汽車半導體深度研究報告：三化推動，各細分領域開啟增量空間

（報告出品方/作者：國海證券，吳吉森）

1、 汽車「三化」趨勢持續，推動汽車矽含量提升

1.1、 汽車行業整體處於存量市場，集中度上升

汽車行業整體已進入存量市場，內部結構性的趨勢將成為行業關注重點。2017 年以來，汽車市場銷量持續下滑，2019 年全球汽車銷量 9129.7 萬輛，同比減少 3.95%， 2020 年在疫情衝擊下，全球汽車銷量同比下降 16.21%至 7650 萬輛， 隨著疫情控制，耐用品消費增速回升，預計 2021 年將迎來回暖，但整體而言， 汽車行業已進入存量市場競爭的態勢，內部結構性趨勢是市場關注重點。

我國是汽車製造和消費大國，產銷量連續 12 年位居世界第一。2020 年雖然我國 疫情後復工復產順利進行以及營銷方式加速轉變，汽車市場復甦顯著優於世界平 均水平，基本消除了疫情的影響，我國汽車行業展現出強大的發展韌性和內生動 力。根據中汽協資料，2020 年中國汽車產量 2522.5 萬輛，同比下降 1.93%，銷 售量 2531.1 萬輛，同比下降 1.78%，降幅比 2019 年分別收窄 5.58 和 6.46 個百分點，截至 2020 年底我國汽車保有量達到 2.81 億輛，趕上美國並列世界第一。

後疫情時代我國汽車製造業營收逆勢增長，汽車行業逐漸向頭部品牌集中。隨 著人均生活消費水平和 GDP 增加，人們購車願望十分強烈，消費能力的釋放和 整體市場的繁榮都提升著汽車行業的景氣度。2014-2017 年中國汽車製造業營業 收入穩步增加，從 6.8 萬億增至 8.5 萬億，2018 年-2019 年呈下降趨勢，根據國 家統計局資料，2020 年汽車製造業營收 81557.7 億元，同比增長 1.4%，回暖速 度超預期。2012-2020 年，我國汽車行業前十大企業市佔率從 87.34%提升至 89.50%，市場集中度整體呈上升趨勢。

存量市場競爭加劇，集中度持續提升。2020 年我國汽車行業前十大企業集團總 共佔據約九成的市場份額，其中，上汽、一汽和東風市佔率分別為 21.86%、14.64% 和 13.66%，分列前三，三家企業集團就佔據了整個市場的半壁江山，縱觀全球， 汽車行業整體處於存量市場，市場競爭趨向激烈，而以 BBA 為代表的豪華品牌 正不斷下放產品價格，疊加存量汽車市場中改善性需求的擡升，以 BBA 為代表 的豪華品牌份額也呈現上升趨勢，2006-2020 年，賓士、寶馬、奧迪銷量合計從 323.90 萬輛增長至 588.57 萬輛，CAGR 為 4.36%，與此同時，三大品牌的滲透 率從 4.74%穩步提升到了 7.69%，不論是國內市場還是全球市場，擁有核心內燃 機技術的龍頭品牌在日趨激烈的競爭中顯示出了更大的優勢。

百年汽車行業正迎來眾多變革，電動化、智慧化、網聯化值得優先關注。汽車 行業從誕生至今已逾百年，當前汽車行業在經歷著非常多的變革，比如汽車行業 的商業模式在快速變化，傳統汽車品牌往往採用經銷商模式，把大多數的售後服 務外包給了下游經銷商，而以特斯拉為代表的電動車新貴則普遍採用了直銷模式， 此外，隨著汽車智慧化的深入，自動駕駛軟體為汽車帶來更多附加值，傳統汽車 主要為一次性買賣，買進汽車的那一天是這輛車最值錢的一天，隨後車輛不斷貶 值，而未來自動駕駛軟體的不斷迭代有望使得汽車附加值有望在售出後還能不斷 提升；另外，隨著共享經濟逐步被挖掘，汽車共享出行市場也非常值得期待。就 汽車本身而言，為了更好地研究汽車產業發展趨勢對車身本身以及相應半導體 行業帶來的增量，我們主要選取了汽車的電動化、智慧化、網聯化這「三化」 趨勢進行解讀。

1.2、 電動化、智慧化、網聯化是汽車行業大勢所趨

1.2.1、 電動化：電動車滲透率、市場認可度迅速提升

當前電動化走在所有趨勢最前面，新能源車市場快速增長，滲透率持續提升。儘管汽車市場整體處於存量競爭的狀態，新冠疫情加劇了汽車銷量整體下滑， 2020 年新能源車依然實現了強勁的增長。2014-2020 年，全球新能源車產量從 54.9萬輛增長至324萬輛，五年CAGR達42.62%，滲透率從0.61%增長至4.24%， 國內市場來看，我國新能源車銷量從 2014 年的 7.5 萬輛增長至 2020 年的 136.7 萬輛，CAGR 達 62.22%，滲透率從 0.32%迅速提升至 5.40%，增速顯著超過世 界平均水平，是全球新能源車市場增長的主要動力。

特斯拉 model3/Y 推動新能源車迅速放量。隨著特斯拉 model3 和 model Y 進入 市場，電動車在主流中端價位市場快速攻城略地，根據百靈研究資料，自 2018 年 model 3 上市到 2020 年的 3 年間，特斯拉總銷量從 25 萬輛增長至 50 萬輛， 實現兩年翻倍的增速，隨著政策、產品、產能等趨勢不斷向好，預計 2021 年特 斯拉總銷量將達到 105 萬輛，實現一年翻倍的加速成長，短期來看，電動車滲 透率提升的動能十分充沛。

電動車機械結構較傳統燃油車更簡單，產品標準化程度更高，行業准入門檻更 低。汽車電動化將使零部件減少 1/3。普通燃油車的零部件數量一般認為是 30000 個，其中發動機類佔比約 22%、驅動操控類佔比 19%、車身佔比 15%、懸架制 動佔比 15%、照明及線束佔比 12%、其它電子裝備佔比 10%。對於 EV，發動 機的 22%、電子產品的 7%、驅動傳動系統的 7%等被去除。而電池、電機、DC/DC 轉換器、電動剎車等至多增加 100-200 個零部件。綜合來看，汽車電動化將減 少 11000 個零部件。

電驅動系統擁有更高的能量使用效率。受益於電動機可以做到機械能和電能的雙 向轉換，電驅系統的能量使用效率較內燃機更高，當汽車具備一些動能和勢能的 情況下，在剎車時電驅動機可以把動能和勢能轉換為電能儲存起來留待下一次使 用，而傳統的 ICE 發動機在剎車時，所有的動能和勢能都會轉換成熱能損耗， 因此電驅動系統在節能方面對比內燃機驅動具有根本性的優勢。

展望：電動車將從政策驅動型走向需求驅動型市場

當前各國政策是新能源車市場的主要推手，脫離政策的市場化仍需時日。產業 發展一般需要市場、政策等多方面因素的參與，在新能源車領域，政策顯然走在 了最前面，全球各地正通過立法的方式，陸續公佈了禁售燃油車的 時間節點，我們認為這一舉措將大幅刺激傳統汽車廠商向新能源汽車領域轉型。

各大車企紛紛響應政策號召加速新能源轉型。隨著全球各國禁售燃油車時間表陸 續敲定，各大車企也紛紛轉型加速佈局新能源車，沃爾沃在 2019 年宣佈將不再 推出新款燃油車，隨後戴姆勒、福特、本田等車企陸續宣佈將在近些年開始停售 旗下燃油車，汽車電動化轉型持續深入。

價格、充電配套、電池續航是當前純電動車發展的主要障礙。排除政策（補貼、 禁售等措施）之外的影響，消費者的需求才是決定未來純電動車能否持續長足成 長的最終因素，根據羅蘭貝格《汽車行業顛覆性資料探測》顯示，在各個國家的 消費者中，純電動車過高的價格、不完善的充電網路和續航問題為影響消費者購 買意願的主要因素，因此我們認為，純電動車若要達到當前燃油車的銷量量級（數 千萬臺），必要條件是在成本端對燃油車型具備競爭力、在充電配套上達到使用 體驗不亞於燃油車使用加油站以及在續航里程上與燃油車型相當。

配套設施加速完善、電池成本持續下降為電動車發展打下堅實基礎。

充電配套設施：充電樁數量迅速提升。新能源車配套設施的快速落地將使得新能 源車日常使用越來越方便，推進新能源車從政策驅動逐步走向需求驅動，根據智 能網聯汽車網資料，2018 年我國新能源車充電樁數量僅為 80 萬個，預計到 2025 年全國充電樁數量將達到 1510 萬個，到 2030 年將達到 4970 萬個，2018-2030 年複合增長率將達到 41%，其中直流充電樁的佔比將從 18%提升至 30%。

電動車實際續航里程：電動車續航問題正逐步得到優化。以當前市場上主流純 電動車實際續航續航里程為例，小鵬 P7、特斯拉 Model Y 均已突破 500 公里大 關，而當前傳統燃油車續航區間在 400 公里-800 公里之間，主流續航在 500 公 裡上下，也就是說當前優秀的電動車產品已經基本趕上了主流燃油車平均續航水平，未來，隨著電池技術持續發展，電動車續航短的問題有望持續淡化。

電動車成本端：動力鋰電池成本持續下降為新能源車競爭力提升帶來持續動力。電池在純電動車成本佔比接近 40%，根據彭博財經資料，2011 年動力鋰電池平 均價格高達 800 美元/千瓦時，預計到 2025 年動力鋰電池平均價格將下降至 96.5 美元/千瓦時，且仍具備持續下降空間，因此，鋰電池價格的持續下降將對電動 車整車成本下降帶來長足動力，為電動車相對燃油車逐漸帶來成本端的競爭力。

日常使用經濟性：電動車的後續使用經濟性遠超燃油車。此外，在日常使用方 面，以我國情況為例，假設燃油車每百公里消耗 7 升 92 號汽車，單價 6.5 元/ 升，成本約為 45.5 元，而純電動車百公里能耗約為 13kWh，以 1.5 元/度電計算， 成本約為 19.5 元，每百公里節省成本達到 26 元，日常經濟性凸顯。此外，在車 輛後續保養維護方面，電驅系統的維護頻率與成本也顯著低於燃油車。

1.2.2、 智慧化：從 ADAS 到自動駕駛，解放人是最終目標

智慧化是汽車變革的下半頁。所有整車廠商（包括燃油車企業）都在提倡智慧化， 國家發改委聯合 11 部委印發的《智慧創新發展戰略》為智慧汽車下的官方定義為：智慧汽車是指通過搭載先進感測器等裝置，運用人工智慧等新技術，具有 自動駕駛功能，逐步成為智慧移動空間和應用終端的新一代汽車。從這個定義 我們可以看出智慧汽車將不再只是一個代步工具，同時還將是一個可移動的、除 了家和辦公室之外的第三空間，人可以隨時在車內與辦公室、家、公共設施相連， 可以娛樂、社交、工作，而實現這些願景得核心障礙就是自動駕駛技術的發展， 自動駕駛技術有望成為智慧汽車的當前追逐的終極目標。

輔助駕駛系統（ADAS）：ADAS 是 Advanced Driver Assistance System-高階駕 駛輔助系統的簡稱，簡單來講就是緊急情況下在駕駛員主觀反應之前作出主動判 斷和預防措施，來達到預防和輔助的作用。我們可以稱它為自動駕駛的簡化版。 ADAS 確切來說並不是自動駕駛，可以說這兩者的研究重點完全不同。ADAS 本 質是輔助駕駛，核心是環境感知，而自動駕駛則是人工智慧，體系有很大差別。 不過 ADAS 也可以視作自動駕駛汽車的前提，判斷一個系統是 ADAS 系統還是 自動駕駛系統，關鍵看該系統是否有決策部分。自動駕駛是高階駕駛輔助的最終 目標，ADAS 屬於 L2（部分自動駕駛）級別的自動駕駛。在通往 L5 級別自動駕 駛的道路上，ADAS 系統的成熟與完善是基本保障。

ADAS 滲透率將持續提升。根據梅賽德斯-賓士公司預測，其在中國市場銷售的 車型配備各項 ADAS 功能呈滲透率持續上升的趨勢，到 2022 年，預計夜視功能 滲透率將達到 20%，交通安全標識識別滲透率將達到 32%，自動緊急剎車功能 將持續取代前碰撞預警功能，滲透率將在 2022 年達到 87%。

自動駕駛技術：無人駕駛與高階輔助駕駛領域通常將自動駕駛技術按照國際汽車 工程師協會（SAE International）釋出的工程建議 J3016 進行分類。從 L0級（純由駕駛員控制）至 L5 級（完全自動駕駛），級別越高，車輛的自動化程度 越高，動態行駛過程中對駕駛員的參與度需求越低，對車載感測器組成的環境感 知系統的依賴性也越強。

電動車相比燃油車在智慧化方向更具優勢。當前電動車企新勢力往往在自動駕駛 賽道上更為領先，電動車具備發展優勢的主要原因有以下幾點：

（1）電動汽車有 著更好的靈敏度和可控性；

（2）電動車電動化程度更高，能源利用效率更高；

（3）電動汽車在匯入網聯和資料的採集、優化方面更有優勢。

自動駕駛的安全性、責任劃分難題導致 L3 級成為自動駕駛等級中的分水嶺。

L3 級是自動駕駛等級中的分水嶺，其駕駛責任的界定最為複雜：在自動駕駛功 能開啟的場景中，環境監控主體從駕駛員變成了感測器系統，駕駛決策責任方由 駕駛員過渡到了汽車系統，而正由於從 L2 級到 L3 級自動駕駛駕駛責任將轉移 到車端，需要大幅增加冗餘設計，確保自動駕駛的安全性超過人類駕駛員，此外， 由於 L3 級自動駕駛允許自動駕駛系統無法適應的情況下，要求人類駕駛員對系 統進行接管，這就導致了責任劃分不清的問題，許多自動駕駛系統研發人員認為 如何區分人類駕駛員是否該進行接管非常困難。此外，根據特斯拉從 2018Q3 至今每季度公佈的自動駕駛安全報告重的資料來看，似乎在 autopilot 開啟的情 況下，特斯拉車輛的事故率顯著低於未開啟 Autopilot 的情況，然而，特斯拉的 資料有較強的誤導性，原因在於，Autopilot 絕大部分情況下只能在高速路上開 啟，而高速路的事故率本身比非高速路要低很多，因此，特斯拉官方公 布的 autopilot 開啟的資料樣本和 autopilot 關閉的資料樣本具有較大不可比性， 右圖為經過樣本統一處理的資料，可以看到 autopilot 並未真正展現安全優勢。

1.2.3、 網聯化：5G 賦能 V2X，助推汽車智慧化更上一層

網聯化是對智慧化的補充。網聯化實際上是通過車聯網（V2X）對智慧化（自動 駕駛技術、智慧座艙）進行了補充，車聯網（V2X）是實現車輛與周圍的車、人、 交通基礎設施和網路等全方位連線和通訊的新一代資訊通訊技術，車聯網通訊包 括車與車之間（V2V）、車與路之間（V2I）、車與人之間（V2P）、車與網路之間 （V2N）等，具有低時延、高可靠等特殊嚴苛的通訊要求，通過 V2X 將「人、 車、路、雲」等交通參與要素有機地聯絡在一起，一方面能夠獲取更為豐富的感 知資訊，促進自動駕駛發展；另一方面通過構建智慧交通系統，提升交通效率、 提高駕駛安全、降低事故發生率、改善交通管理、減少汙染等。

5G+C-V2X 將賦能自動駕駛，車聯網是 5G 最重要應用之一。為了實現全天候、 全場景無人駕駛，傳統基於單車智慧的車載感知/決策/控制將向網聯智慧的協同 感知/決策/控制演進，5G 具有更高傳輸速率、超大容量的特性，通過 5G 的賦能， 5G+C-V2X 技術發展將進一步提升車聯網的體驗。

V2X 的最終目標是結合汽車智慧系統實現完全自動駕駛。C-V2X 應用可以分近 期和中遠期兩大階段。近期通過車車協同、車路協同實現輔助駕駛，提高駕駛安 全，提升交通效率；以及特定場景的中低速無人駕駛，提高生產效率，降低成本。 中長期將結合人工智慧、大資料等新技術，融合雷達、視訊感知等技術，通過車 聯網實現從單車智慧到網聯智慧，最終實現完全自動駕駛。

網聯汽車成長空間廣闊，未來市場可期。根據 IDC 中國 2020 年預測，全球智慧 網聯汽車數量快速增長，將於 2023 年達到 7630 萬輛，根據中商產業研究院數 據顯示，2019 年車聯網市場規模超 1900 億元。隨著車聯網技術的進一步應用， 中國車聯網市場規模持續擴大，預計 2022 年將達到約 3500 億元。

我國車載通訊產業鏈完備，車聯網大發展指日可待。目前，我國車聯網產業化 程序逐步加快，產業鏈上下游企業已經圍繞 LTE-V2X 形成包括通訊晶片、通訊 模組、終端裝置、整車製造、運營服務、測試認證、高精度定位及地圖服務等為 主導的完整產業鏈生態。

1.3、 汽車成本結構正在重構，汽車電子 BOM 佔比提升

電動車新增了三電（電池、電機、電控）系統，單車成本構成變化顯著。電動 化帶來最顯著的改變是汽車動力系統的改變，電池、電機、電控並稱為新能源車 三電系統，電機驅動汽車前行，而電機控制器驅動電機工作，電機控制器由逆變 器和控制器兩部分組成：逆變器接收電池輸送過來的直流電電能，逆變成三相交 流電給汽車電機提供電源，控制器接受電機轉速等訊號反饋到儀表，當發生制動 或者加速行為時，控制器控制變頻器頻率的升降，從而達到加速或者減速的目的。 傳統燃油車中，發動機、傳動系統、車身、汽車電子、底盤、內外飾一般分別佔 據總成本的 15%/10%/15%/15%/10%/10%，以常規電動汽車而言，電驅動力系 統主要由電池、電機和電控組成，一般佔 50%的價格成本，其中電池又佔比 38%， 電機佔比 6.5%，電控佔比 5.5%，此外，底盤佔比 14%，車身佔比 5%，內飾佔 比 15%，電子佔比 9%，其他佔比 7%。相比可以看出新能源汽車與傳統產油車 的成本結構有了很大變化，增加了高達 38%的電池系統外，電控、底盤佔比增 加，發動機方面，由於電驅結構大幅簡化，電機佔比較燃油發動機大幅下降。

單車電子元器件 BOM 快速增長。羅蘭貝格在《汽車電子革命系列白皮書》認為 汽車發展趨勢遵循「M.A.D.E」，即 Mobility-移動出行、Autonomous-自動駕駛、 Digitalization-數字化和 Electrificatin-電動化，以 2019 年典型的 L1 級豪華品牌 燃油車為例，汽車電子電氣相關的 BOM（物料清單）價值（不含電池與電機） 將從 2019 年的 3145 美元提升至 2025 年的 7030 美元，單車增量達 3885 美元， 其中自動駕駛、數字化和電動化將分別帶來 925 美元/725 美元/2235 美元的提 升，移動出行趨勢對汽車電子元器件 BOM 影響較小。

我們看到羅蘭貝格對汽車發展的「M.A.D.E」四個趨勢的解釋中，除去「移動出 行」趨勢對電子元器件成本沒有影響外，電動化、自動駕駛、數字化的內涵與我 們上文所提的「三化」-「電動化、智慧化、網聯化」一致，而「電動化、智慧 化、網聯化」正是推動汽車單車成本構成變革的主要趨勢。

自動駕駛、數字化、電動化對汽車電子元器件成本影響的具體拆分：

汽車電動化推動豪華品牌電池管理、電控系統電子元件單車價值淨提升 2235 美 元。汽車電子元器件 BOM 的大部分增長來源於電動化，儘管與 ICE（內燃機） 動力系統相關的電子元器件將減少 395 美元單車，但是電池管理（電池接線盒、 DC-DC 轉換器等）和與電驅相關的電控系統（如逆變器、動力總成域控制器 DCU、 各類感測器）將帶來超過 2600 美元的價值提升。

自動駕駛推動豪華品牌單車電子元件價值量淨提升 925 美元。自動駕駛對汽車 電子元器件價值提升主要體現在感測器、車載計算平臺與軟體方面，根據羅蘭貝 格測算，由於 L3 級別需要超前設計具有相應冗餘算力的高效能運算晶片，在 L3 級的豪華品牌轎車中，HPC、ADAS 感測器相對 L1 級同類車型將分別帶來 475 美元/375 美元的單車價值增量，底盤、剎車系統、轉向、懸架內的電子元器件 增量為 75 美元，自動駕駛合計帶來 925 美元的單車增量。

數字互聯推動豪華品牌單車電子電氣架構相關元器件價值淨提升 725 美元。根 據羅蘭貝格測算，在數字化方面，智慧網聯、資訊娛樂系統和電子電氣架構將分別帶來 90 美元/140 美元/510 美元的單車電子元件 BOM 增量，電氣架構價值量 提升顯著的主要原因為座艙域控制器及基礎軟體（如作業系統）將成為未來價值 高地，OTA（線上升級）技術正不斷拉長底層硬體的生命週期以平攤研發成本。

2、 汽車半導體市場空間迅速擴容，應用多點開花

汽車半導體是汽車電子核心，廣泛應用於車身多個系統。在汽車電子元器件中， 半導體將是承擔功能實現的核心器件，汽車半導體按種類可分為微控制器（MCU、 SoC 等）、功率半導體（IGBT、MOSFET、電源管理晶片等）、儲存（NOR、 NAND、Dram 等）、感測器（壓力、雷達、電流、影象等）、以及互聯晶片（射 頻器件），使用範圍涵蓋車身、儀表/資訊娛樂系統、底盤/安全、動力總成和駕駛 輔助系統五大板塊。感測器、微控制器、儲存裝置、功率在各個板塊都有需求， 而互聯晶片主要用於車身及資訊系統方面。

汽車半導體市場空間廣闊，我國作為汽車生產大國佔據四分之一市場。根據 IHS Markit 資料，受新冠疫情對汽車半導體的影響，2020 年全球汽車半導體市場規 模為 380 億美元，同比下降約 9.6%，預計到 2026 年將達到 676 億美元，2019 年-2026 年年複合增長率為 7%，我國作為汽車製造大國，汽車產量蟬聯全球第 一，對汽車半導體需求同樣旺盛，2020 年中國汽車半導體市場規模約為 94 億 美元，預計到 2030 年將達到 159 億美元，年複合增長率為 5.40%。

車規級晶片較消費級和工業級別晶片對可靠性、穩定性有更高的要求。車規級 晶片對對於儲存解決方案的挑戰性在於，自動駕駛汽車的每個系統都有獨特要求， 任何一款儲存解決方案都無法適用於整輛汽車，此外，車規級晶片相比消費晶片 和一般工業晶片開發難度更高，工作環境也更嚴苛，同時由於涉及到人身安全， 要求極高的安全性和可靠性。

單車電動化程度越高，單車半導體價值增量越顯著。根據英飛凌和 Strategy Analytics 資料顯示，2019 年典型的傳統燃油車單車半導體價值在 355 美元，以 2019 年典型的 48V/微混汽車、全混/插電、純電動車型為例，單車半導體用量分 別較傳統燃油車提升了 176 美元/429 美元/420 美元，純電動車半導體含量不及 插混車型的主要原因可以簡單概括為插混車型動力系統複雜，相對多出了內燃機 控制相關的半導體。

從半導體價值分配來看，純電動車功率半導體價值佔比顯著提升。Strategic Analytics 資料顯示，傳統燃油車中，價值佔比最高的半導體器件為 MCU，佔比 達 23%，功率半導體和感測器分別佔 21%和 13%，而在典型的純電動汽車中， 受益於動力系統由內燃機過渡為電驅動系統，傳統機械結構的動力系統被電動機 和電控系統取代，其中電控系統需要大量的逆變器，對 IGBT、MOSFET 等功率 器件產生了大量需求，推動了功率半導體在純電動車的價值佔比大幅提升至 55%， MCU 和感測器價值佔比分別下降至 11%和 7%。

汽車半導體產業鏈環節眾多，分工明確。汽車半導體產業鏈同消費電子一樣，最 下游是各類模組廠商，以汽車攝像頭為例，攝像頭模組廠商有舜宇光學科技、歐 菲光，在攝像頭感測器端有安森美、豪威科技，在感測器產業環節則分為了材料、 裝置廠商，晶片設計廠商、晶片製造廠商、晶片封裝測試廠商等，整體來看，汽 車半導體產業鏈環節眾多，分工相對明確。

歐美日巨頭佔據汽車半導體近 95%份額，我國企業整體市佔率極低。就全球半 導體市場的競爭格局來看，優勢企業主要集中於美國、歐洲地區的德國、法國、 荷蘭、瑞士等，亞太地區的日本、韓國、中國和以色列等。恩智浦、瑞薩電子、 英飛凌、意法半導體、德州儀器等傳統汽車晶片巨頭具備豐富的產品佈局和領先 的技術實力，2019 年佔據全球汽車晶片 50%的市場份額。由於設計、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晶片供應商，整體在 汽車晶片領域的市場份額極低。

整體來看，我國汽車半導體與世界領先水平差距仍較大。國內汽車半導體在基 礎環節、標準和驗證體系、車規產品驗證、產業配套等方面能力薄弱，同時在半 導體各個產品自主率較低，與我國與消費電子半導體產業鏈相比，由於汽車半導 體在可靠性、穩定性等領域要求更高，且我國終端車企品牌市佔率遠不如消費電 子領域，國內品牌對產業鏈扶持力度有限，國內企業在汽車半導體領域的整體市佔率更低，同時也對應著可觀的國產替代空間。

2.1、 功率器件：電動化最受益賽道，市場快速擴容

2.1.1、 Si IGBT：汽車電控產生大量需求，市場空間廣闊

功率半導體是電子裝置電能轉換與電路控制的核心，通過利用半導體的單向導 電性實現電源開關和電力轉換。具體用於變頻、變相、變壓、逆變、整流、增幅、 開關等，相關產品具有節能的作用，被廣泛應用於汽車、通訊、消費電子和工業 領域。功率半導體可以分為電源管理 IC 、功率模組和功率器件三大類。其中， 模組是將多個分立功率器件進行模組化封裝；功率 IC 是將分立功率器件與驅動/ 控制/保護/介面/監測等外圍電路整合；功率器件是功率模組與功率 IC 的關鍵。 功率分立器件根據可控性可以分為三類：不可控型、半控型和全控性。

功率器件應用於車身多個模組。功率半導體在汽車中主要運用在動力控制系統、 照明系統、燃油噴射、底盤安全系統中，傳統汽車中，功率半導體主要應用於啟 動、發電和安全領域，而新能源汽車普遍採用高壓電路，當電池輸出高壓時，需 要頻繁進行電壓變化，對電壓轉換電路需求提升，此外還需要大量的 DC-AC 逆 變器、變壓器、換流器等，這些對 IGBT、MOSFET、二極體等半導體器件的需 求量很大。綜合來看，單輛汽車的功率轉換系統主要有：（1）車載充電機 （chargeronboard），（2）DC/AC 系統，給汽車空調系統、車燈系統供電，（3） DC/DC 轉換器（300v 到 14v 的轉換），給車載小功率電子裝置供電，（4）DC/DC converter（300v 轉換為 650v），（5）DC/AC 逆變器，給汽車馬達電機供電。（6） 汽車發電機。

電動車功率器件增量主要來源於電控系統。電機控制器作為控制電動汽車驅動電 機的裝置，負責接收整車控制器和制動踏板、油門踏板、換擋機構等傳送的控制 資訊，通過控制驅動電機的電壓和電流對驅動電機轉速、轉矩、轉向進行控制， 並可同時對動力電池的輸出進行相應控制。一般來說，電控系統中的功率變換模 塊（PowerConverter ）負責對電機電流進行控制。電動汽車經常使用的功率器 件有大功率電晶體、門極可關斷閘流體（GTO）、功率場效電晶體（MOSFET）、 絕緣柵雙極電晶體（IGBT）以及智慧功率模組（IPM）等。

汽車是功率器件最主要的下游應用，未來市場可期。根據智研諮詢資料，汽車 是功率半導體下游應用中的主要領域，2019 年汽車在功率半導體下游終端市場 佔比 35.4%，根據 Omdia 資料，由於新冠疫情對汽車銷量的負面影響，2020 年全球汽車功率器件市場下降至 45 億美元，得益於汽車行業復甦以及新能源車 的滲透率的快速提升，預計到 2025 年將提升至 92 億美元。

IGBT ：汽車電機控制系統中 IGBT 需求量快速增長，IGBT 佔據電控系統 40%-50%的材料成本，佔純電動車總成本約 8%-10%。IGBT 全稱絕緣柵雙極型 電晶體，是由 BJT(雙極型三極體）和 MOS（絕緣柵型場效電晶體）組成的複合式 半導體，IGBT 兼具 MOS 和 BJT 的優點，導通原理與 MOSFET 類似，都是通 過電壓驅動進行導通，電動汽車使用到 IGBT 的裝置主要有五項（包含逆變器、 直流/交流電變流器、車載充電器、電力監控系統以及其他附屬系統），在配合高 電壓高功率的工作條件下，功率元件的採用需替換成 IGBT 元件或 IGBT 模組， 對 IGBT 元件的需求量較大。在純電動車的電控系統中，IGBT 主要用於逆變器 中，成本佔比區間大致為 40%-50%。

IGBT 增量空間廣闊。特斯拉後三相交流非同步電機每相要用到 28 個 IGBT 總共 使用84個IGBT，加上電機其他部位的IGBT，特斯拉Model S共使用96個IGBT。 按照每個 IGBT 5 美元的價格計算，雙電機 IGBT 價格約為 480 美元左右。由於Model S 定位相對高階，且考慮到部分插混車型電機對 IGBT 需求較低，我們假 設新能源車電動機 IGBT 平均數量為 48 個，價格以 5 美元計，平均每輛車的 IGBT 增量空間為 240 美元，假設 2021-2025 年全球乘用車銷量穩步復甦至 9600 萬 輛，新能源車銷售佔比提升至 18%，到 2025 年汽車 IGBT 市場增量將達到 41 億美元。

新能源車充電樁對功率器件也將產生可觀的需求。與新能源汽車相配套的充電 樁對功率半導體需求也很大，新能源汽車充電樁分為直流 IGBT 充電樁和交流 MOSFET 充電樁，直流充電樁的優點在於充電速度快，缺點是價格高昂。按照 國家電網充電樁招標價格（直流充電樁 10 萬元/個；交流充電樁 1.8 萬元/個）來 測算的話，2020 年我國直流電充電樁市場規模在 4128 億元，交流電充電樁市 場規模在 121 億元，預計到 2030 年整體充電樁市場規模為 21172.2 億元。此外， IGBT 模組在電動汽車中發揮著至關重要的作用，是充電樁的核心技術部件， IGBT 模組佔充電樁成本約 20%。據此我們預測，2030 年我國功率半導體市場 規模將超過 4200 億元。

2.1.2、 SiC MOSFET：大功率、高頻率催生需求，未來市場可期

SiC MOSFET 效能優秀，對 Si IGBT 產生了部分替代效應。MOSFET 和 IGBT 都用作開關，不同點在於矽基 MOSFET 不耐高壓，只能用在低壓領域，開關頻 率高，損耗低。IGBT 結合了 BJT 和 MOS 的優點，耐高壓效能較強，開關頻率 低於 MOSFET，損耗較高。SiC MOSFET 具有較高的擊穿電場強度，比傳統Si MOSFET 更耐高壓，同時擁有更高的開關頻率和下降的通態電阻，開關速度 比 Si IGBT 快，損耗比 Si IGBT 小，在高頻、高電壓領域正取代Si IGBT 和 Si MOSFET，此外，SiC MOSFET 模組的體積可以大幅減小，由於電動車電池模 塊重量和體積較大，引入 SIC 可以節省部分電驅系統的體積，為整體空間佈局 的設計帶來更大優勢。

SIC 產業成熟度較低，成本仍較高。當前 SIC 的器件產業化的主要問題在於 SiC 外延生產遇到材料應力的不整合，在晶片尺寸增大的情況下，外延層鍵合表面應 力超過拉伸極限，這會損壞晶體光柵並降低良率。此外，SiC 晶片現在產量較低， 晶片尺寸仍然主要為 4 英寸或 6 英寸，這些都使得難以實現大尺寸晶片的成本 效率，同類型的 SiC MOSFET 的成本是 Si IGBT 的八到十二倍，與傳統的 Si IGBT 相比，汽車 SiC 解決方案的成本高出約 300 美元。

SI IGBT 和 SIC MOSFET 將長期共存：展望未來，純電動乘用車的工作電壓將 以 350V 起步為主，在這個電壓範圍，大功率的 IGBT 仍能長期勝任，且在成本 端具備優勢，在中高階乘用車、客車以及貨車領域，對工作電壓有更高要求的情 況下，比如 600V、800V 乃至 1000V，SIC MOSFET 效能優勢逐漸顯露，由於 SIC 產業化仍需要較長時間，目前來看成本下降到矽基晶片仍有較大難度，因此 在相當長的時間內，SI IGBT 和 SIC MOSFET 將長期共存。

新能源車將帶動 SIC 市場快速成長，預計 2025 年新能源車 SIC 功率器件市場 將達到 15.53 億美元。根據 Yole 資料顯示，2019 年 SiC 功率器件市場中有 2.25 億美元來源於新能源車，且是 SiC 功率器件下游的主要單一市場，預計到 2025 年，新能源車將貢獻 15.53 億美元的 SiC 功率市場，年複合增長率達 38%，此 外，受益於新能源車充電樁等基礎設施快速落地，2019 年應用於充電樁的 SIC 市場僅為 500萬美元，預計到 2025 年將達到2.25 億美元，年複合增長率達90%。

國家政策大力助推車規 SiC 發展，產業前景向好。國家對第三代半導體行業發 展極為重視，在車規級 SIC 領域提出的總體目標為：到 2025 年，SiC MOSFET 關鍵效能與國際先進水平的差距縮小到一代內，突破晶片新型結構設計以及先進 工藝技術，實現 SiC MOSFET 晶片產業化；到 2030 年，SiC MOSFET 關鍵效能達 到國際先進水平；到 2035 年，SiC MOSFET 關鍵效能與國際最高水平相當。

2.1.3、 歐美日企業佔據先發優勢，我國企業任重道遠

歐美日佔據大部分汽車功率器件份額，我國企業快速追趕。功率半導體廠商以 歐美日為主，中國廠商起步較晚，技術比較落後，與歐美日廠商差距較大。目前 功率半導體廠商可以分為三個梯隊，第一梯隊是英飛凌、安森美等歐美廠商為主， 第二梯隊億三菱電機、富士電機等日本廠商為主，第三梯隊是士蘭微、安世半導 體等中國廠商。根據 Yole 資料，2019 年英飛凌、安森美、意法半導體、三菱電 機在功率器件和模組領域領先。功率半導體廠商大多有完整的晶圓廠、晶片製造 廠和封裝廠，英飛凌、安森美等龍頭企業均為 IDM 模式，對成本和質量控制能 力很強，實力強勁，以高階產品為主；中國大陸的廠商大多也是 IDM 模式，產 品以低端二極體和低壓 MOSFET 為主，實力較弱；中國臺灣以 Fabless 模式為 主，主要負責晶片製造和封裝。

以比亞迪半導體、斯達半導為代表的國內 IGBT 優秀企業正在冉冉升起。在汽車 IGBT 領域，我國比亞迪半導體和斯達半導具備較強競爭實力，根據 NE 時代數 據，2019 年國內新能源車市場中，英飛凌以 58.2%一家獨大，比亞迪半導體、 斯達半導份額分別達 18%和 1.6%，位居前列。

標確立，國內企業在 SIC 領域持續加大布局，從 SIC 襯底到外延片，再到晶片 及器件均有企業佈局，以 LED 龍頭三安光電為例，其規劃佈局了 SiC 襯底、SiC 外延、SiC 晶片器件全流程，6 寸 SiC MOSFET 預計 2021 年量產，擬投資 160 億元在長沙建設 SiC 產業園，產品將涵蓋 6 寸 SiC 導電襯底、4 寸半絕緣襯底、 SiC 二極體外延、SiC MOSFET 外延、SIC 封裝二極體、SiC 封裝 MOSFET。

2.2、 主控晶片：控制走向中心化，算力需求持續提升

2.2.1、 汽車算力快速增長，主控晶片市場將大幅擴容

汽車電動化推動電子電子電氣架構變革，由分散式向集中式發展。電子電氣架 構簡稱 E/E 架構，指對汽車的感測器、中央處理器、ECU、線束、資訊娛樂系 統以及底盤系統等整車軟硬體進行系統設計的方案，進而實現車內高效的訊號傳 輸、系統佈置等效果。如果沒有電動車的興起，傳統 E/E 架構將延續輝煌，而 電動車和自動駕駛技術席捲了整個行業，大量新出現的 ECU 和訊號傳輸效率 需求，讓原來的分散式 E/E 架構受到挑戰，甚至正在成為技術發展的桎梏。

以 ASIC 為核心的自動駕駛晶片是汽車主控晶片的終極目標。對照博世的六個階 段，可以看到，除了已經進入車載電腦的階段特斯拉 Model 3，大多數車企的汽 車 E/E 架構剛剛度過模組化階段，正在進入整合化階段，每演進一個階段，E/E 架構的效率會更高，比如，在整合化階段，CAN 匯流排的傳輸速率可達 100 kBit/s， 按照模型預測，如果採用車載乙太網，可以實現比 CAN 匯流排高 1000 倍的帶 寬，也即達到 100Mbps 高實時頻寬，如果搭載車規級晶片，還可以讓汽車擁 有中央計算機的處理能力，可以滿足車輛向智慧終端演變的算力需求。

當前汽車主控晶片主要是 MCU(流微控制單元 Microcontroller Unit)，負責計算 和控制。MCU 是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規格做適當 縮減，並將記憶體(memory)、計數器(Timer)、USB、A/D 轉換、UART、PLC、 DMA 等周邊介面，甚至 LCD 驅動電路都整合在單一主機板上，形成能完整處理任 務的微型計算機。MCU 主要作用於最核心的安全與駕駛方面，自動駕駛（輔助） 系統的控制，中控系統的顯示與運算、發動機、底盤和車身控制等。

L3 級自動駕駛需要 30TOPS 的算力，未來車載計算晶片空間廣闊。根據國內自 動駕駛晶片廠商地平線資料，L1/L2 級別對算力的需求不足 2TOPS（1TOPS 代 表一秒鐘進行 1 萬億次計算），而到了 L3 級別自動駕駛，算力需求將迅速來到 30TOPS，為了冗餘設計的考慮，我們看到當前主流自動駕駛晶片的設計算力多 達到了大幾十 TOPS，到 L4 和 L5 級別，自動駕駛對算力的需求將來到 300 和 4000TOPS，當然，目前滿足 L3 級別的晶片已經陸續流片，而 L3 級別的自動 駕駛技術仍需時日，自動駕駛晶片算力再短期內並沒有顯著再提升的需求。

汽車計算、控制類晶片市場規模約為 108 億美元，SoC 將成為主要增量。根據 IHS 資料顯示，當前 MCU 晶片市場規模約為 70 億美元，預計 2025 年將增長至 78 億美元，受益於汽車電動化以及自動駕駛技術的發展，汽車電子電氣架構由 分散式向集中化躍進，SoC 是未來汽車計算、控制類晶片的主要增量來源，2020 年汽車 SOC 晶片市場規模約為 37 億美元，預計到 2025 年將迅速增長至約 82 億美元，CAGR 達 14.87%。

2.2.2、 歐美大廠領跑控制類晶片，我國企業奮力追趕

功能晶片：在 MCU 領域，英飛凌、瑞薩、恩智浦、ST 為頭部企業，均具有覆 蓋不同應用和功能的完整MCU產品線，近年加快了併購步伐，市場進一步集中， CR5 佔據全球約 80%的市場份額。國內份額與國外企業差距較大，上市公司中 穎電子、兆易創新、東軟載波都涉及汽車電子領域，但市佔率極少。

計算類晶片：瑞薩電子、恩智浦、德州儀器等傳統汽車晶片企業是當前量產環節 的主導力量，憑藉深厚的汽車晶片設計經驗，在嵌入式計算處理器領域與汽車軟 件、系統開發商深度繫結，能夠更好地協同車輛控制，把控功能安全需求。英偉 達、高通、Intel 雖為傳統 ICT 企業，近年來在汽車主控晶片領域大舉佈局，現 已躋身全球汽車半導體前 25，主打 ADAS、自動駕駛以及智慧座艙領域的晶片 設計，具備傳統晶片企業難以比擬的算力優勢，Intel Mobileye 的 EyeQ 系列芯 片、高通驍龍 820A 就是典型代表，而其他產品多處於研發應用和預量產階段。

我國企業在自動駕駛晶片領域快速發力，後來居上之勢已顯。在自動駕駛晶片 領域，兼顧高算力和低功耗的晶片是未來的發展趨勢，目前除了特斯拉等少部分 車企採用自研方案外，其他主要採用第三方方案，我國企業在自動駕駛晶片領域 快速追趕，雖然還未在量產車上有搭載，但在關鍵參數方面已逐步達到世界先進 水平，以地平線征程 2 自動駕駛晶片為例，其能效比達到了 2，與特斯拉當前的 主力晶片 FSD 相當，且地平線使用的是相對落後的 28nm 工藝。

2.3、 儲存晶片：車載資料量提升，開啟儲存晶片空間

2.3.1、 算力提升儲存頻寬及容量需求，L3 級是分水嶺

儲存器種類眾多，是資訊科技中用於儲存資訊的記憶裝置，目前市場上 DRAM 和 NAND Flash 為主流儲存器，而 NOR Flash、SRAM、SLC NAND 等屬於利 基型儲存器。DRAM 是最常見的系統記憶體，具有體積小、整合度高、功耗低等 優點；Flash具備電子可擦除可程式設計、斷電不丟失資料以及快速讀取資料等效能。

汽車儲存應用在汽車多個模組，傳統汽車需求較小，目前國內市場約為 7-10 億 人民幣。為實現自動駕駛汽車的互聯性，包括儀表盤系統、導航系統、資訊娛樂 系統、動力傳動系統、電話通訊系統、平視顯示器 (HUD)、感測器、CPU、黑 匣子等，都需要儲存技術為自動駕駛汽車提供基礎程式碼、資料和參數。汽車電子 產業對儲存的需求主要來自於 IVI、TBOX 和數字儀表盤等產品，根據儲存模組 廠商江波龍統計，目前每臺車對儲存的需求量平均在 32GB 左右。

L3 級自動駕駛將為汽車儲存帶來顯著增量，而 L3 級自動駕駛正處於瓶頸期。L1-L5 級自動駕駛對記憶體和儲存產品分別提出了不同的需求：在 L1、L2 級別時， 儲存頻寬大多數需求能夠由 LPDDR4 滿足，而隨著技術要求越來越 高，未來更多將會由 LPDDR5 和 GDDR6 產品來滿足更高的計算效能。同時， 在儲存容量中，現有的 e.MMC 產品基本能滿足現有應用需求，基本 上可以滿足 8G 到 64G 到 128G 的容量，但未來對於儲存的寫入速率、容量要 求和效能的要求越來越高，會從 e.MMC 轉到 UFS 再轉到 Pcle，根據 Semico Research，對 L1,L2 級而言，每車儲存容量差別不大，一般配置 8GB DRAM 和 8GB NAND，但是 L3,L4 級別的自動駕駛的高精度地圖、資料、演算法都需要大 容量儲存來支援，一輛 L3 級的自動駕駛汽車將需要 16GB DRAM 和 256GB NAND，一輛 L5 級的全自動駕駛汽車估計需要 74GB DRAM 和 1TB NAND。

2020 年車用儲存市場空間約為 40 億美元，預計到 2025 年翻倍。根據江波龍信 息，國內的汽車儲存市場的規模約為 7 到 10 億人民幣，市場規模相較儲存器市 場而言佔比還非常低。根據 HIS 資料，2020 年汽車儲存 IC 市場規模在 40 億美 元左右，而根據 WSTS 資料，2020 年全球儲存 IC 市場為 1175 億美元，汽車用 儲存 IC 份額不足 4%，展望未來，隨著汽車自動駕駛功能的迭代，全球汽車存 儲 IC 市場空間將快速增長，預計到 2025 年將至少翻倍，超過 80 億美元，逐漸 成為儲存 IC 市場中越來越重要的部分。

2.3.2、 美韓日臺主導市場，國內企業尋求突圍機會

儲存行業具備典型的重資產、高資本壁壘、技術密集屬性，全球儲存行業集中 度非常高。NAND 和 DRAM 是儲存市場的兩大主要產品類型，根據 Yole 資料， 2018 年，三星、東芝、西部資料、SK 海力士、美光在 NAND 市場的份額分別 達到了 38%/19%/14%/11%/11%，前五大市場份額合計達 93%，而 DRAM 市場 幾乎被三星、SK 海力士、美光三家瓜分，2018 年三家企業市佔率合計達到了 95%，呈現寡頭壟斷格局。

儘管當前市場規模尚小，各大巨頭正紛紛發力汽車儲存領域提前佈局。三星、 海力士、鎂光全球儲存三巨頭引領儲存晶片技術的發展潮流，同時在汽車 ADAS、 資訊娛樂系統中提供多種行業解決方案，從 NAND、eMMC 到容量更大、讀寫 更快的 UFD、PCLe SSD，緊跟自動駕駛和車聯網帶來的大資料量、大頻寬吞 吐需求。國內企業近年來逐漸實現儲存技術突破，面對智慧汽車給車載儲存帶來 的機遇，兆易創新與合肥長鑫密切合作，2019 年推出 GD25 全系列 SPI NOR FLASH，滿足 AEC-Q100 標準，是目前少有的全國產化車規儲存器解決方案； 旺宏半導體推出 eMMC/DDR/LPDDR/SSD/DIMM 等嵌入式儲存、移動儲存，拓 展汽車電子應用領域；北京君正旗下 ISSI（北京矽成）2016 年上半年公司 SRAM 產品收入在全球 SRAM 市場中位居第二，僅次於賽普拉斯；DRAM 產品收入 在全球 DRAM 市場中位居第八位，目前是國內在車規級儲存晶片市場具備全球競爭力的少數企業之一。

2.4、 模擬晶片：電池管理、通訊器件助推賽道成長

汽車的電動化、智慧化、網聯化大勢所趨，模擬 IC 必不可少。模擬晶片按照產 品可以分為電源管理晶片和訊號鏈晶片。電源管理系統（BMS）能夠處理好整 車系統的能源管理；汽車的智慧化除了需要各種 AI 晶片外，還需要 MCU 和傳 感技術的配合，高效能感測器和感測融合技術同樣也需要訊號鏈晶片進行訊號傳 輸、處理；汽車的網聯化，即 V2X，需要實現人車互動、車車互動等，這些通 訊都離不開射頻晶片的發出接收處理。從燃油汽車到油電混合汽車、再到純電動 車，不僅對汽車電子的需求量增大，而且對汽車電子的要求也越來越高，更加需 要能耐受高電壓、大電流的電子元器件，模擬 IC 亦是如此，通過對資料的收集、 處理、轉化，實現資訊互動。外界真實訊號被感測器感知，得到的模擬訊號經過 放大器、模數轉換器處理最終由 MCU 控制其他系統的訊號的輸出。

汽車模擬 IC 市場 2024 年將達到 150 億美元，在模擬 IC 各下游領域中 CAGR 最高，達 8.9%。根據 IC Insights，2019 年，汽車模擬 IC 市場規模 97.96 億美 元，同比下降 1.30%，預計 2020 年市場規模達到 104.81 億美元，同比增長 6.99%， 隨著電動車滲透率的提升，預計到 2024 年，汽車模擬 IC 市場將達到 150.29 億 美元。2019-2024 年模擬 IC 下游應用中，汽車市場的 CAGR 最高為 8.9%，超 過第二的通訊市場 1.1pct，可見未來模擬 IC 中，汽車市場是一個重要的增長點。

儘管海外巨頭主導了模擬晶片市場，但模擬晶片市場相對分散，國內市場集中 度相對全球市場更低。目前不論是從全球市場還是國內市場，模擬晶片的主要供 應商還是被德州儀器、英飛凌、Skyworks 佔據絕大部分份額。全球 Top5 模擬 IC 廠商的市佔率之和約為 49%，而國內市場 Top5 模擬 IC 供應商的市場份額總 和約為 35%，相較於全球市場，我國模擬 IC 市場市場集中度更低。

全球汽車模擬 IC 市場中，德州儀器、ADI、英飛凌、思佳訊、恩智浦、安森美、 瑞薩有較強的競爭力，國內企業起步晚，差距較大，巨頭普遍走內生髮展和外 延併購同時進行的成長之路。德州儀器在電源管理和運算放大器這兩個領域處於 龍頭地位，下游市場集中於工業和汽車電子市場；ADI 常年佔據資料轉換器龍頭， 目前專注於工業和通訊市場；英飛凌則是著名的汽車電子廠商，在電源管理和功 率半導體中排名靠前。思佳訊是射頻晶片巨頭之一，恩智浦、安森美、瑞薩均是 實力較強的汽車電子廠商。國內模擬晶片的供應商主要包括矽力傑、聖邦微、思瑞浦、芯海科技等。國內供應商相比國外起步較晚，從產品豐富程度到技術水平 還普遍存在著較大差距，尤其車規類產品差距會更大。不同於數字晶片，模擬芯 片具有 IC 設計依賴資深研發，產品種類繁多，製造工藝相對成熟，產品生命周 期長、使用者粘性大的特點，使得模擬晶片成為一個長坡厚雪的行業，呈現強者恆 強的局面。國內外模擬 IC 廠商的擴大主要通過兩個方面，工程師隊伍的擴大和 企業規模的擴大，即通過培養工程師或高薪聘請工程師來增強研發實力，通過企 業併購來擴大產品種類、專利數量和企業規模。

2.4.1、 BMS 晶片：動力電池裝機驅動，市場穩步增長

BMS（電池管理系統）是新能源車的電源管理晶片主要增量。電動汽車的動力 電池由幾千個小電芯組成，而電池包主要由電芯、模組、電氣系統、熱管理系統、 箱體和 BMS 組成。BMS 是一個保護動力鋰離子電池使用安全的系統，包括估 測電流的電荷狀態、檢測電池的使用狀態、管理電池的迴圈壽命、在充電過程中 對電池進行熱管理等功能。近兩年在國內新能源汽車市場的快速發展帶動下，國 內動力電池 BMS 市場需求規模也迅速增長，根據前瞻產業研究院資料，2020 年我國新能源汽車動力鋰電池實現裝機量 94.5 萬套，同比增長 38.97%，預計 到 2023 年將迅速增長至 246.5GWh。根據 IDC 預計，未來 5 年中國新能源車市 場 CAGR 達到 36.1%，這裡我們保守假設 BMS 市場 CAGR 為 30%，預計 2025 年 BMS 產品裝機量將達到 766 萬套。

車載電源管理晶片市場穩步增長，預計 2025 年市場規模為 20 億美元。根據 Yole 資料，2018 年全球電源管理晶片市場規模為 191 億美元，應用在汽車及交通運 輸領域的電源管理晶片市場為 15 億美元，受益於新能源車滲透率不斷提升，動 力電池對電源管理晶片的需求持續上升，預計到 2024 年汽車及交通領域的電源 管理晶片市場規模將達到 20 億美元，CAGR 為 4.91%。電源管理晶片市場歐美 大廠同樣佔據絕大部分份額，根據 Yole 資料，德州儀器、高通、模擬器件、美 信、英飛凌、安森美、恩智浦、戴洛格半導體、瑞薩電子合計市場份額超過 75%。

2.4.2、 訊號鏈晶片：C-V2X 助推，市場空間迅速成長

AFE（模擬前端）：新能源汽車 BMS（電源管理系統）同樣包含訊號鏈晶片， 預計2025年國內動力電池帶來的AFE市場規模接近30億元。BMS中包含AFE， 即模擬前端，主要用於處理訊號源過來的模擬訊號，並將處理完的訊號轉換成數 字訊號送往後續數位電路進行處理。應用領域一般包含模擬訊號放大、訊號調理 和模數轉換電路等。目前新能源車 BMS 產品中多采用集連多顆AFE 晶片（不 包含取樣電路）的方式，我們選取 ADI 公司 LTC6813 晶片進行新能源車 BMS 系統的 AFE 市場空間測算，一般情況下，單車使用 AFE 數量在 12~15 顆之間， 單價在 30~35 元之間，這裡我們取單車 13 顆 AFE 晶片，AFE 單價在 30~35 元 之間逐次遞減進行市場空間測算。我們估計出 2019 年 AFE 的市場規模在 7.22 億元，預計 2025 年市場規模將達到 29.86 億元。

射頻前端：車聯網無線通訊模組包含四個部分，即天線、射頻前端、射頻收發、 基帶，射頻器件是實現 C-V2X 的關鍵器件。除 BMS 外，車載無線通訊系統同 樣需要用到大量射頻器件（主要由訊號鏈晶片組成），射頻器件是指能夠將射頻 訊號與數字訊號進行轉換的晶片，它包括功率放大器 PA、濾波器、低噪聲放大器 LNA、天線開關、雙工器、調諧器等，在車身重主要應用於衛星通訊、資訊 娛樂、V2X 以及定位等功能中。

車載射頻前端市場空間預計到 2023 年達到 38.15 億美元，海外龍頭企業寡頭壟 斷。IDC 預計 2020 年全球智慧網聯汽車出貨量約為 4440 萬臺，到 2023 年全 球智慧網聯汽車的出貨量將進一步增至 7630 萬臺，假設射頻前端晶片單車成本 50 美元，經測算 2020 年能網聯汽車射頻前端市場空間維 22.20 億美元，預計 到 2023 年達到 38.15 億美元美元。射頻前端市場由歐美日廠商寡頭壟斷， 2018-2019 年，QORVO、思佳訊、博通、村田、高通、英飛凌合計市場份額達 到 87%，市場集中度非常高。

通訊晶片模組：C-V2X 助力市場成長，我國企業已建立較大優勢。當前主要應 用為資訊娛樂系統中的遠端通訊 ECU 和 ADAS 中應用的 V2X 無線通訊模組， 2019 年市場規模約為 49 億美元，預計到 2025 年達到約 76 億美元，年複合增 長率約為 7.6%。我國經過多年艱苦卓絕的追趕，在 4G、5G 時代實現後來居上， 通訊技術和市場應用均處於國際領先地位，在車載通訊也取得了迅速發展，在 C-V2X 車聯網通訊領域走出一條自主化的道路，實現了從晶片、模組、裝置、 整車、測試認證與運營服務的全產業鏈覆蓋，蜂窩通訊領域，華為已累計為全球 數百萬輛汽車提供 4G 通訊模組，5G 模組也已實現量產上車；C-V2X 領域，國 內湧現出華為、大唐、高新興、移遠通訊等為代表的一大批 C-V2X 晶片模組企 業，華為基帶晶片 Balong 765 、Balong 5000 相繼應用於車載單元和路邊單元，大唐高鴻順利實現 C-V2X 車規級模組 DMD3A 量產。國外企業高通與高新興、 移遠通訊等國內模組廠商廣泛合作，推動 C-V2X 晶片組在中國的推廣應用， Autotalks 積極與大唐等中國廠商進行 C-V2X 晶片組級互操作測試。

2.5、 感測器：汽車感知層核心器件，受益智慧化崛起

感測器是實現汽車智慧化的感知端裝置，分佈於車身各處。隨著自動駕駛技術 的快速發展，越來越多的汽車廠商將感測器整合到 ADAS 或自動駕駛車中。汽 車感測器分佈於車身內外，通過獲取的車身狀態、外界環境資訊，將模擬訊號轉 化為電訊號後，傳遞至汽車的中央處單元中。汽車感測器分為車身感知和環境監 測兩大類，而汽車自動化技術將更多地帶動環境監測類感測器的需求增加。汽車 環境監測類感測器包括：超聲波感測器、毫米波雷達、鐳射雷達、攝像頭等。

自動駕駛對汽車感測器的需求呈倍數級增加。在不同的自動駕駛等級下，車輛 功能越多，感測器數量也會越多。根據 Yole，汽車自動化駕駛技術 L1 至 L5 發 展過程中，超聲波雷達應用從 6 個增加至 8 個，攝像頭、毫米波雷達和鐳射雷達也將分別從 2 個增加至 9 個、1 個增加至 5 個、0 個增加至 4 個。

自動駕駛將大幅提升汽車單車感測器價值量。根據英飛凌和 strategy analytics 資料，L2 級別的自動駕駛車輛對感測器的單車 BOM 為 160 美元，而為了給 L3 級自動駕駛做好充分的冗餘設計，在 L2+級自動駕駛車輛中，攝像頭、雷達、傳 感器融合模組價值都將大幅提升，單車感測器 BOM 將達到 560 美元，較 L2級增長 400 美元，L3 級車輛的單車感測器價值量對 L2+級別不會有顯著提升。

L2+車型對 L2 車型將帶來可觀的感測器價值增量。受疫情影響，自動駕駛研發 及投資有所減緩，目前汽車自動化等級正處於 L2，預計 2025 年 L3 市場化完成， 即實現 ADAS 各項功能。根據新車銷量及自動駕駛級別滲透率，假設 2025 年全 球汽車銷量為 9600 萬輛，其中 L2+車型銷量佔比達到 8%，我們測算至 2025 年汽車感測器市場將較 2020 年增長 31 億美元。

2.5.1、 CIS：智慧化迅速擴容市場，國內企業後來居上

攝像頭是 ADAS 系統、汽車自動駕駛領域不可缺少的感測裝置。攝像頭在汽車 中分佈位置不同，功能也不一樣，包括前視、側視、環視、後視、內建等。前視 攝像頭安裝在擋風玻璃上，作用是前車防撞預警、車道偏離預警、交通標誌識別 以及行人碰撞預警等，有單目或者雙目，雙目測距能力更好，成本也更貴；環視 攝像頭安裝在車四周，用於全景泊車，一般裝配 4-8 個攝像頭，通過影象拼接的 方式實現全景觀察，還可以加入演算法實現道路感知；後視攝像頭安裝在後尾箱上， 提供倒車影像，實現泊車輔助；測視攝像頭安裝在後視鏡下方，用於盲點監測， 一般盲點監測只需使用超聲波雷達，目前也有使用攝像頭代替；內建攝像頭安裝 在車內後視鏡處，監測司機狀態，用於疲勞駕駛提醒。

全球單車攝像頭搭載量快速提升。根據中國產業研究院資料，受益於汽車智慧化 程度提升，車載攝像頭出貨量快速提升，2015 年全球車載攝像頭出貨量僅為 3360 萬顆，到 2019 年達到了 6967 萬顆，CAGR 達 20.0%，將每年汽車攝像 頭出貨量除以每年汽車產量，我們看到全球單車攝像頭搭載量也在快速成長， 2015 年單車僅為 0.37 顆，2019 年已達到 0.76 顆，CAGR 為 19.5%。

我國企業在車載攝像頭產業鏈佈局深厚，未來將充分受益。攝像頭產業鏈主要 包括光學鏡頭、CIS 感測器、模組封裝、音圈馬達、紅外截止濾光片，其中 CIS （COMS 影象感測器）是攝像頭產業鏈中價值量的主要部分，價值佔比達 52%。 車載攝像頭鏡頭中舜宇光學出貨量位居全球第一、攝像頭晶片出貨量第一的是安 森美，而攝像頭模組廠商包括松下、法雷奧、富士通、信利國際、海康威視、比 亞迪、聯合光學、德賽西威等。總體來看，我國企業在車載攝像頭產業鏈佈局深 厚，有望借汽車智慧化滲透率提升快速成長。

2019 年車載 CIS 市場規模為 13.05 億美元，預計到 2025 年達到 48 億美元。根 據 Yole 資料，2019 年全球 CIS 市場規模約為 193 億美元，其中汽車 CIS 市場 13.05 億美元，佔比 7%，2019 年全球車載 CIS 出貨量為 6967 萬顆，單顆平均 價格為 18.73 美元，考慮到汽車智慧化對攝像頭畫素要求持續提升，帶動單顆 CIS 價值提升，我們假設到 2025 年平均單顆車載攝像頭價值緩慢增長至 20 美 元，單車平均用量則從 2019 年的 0.76 顆增長至 2.5 顆，預計到 2025 年，全球 車載 CIS 市場將增長至 48 億美元。

汽車在 CIS 下游應用中增速位居前列，豪威科技在車載市場排名第二。根據 Yole 資料，2019 年 CIS 下游市場增速中，汽車市場同比增長 41%，遠遠超過手機、 計算機、安防、工控等其餘主要領域，從競爭格局來看，2018 年安森美以 36% 的市場份額佔據第一，國內企業豪威科技以 22%位居第二，索尼、松下、三星 緊隨其後，全球 CIS Top3 廠商供應超過 65%，行業集中度較高。國內企業韋爾 股份通過收購豪威科技切入 CIS 領域，一舉成為 CIS 領域領先企業。

2.5.2、 雷達：滲透率持續提升，國產替代迎大好良機

未來高級別自動駕駛將需要多種雷達的混合。單個超聲波雷達售價大約為數十元， 一套倒車雷達系統的雷達硬體成本不到 200 元，一套自動泊車系統的雷達硬體 成本在 500 元左右。毫米波雷達的售價仍然在千元級別，而鐳射雷達則需數萬 至數十萬元的成本，未來智慧汽車感測器系統的實現將是多種雷達融合的方案。

（1）超聲波雷達

超聲波雷達近距離識別精度較高，主要用於泊車輔助預警和汽車盲區碰撞預警。車載超聲波雷達能以 1-3 釐米精度測算 0.2-5m 範圍內障礙物，通過計量發射超 聲波和回傳超聲波的時間差來測算障礙物距離，測算範圍在 0.1-3m，主要應用 於泊車輔助預警和汽車盲區碰撞預警，具備短距離測量成本低、精度高的優點， 但受惡劣天氣影響較大。隨著自動化駕駛的發展，超聲波搭載率有望進一步提升， 中短期市場前景較好，而長期可能收到其他雷達感測器的替代壓力。

超聲波雷達市場空間廣闊。根據 P&S Intelligence 資料，2019 年，全球車載超 聲波雷達市場規模為 34.6 億美元（約合 243.9 億元）；該機構預測，2020 年至 2030 年，全球車載超聲波雷達市場規模將保持 5.1%複合年增長率，並於 2030 年達到 61 億美元。

超聲波雷達國內外廠商差距不大，市場充分競爭。近年來中國超聲波雷達廠商 不斷打破國外廠商壟斷，市佔率接近 50%，並且超聲波雷達也完全可以勝任倒 車輔助的功能，但中國廠商普遍存在研發能力較低，難以提供完整的輔助駕駛解 決方案等情況。

（2）毫米波雷達

毫米波雷達是 ADAS 核心，2025 年規模超 280 億元。毫米波雷達的工作頻率在 24-300GHz，波長在 1-10mm，主流車用規格為 24GHz 和 77GHz。24GHz 安 裝在車側方和後方，用於盲點監測、輔助停車系統，77GHz 安裝在車前方，進 行中遠距離的探測，價格相對昂貴。毫米波雷達作為 ADAS 系統核心感測器完 全實現 ADAS 各項功能一般需要「1LRR+4S/MRR」5 個毫米波感測器，奧迪 A8 搭載 5 個毫米波雷達（1LRR+4MRR），賓士 S級搭載 6 個毫米波雷達 （1LRR+6SRR）。目前 77GHz 的毫米波雷達系統單價在 1000 元左右，24GHz 毫米波雷達單價在 500 元左右，單車價值量超過 3000 元，根據普華永道資料， 預計 2025 年中國市場規模超過 280 億元。

毫米波雷達領域：技術由傳統零部件巨頭壟斷，德美日佔主導地位。根據 Ofweek， 2018 年全球前五大毫米波雷達廠商博世、大陸、海拉、富士通天、電裝分別佔 據市場份額的 19%、16%、12%、11%和 10%，共計 68%，市場集中度較高， 德日美企業佔據主導地位。受限於國外技術封鎖，國內市場以 24GHz 毫米波為 主流方向，並且長期依賴於進口，24GHz 供應鏈中，國內產品體可以從英飛凌 和飛思卡爾獲取晶片。77GHz 毫米波技術則由海外巨頭博世、大陸等壟斷。

（3）鐳射雷達

鐳射雷達是未來自動駕駛必經之路，成本較高暫無大規模汽車應用。鐳射雷達 是 L3-L5 自動駕駛的關鍵部件，主要用於計算距離和實時 3D 環境建模，常見有 8 線、16 線、32 線。鐳射雷達逐漸從機械旋轉式向固態化趨勢發展，是業內降 低成本的方式之一，同時具備小型化、低成本、整合度高的優點。鐳射雷達短期 因成本、技術等原因不會大規模應用於汽車領域中。

車載鐳射雷達市場擴容速度極快。中長期來看，受益於鐳射雷達成本持續下降， 鐳射雷達滲透率將逐漸提升，根據 Yole 資料，2019 年，車載鐳射雷達市場規模 僅為 1900 萬美元，預計到 2025 年達到 17 億美元，CAGR 達 111%。

鐳射雷達市場尚未成熟，國內廠商有望趕超國外優秀同行。行業內主要的鐳射 雷達公司包括美國的 Velodyne、Luminar、Aeva、Ouster，以色列的 Innoviz， 德國的 Ibeo，以及國內的禾賽科技、速騰聚創。Velodyne 在鐳射雷達的測距精 度、抗干擾、時間同步、穩定性等方面均處於領先地位，而隨著國內禾賽科技、 速騰聚創的崛起，Velodyne 在華的統治地位開始動搖並被陸續取代。

3、 三大因素助推，汽車半導體國產替代勢在必行

3.1、 因素一：我國國情適合發展電動新能源車

我國對石油進口依賴度較高，優化能源結構的訴求強烈。根據國家統計局資料， 我們看到我國對石油的進口依賴度非常高，且呈現上升趨勢，從政府角度來看， 一方面，電動汽車可以很好的推動可再生能源行業的發展；另一方面，可以減少 我國汽車對石油的依賴度，我國水力資源豐富，在光伏、核能領域具備優勢，有 望通過大力推廣新能源汽車、大力發展清潔能源的方式逐步擺脫對石油、煤炭的 依賴，持續優化能源結構，提升國家綜合競爭力。

我國在傳統汽車工業的核心競爭力較弱，在電動車動力系統部分核心器件具備 競爭力，發展電動車猶如順水推舟。我國曆來重視汽車工業的發展，而我國傳統 汽車工業發展了數十年，在全球始終未能形成較強的競爭力，根本原因在於內燃 機技術壁壘較高，歐美龍頭車企多為掌握核心內燃機技術的企業，百年車企不在 少數，經過百年迭代的內燃機技術已經形成了較寬的護城河。而在電動車行業， 動力系統由內燃機、變速箱、傳動系統變成了電池、電機、電控，核心競爭力也 從內燃機技術變成了電池、電機和電控的技術，其中，電池方面，以比亞迪、寧 德時代、億緯鋰能為代表的動力電池龍頭企業已形成了較強的競爭力；電驅方面， 國內電機龍頭精進電動產品已經達到了世界領先水平；電控中核心材料 IGBT 領 域，斯達半導、比亞迪半導體技術水平與世界龍頭代差較小，均享有不小的市場 份額，對我國電動車行業的大發展打下了堅實基礎。

3.2、 因素二：車規晶片產業鏈自主可控難度相對低

車規級晶片普遍採用更為成熟的製程，我國晶片代工企業基本能滿足汽車半導 體代工需求。車規級晶片雖然在可靠性上相比消費級以及工業級晶片有更苛刻的 要求，但是一方面由於汽車暫時對算力沒有太大的需求，另一方面汽車車體空間本身較消費電子寬裕很多，對晶片的體積沒有太高的要求，因此對於先進製程的 要求也不如手機晶片那麼迫切。短期內，汽車晶片對製造工藝的需求並不如消費 電子那麼高，40nm 以上的工藝應用較為廣泛，對低製程晶片產品不會造成太大 影響。但長期來看，先進製程是發展趨勢，先進工藝平臺不可或缺。我國晶圓代 工龍頭中芯國際以及華虹半導體在成熟製程領域和先進製程領域均有佈局，基本 能滿足主流車規級晶片工藝及製程要求。

我國半導體產業具備在成熟製程領域的晶片大規模量產能力。在晶片設計領域， 上游 IP 和 EDA 軟體工具仍嚴重依賴國外供應商。微控制器、CPU、AI 晶片的 開發多采用 ARM 公司的晶片架構和指令集。晶片設計軟體 EDA 也嚴重依賴美 國， Synopsys，Cadence，Mentor Graphics 三家在 EDA 行業幾乎形成壟斷； 在晶片製造領域，我國主要受限於先進製造裝置，當前最先進的可實現量產的加 工技術節點為 14nm，可以滿足大部分汽車半導體的製程要求。

3.3、 因素三：「缺芯」+客戶本土化意願推動汽車半導 體國產化

疫情導致汽車晶片產能失調，汽車「缺芯」愈演愈烈。據 AutoForecast Solutions 最新統計，截至 2021 年 3 月 30 日，晶片短缺已致全球汽車市場累計減產 115.7 萬輛。預計 2021 年全球汽車市場將因此減產超 200 萬輛。2021 年 3 月26 日，蔚來汽車表示，由於晶片短缺，蔚來將臨時停產 5 個工作日。蔚來第 一季度的交付量將因此受到影響。

汽車晶片供應鏈恢復需要至少半年以上時間，國內半導體企業有望收穫更多供 應鏈匯入機會。整體來看，我國汽車晶片進口依賴度約 90%，根據 AutoForecast Solutions 預測，預計 2021 年我國汽車產量將受缺芯影響減產 261000 輛，對於 國內汽車晶片企業來說，我們認為這是國產替代的機遇，我國汽車產業鏈上已逐 步湧現出以斯達半導、比亞迪半導體、北京君正、紫光國微、韋爾股份等逐步 具備競爭力的企業，在缺芯危機下，國內車廠選擇國產汽車晶片產品將解決部分 燃眉之急，同時也為提供了汽車晶片企業提供了絕佳的匯入機會。

特斯拉 Model 3/Y 本土化率超過 90%，剩餘 10%主要為汽車半導體，國內部分 汽車半導體產品已逐步具備競爭力，有望延續本土化趨勢更進一步。Model 3 與 Model Y 有 70~80%零部件共用，根據百靈研究資料顯示，國產特斯拉 Model Y 中，電機電控部分成本合計約為 21000 元，其中電控部分為 9000 元，佔總成本 比例約為 6.36%，從國產化機會來看，底盤電子、智慧系統、功率半導體、高 壓電氣部分、充電部分均有較大的國產化空間。根據特斯拉 2021Q1 財報，中國 上海工廠的 Model Y 將在 2021 年繼續按季度增產，供應本土化比率近期已經超 過 90%，通過下列供應鏈拆分來看，我們判斷剩餘未實現本土化的部件主要為 汽車半導體，包括主控晶片、功率器件等替代壁壘較高的核心器件。

正如當年蘋果供應鏈向中國大陸轉移培養出了立訊精密、歌爾股份等消費電子 元器件及代工巨頭，特斯拉 Model 3、Model Y 的國產化以及國產化率提升同 樣將助推汽車電子產業鏈發展。在 2020 年初，特斯拉 Model3 國產化率約為 20%-30%，其元器件國產化率目標約為 70%-80%，2020 年底根據特斯拉媒體 資訊顯示，特斯拉的國產化率目標已經基本實現，根據特斯拉 2021Q1 財報，特 斯拉上海工廠本土化率已達 90%，但核心的半導體產品方面國內企業基本還未 能進入特斯拉供應鏈，正如蘋果供應鏈向大陸轉移培養出了立訊精密、歌爾股份、 藍思科技等一眾消費電子供應鏈巨頭，我們判斷國內汽車半導體供應商最終也將 複製國內蘋果產業鏈龍頭成長路徑實現崛起。

我國造車新勢力快速成長，為國內汽車半導體企業發展提供沃土。以蔚來、小 鵬、理想為代表的國內造車新勢力三強正快速成長，三家新勢力均為純電動車企， 根據 marklines 資料，2020 年 3 月疫情後至 2021 年 1 月，蔚來銷量從單月 1624 臺迅速增長至 7449 臺，蔚來通過換電的方式部分解決了電動車充電樁、續航等 方面的問題，開闢了電動車行業新的商業模式，市場表現持續超預期，小鵬、理 想表現同樣亮眼，2021 年 3 月，造車新勢力三強合計銷量達16886 臺，同比大 增 337%，為國產新能源車崛起提供持續動力。我們認為，過去汽車廠商的核心 競爭力為內燃機技術，賓士、寶馬、奧迪、豐田、大眾等車企的內燃機鑄就了汽車行業最寬的護城河，汽車電動化變革使得汽車驅動系統大幅簡化，並改變了行業技術路徑和競爭壁壘，我國汽車產業鏈相對成熟，疊加我國比亞迪、蔚來等新能源車品牌影響力逐漸形成，對核心元器件本地化率的需求旺盛，將進一步推動 推動汽車半導體國產化程序。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫官網】。