等企業(yè)被迫停產(chǎn)，持續(xù)惡化全球芯片的供應(yīng)能力。1.3

疫情刺激下游市場(chǎng)需求疫情影響下，遠(yuǎn)程辦公驅(qū)動(dòng)了智能移動(dòng)終端、電腦、平板、網(wǎng)聯(lián)設(shè)備等電子設(shè)備的需求。2020年間，全球硅晶圓出貨量較2019年增長(zhǎng)13.9%，出貨量創(chuàng)歷史新高。在下游需求的持續(xù)拉動(dòng)下，截至2021年第三季度，全球晶圓廠產(chǎn)能利用率已達(dá)95%，趨于產(chǎn)能峰值，短期內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)能力有限。2.內(nèi)觀篇——汽車(chē)行業(yè)迎來(lái)“芯”機(jī)遇，但短期內(nèi)短缺仍將持續(xù)2.1

新能源汽車(chē)持續(xù)放量，汽車(chē)芯片揚(yáng)帆起航2.1.1

電動(dòng)智能化發(fā)展推動(dòng)汽車(chē)芯片需求增加隨著汽車(chē)新四化進(jìn)程不斷推進(jìn)，全球新能源汽車(chē)市場(chǎng)將迎來(lái)快速增長(zhǎng)，各國(guó)新能源汽車(chē)滲透率持續(xù)提升。數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)至2025年，全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將突破2100萬(wàn)輛，五年復(fù)合增長(zhǎng)率約37%。另外，疫情并未阻止全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化、智能化的腳步，基于不同發(fā)展目標(biāo)，各國(guó)新能源汽車(chē)滲透率持續(xù)提升。聚焦中國(guó)，作為全球最大的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，新能源汽車(chē)保有量位居第一且消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)智能化水平接受度最高。2020年，一項(xiàng)消費(fèi)者調(diào)研對(duì)比了德國(guó)、美國(guó)和中國(guó)三個(gè)國(guó)家消費(fèi)者對(duì)自動(dòng)駕駛的接受程度，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，約50%的中國(guó)消費(fèi)者認(rèn)為自動(dòng)駕駛非常重要，這一比例遠(yuǎn)高于美國(guó)與德國(guó)。相反，僅2%的中國(guó)消費(fèi)者表達(dá)了“不想擁有”自動(dòng)駕駛功能，而約30%美國(guó)與德國(guó)消費(fèi)者表達(dá)了相同的想法。這意味著中國(guó)將成為汽車(chē)電動(dòng)智能化最重要的市場(chǎng)。智能化程度已經(jīng)成為消費(fèi)者心中評(píng)判新能源汽車(chē)吸引力的核心指標(biāo)，隨著電動(dòng)化及智能化水平的進(jìn)一步提高，芯片對(duì)于汽車(chē)的重要性不言而喻。在感知層面，車(chē)上多傳感器融和，包括通過(guò)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(jué)系統(tǒng)（攝像頭）對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在決策層面，通過(guò)車(chē)載計(jì)算平臺(tái)及合適的算法對(duì)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(hào)轉(zhuǎn)換為車(chē)輛的行為。在控制執(zhí)行層面,

主要包括車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)控制及人機(jī)交互，決定每個(gè)執(zhí)行器如電機(jī)、油門(mén)、剎車(chē)等控制信號(hào)。芯片是智能汽車(chē)的“大腦”。GPU、FPGA、ASIC在自動(dòng)駕駛AI運(yùn)算領(lǐng)域各有所長(zhǎng)。傳統(tǒng)意義上的CPU通常為芯片上的控制中心，優(yōu)點(diǎn)在于調(diào)度管理、協(xié)調(diào)能力強(qiáng)，但CPU計(jì)算能力相對(duì)有限。因此，對(duì)于AI高性能計(jì)算而言，人們通常用GPU/FPGA/ASIC來(lái)做加強(qiáng)。功率芯片是智能汽車(chē)的“心臟”。無(wú)論是在引擎、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的變速箱控制和制動(dòng)、或者轉(zhuǎn)向控制等都離不開(kāi)功率芯片。攝像頭CMOS是智能汽車(chē)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(jià)格降低15%-25%，同時(shí)，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(chē)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。射頻接收器是智能汽車(chē)的“耳朵”。射頻器件是無(wú)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(hào)與數(shù)字信號(hào)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(kāi)關(guān)、雙工器、調(diào)諧器等。未來(lái)，射頻芯片將像汽車(chē)的耳朵一樣將助力C-V2X技術(shù)發(fā)展，將“人-車(chē)-路-云”等交通參與要素有機(jī)聯(lián)系在一起，彌補(bǔ)了單車(chē)智能的不足，推動(dòng)協(xié)同式應(yīng)用服務(wù)發(fā)展。超聲波/毫米波雷達(dá)是智能汽車(chē)的“手杖”。智能汽車(chē)通過(guò)傳感器獲得大量數(shù)據(jù)，L5級(jí)別的汽車(chē)會(huì)攜帶傳感器將達(dá)到20個(gè)以上。車(chē)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(guó)超聲波雷達(dá)已發(fā)展的相對(duì)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(chē)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(jí)別自動(dòng)駕駛的重要傳感器，但目前成本昂貴、過(guò)車(chē)規(guī)難、落地難。存儲(chǔ)芯片是智能汽車(chē)的“記憶“。智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對(duì)存儲(chǔ)器的需求與日俱增，在后移動(dòng)計(jì)算時(shí)代，車(chē)用存儲(chǔ)將成為存儲(chǔ)芯片中重要的新興增長(zhǎng)點(diǎn)和決定市場(chǎng)格局的力量。DRAM、Flash、NAND未來(lái)將被廣泛地應(yīng)用在智能汽車(chē)各個(gè)領(lǐng)域。此外，隨著云和邊緣計(jì)算將在智能汽車(chē)領(lǐng)域大放異彩，以及L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)展出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及應(yīng)用高級(jí)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，未來(lái)本地存儲(chǔ)數(shù)量將趨于穩(wěn)定，甚至可能出現(xiàn)下降。汽車(chē)面板呈多屏化趨勢(shì)。目前車(chē)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(lè)顯示屏逐漸成為智能汽車(chē)發(fā)展的新需求方向。LED已經(jīng)全面普及至智能汽車(chē)的照明領(lǐng)域。LED在照明的亮度和照射距離上做到了過(guò)去鹵素?zé)魺o(wú)法企及的高度，可以做到彎道輔助（隨動(dòng)轉(zhuǎn)向）、隨速調(diào)節(jié)、車(chē)距警示等功能。隨著LED體積、技術(shù)的發(fā)展，其智能化開(kāi)始被大力開(kāi)發(fā)，進(jìn)而向著高亮、智能、酷炫的方向大步邁進(jìn)。2.1.2

汽車(chē)智能化趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)單車(chē)芯片價(jià)值提升與傳統(tǒng)燃油車(chē)相比，新能源單車(chē)使用芯片數(shù)量逐漸變大。以自動(dòng)駕駛技術(shù)為例，自動(dòng)駕駛級(jí)別越高，對(duì)傳感器數(shù)量要求越多，L3級(jí)別自動(dòng)駕駛平均搭載8個(gè)傳感器芯片，而L5級(jí)別自動(dòng)駕駛所需傳感器芯片數(shù)量提升至20個(gè)。同理，車(chē)輛所需處理與儲(chǔ)存的信息量也與自動(dòng)駕駛技術(shù)成熟度正相關(guān)，進(jìn)一步提升了控制類(lèi)芯片和儲(chǔ)存類(lèi)芯片的搭載量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2022年，新能源汽車(chē)車(chē)均芯片搭載量約1459個(gè)，與傳統(tǒng)燃油車(chē)搭載芯片數(shù)量逐漸拉開(kāi)距離。此外，以電力系統(tǒng)作為動(dòng)力源的新能源汽車(chē)，對(duì)電子元器件功率管理，功率轉(zhuǎn)換的要求更高，提升了汽車(chē)芯片的價(jià)值。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)逐漸成熟，單車(chē)搭載芯片的價(jià)格也將更高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2025年，汽車(chē)電子元器件

BOM（物料清單）價(jià)值將有顯著提升，這主要是來(lái)自于新能源汽車(chē)電池管理及電動(dòng)動(dòng)力總成對(duì)電子元器件的需求（如逆變器、動(dòng)力總成域控制器

DCU、各類(lèi)傳感器等）。2.1.3

汽車(chē)電子電氣化架構(gòu)走向集中式，推動(dòng)芯片性能發(fā)生結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變隨著近年來(lái)消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性、娛樂(lè)性等需求的提升，分布式電子電氣架構(gòu)已無(wú)法滿足未來(lái)更高車(chē)載計(jì)算能力的需求。不僅如此，