隨著汽車進(jìn)入了電動(dòng)化+智能網(wǎng)聯(lián)的時(shí)代，新能源、智能化、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域趨勢帶來了新的半導(dǎo)體需求，也為國內(nèi)新進(jìn)芯片企業(yè)進(jìn)入汽車領(lǐng)域帶來全新的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。

一、汽車芯片行業(yè)概況

（一）汽車芯片的定義和分類

汽車芯片指用于車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的半導(dǎo)體產(chǎn)品，大致可以分為主控芯片、功率芯片、存儲(chǔ)芯片、通信芯片和傳感芯片五大類。

（二）車規(guī)級(jí)芯片認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

1、可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q系列。AEC-Q系列是主要針對(duì)可靠性評(píng)估的規(guī)范，詳細(xì)規(guī)定了一系列的汽車電子可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)。其中，AEC-Q100是基于失效機(jī)理的集成電路應(yīng)力測試鑒定，是適用于車用芯片的綜合可靠性測試，強(qiáng)調(diào)的是保障芯片長期可靠能用。通過AEC-Q100可靠性認(rèn)證試驗(yàn)條件，需要多輪驗(yàn)證且過程中更多側(cè)重多方協(xié)作（晶圓廠、封測廠等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的配合），周期一般較長。

2、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262。ISO26262是全面規(guī)范汽車零部件以及芯片功能安全的基本規(guī)則，強(qiáng)調(diào)的是保障功能正常，分為功能流程認(rèn)證和功能安全產(chǎn)品認(rèn)證。

綜合來看，真正的車規(guī)級(jí)芯片一般需要通過可靠性測試認(rèn)證+功能安全流程認(rèn)證+功能安全產(chǎn)品認(rèn)證，才能算完全滿足車規(guī)認(rèn)證中的所有要求，才算是“車規(guī)級(jí)芯片”。

（三）車規(guī)芯片和消費(fèi)芯片的區(qū)別

1、設(shè)計(jì)目標(biāo)不同。消費(fèi)類芯片主要考慮性能、功耗和成本，車規(guī)芯片還會(huì)綜合考慮可靠性、安全性、一致性和長效性。

2、工作環(huán)境不同。消費(fèi)類芯片一般滿足0-70℃環(huán)境溫度，而車規(guī)芯片要滿足-40-105℃的使用溫度要求。

3、設(shè)計(jì)壽命不同。消費(fèi)類產(chǎn)品一般不超過5年；汽車設(shè)計(jì)壽命是10-15年，汽車芯片壽命也要按此設(shè)計(jì)。

4、生產(chǎn)制造不同。汽車芯片在制造和封裝測試上比消費(fèi)電子要求相對(duì)高。

（四）我國汽車芯片行業(yè)的發(fā)展歷程

我國汽車芯片行業(yè)發(fā)展主要分了四個(gè)階段：第一階段（1970年前），以傳統(tǒng)車載音響喇叭及點(diǎn)火裝置為主；第二階段（1970-1980年），以動(dòng)力及制動(dòng)系統(tǒng)為主；第三階段（1980-1990年）主要以胎壓監(jiān)測、ESC、道路監(jiān)測等主動(dòng)安全產(chǎn)品；第四階段（2000年-至今），涉及越來越多駕駛輔助、智能座艙、新能源等系統(tǒng)。

（五）行業(yè)發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素

1、政策推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。近些年，我國發(fā)布了一系列關(guān)于汽車半導(dǎo)體的政策法規(guī)，支持汽車半導(dǎo)體行業(yè)不斷完善產(chǎn)業(yè)鏈，持續(xù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

2、汽車三化加速需求上升。在汽車電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化三大趨勢驅(qū)動(dòng)之下，當(dāng)前汽車內(nèi)半導(dǎo)體含量大幅提升。汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化帶來的新型器件需求主要在感知層和決策層，包括攝像頭、雷達(dá)、IMU/GPS、V2X、ECU等，直接拉動(dòng)各類傳感器芯片和計(jì)算芯片的增長。

3、汽車智能化趨勢驅(qū)動(dòng)單車芯片價(jià)值提升。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)燃油車所需汽車芯片數(shù)量為600-700顆，電動(dòng)車所需的汽車芯片數(shù)量將提升至1600顆/輛，而更高級(jí)的智能汽車對(duì)芯片的需求量將有望提升至3000顆/輛。

4、電氣化架構(gòu)推動(dòng)芯片性能轉(zhuǎn)變。隨著車內(nèi)ECU、傳感器數(shù)量增加，整車線束成本和布線難度也跟著大幅提升。因此無論是對(duì)更強(qiáng)大的算力部署、更高的信號(hào)傳輸效率需求，還是出于車身減重和成本控制的考量，都要求汽車電子電氣的硬件架構(gòu)從傳統(tǒng)分布式朝著“集中式、輕量精簡、可拓展”的方向轉(zhuǎn)變。

二、汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈剖析

（一）產(chǎn)業(yè)鏈分析

1、上游。一般為基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料（硅片、光刻膠、CMP拋光液等）、制造設(shè)備和晶圓制造流程（芯片設(shè)計(jì)、晶圓代工和封裝檢測）。

2、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。

3、下游。包含汽車車載系統(tǒng)制造、車用儀表制造和整車制造環(huán)節(jié)。

（二）上游市場規(guī)模分析

1、半導(dǎo)體材料市場規(guī)模。預(yù)計(jì)2022年中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模將達(dá)127億美元。

2、芯片設(shè)計(jì)行業(yè)市場規(guī)模。已經(jīng)成為國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中最具發(fā)展活力的領(lǐng)域之一，預(yù)計(jì)2022年，市場規(guī)模將達(dá)4765.2億元。

（三）中游市場規(guī)模分析

1、全球市場規(guī)模。根據(jù)海思在2021中國汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年全球汽車半導(dǎo)體市場約為505億美元，預(yù)計(jì)2027年汽車半導(dǎo)體市場總額將接近1000億美元，2022-2027年增速保持在30%以上。

2、國內(nèi)市場規(guī)模。預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到137億美元，年均復(fù)合增長率達(dá)3.03%。

3、傳統(tǒng)燃油車各類芯片應(yīng)用占比情況。根據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)燃油車中，MCU價(jià)值占比最高，達(dá)到23%；其次為功率半導(dǎo)體，達(dá)到21%；傳感器排名第三，占比為13%。

4、純電動(dòng)車半導(dǎo)體價(jià)值分配情況。由于動(dòng)力系統(tǒng)由內(nèi)燃機(jī)過渡為電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng)被電動(dòng)機(jī)和電控系統(tǒng)取代，致使功率半導(dǎo)體使用量大幅提升，占比達(dá)到55%，其次為MCU，達(dá)到11%；傳感器占比為7%。

（四）下游市場規(guī)模分析

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(chǎn)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%。

（五）MCU市場需求分析

MCU是將計(jì)算機(jī)所包含的CPU、存儲(chǔ)器、I/O端口、串行口、定時(shí)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(yīng)用在不同產(chǎn)品里，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)算和控制。汽車電子化程度的加速驅(qū)動(dòng)MCU市場需求的增長，汽車端成為全球MCU最大的應(yīng)用市場。

三、汽車芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

（一）汽車芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、全球市場競爭格局。國際廠商在車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體領(lǐng)域中占據(jù)領(lǐng)先地位，車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體國產(chǎn)化率較低。根據(jù)Omdia統(tǒng)計(jì)，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(dǎo)體，前25強(qiáng)中聞泰科技名列第19位，是中國唯一一家上榜的公司。

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

3、細(xì)分領(lǐng)域。由于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等方面的技術(shù)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(yīng)商，不僅在汽車芯片領(lǐng)域的市場份額較低，自主率也普遍較低。

（二）車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體自主率低的原因

1、研發(fā)周期長。由于車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體對(duì)產(chǎn)品的要求高，企業(yè)需要較長時(shí)間的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)沉淀實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，形成了較高的行業(yè)壁壘，并且認(rèn)證周期和供貨周期較長，導(dǎo)致車企與芯片廠商在形成穩(wěn)定的合作關(guān)系后，就很難在原有車型上再次更換供應(yīng)商。

2、缺少試驗(yàn)平臺(tái)。整車廠在認(rèn)證車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體的新供應(yīng)商時(shí)，通常會(huì)要求其產(chǎn)品擁有一定規(guī)模的上車數(shù)據(jù)，國產(chǎn)廠商缺乏應(yīng)用及試驗(yàn)平臺(tái)，很難在車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體正常供給的狀態(tài)下取得突破。

（三）發(fā)展趨勢

1、功能集中已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展趨勢。隨著傳感器數(shù)量和種類逐漸增多，將不同功能的計(jì)算芯片集成到一塊板子上，對(duì)各傳感器的原始感知信息實(shí)行后端融合計(jì)算成為必然選擇。同時(shí)ECU模塊也將逐漸集成合并，形成集中運(yùn)算的車載計(jì)算平臺(tái)

2、進(jìn)口替代已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)。雖然在汽車級(jí)半導(dǎo)體仍處于弱勢地位，但隨著國內(nèi)上市公司收購整合全球主要半導(dǎo)體企業(yè)，比如聞泰科技收購安世半導(dǎo)，韋爾股份收購豪威科技。通過并購疊加內(nèi)生發(fā)展，中國汽車級(jí)半導(dǎo)體有望獲得大的突破，逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。

3、汽車智能化+電動(dòng)化推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)。隨著汽車進(jìn)入了電動(dòng)化+智能網(wǎng)聯(lián)的時(shí)代，帶來了新的半導(dǎo)體需求，也為國內(nèi)新進(jìn)芯片企業(yè)進(jìn)入汽車領(lǐng)域帶來全新的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。OEM+Tier1+Tier2原有金字塔格局有望被打破，智能車軟件會(huì)逐步走向平臺(tái)+生態(tài)模式，形成新一代汽車生態(tài)體系。

4、軟硬結(jié)合、服務(wù)能力將成為廠商比拼關(guān)鍵。未來汽車芯片廠商在產(chǎn)業(yè)合作中，將與主機(jī)廠建立更多前端溝通，挖掘市場真實(shí)需求，提高產(chǎn)品定義與設(shè)計(jì)前瞻性，芯片廠商將進(jìn)一步提升自身的算法與軟件技術(shù)積累與理解，優(yōu)秀的服務(wù)能力將成為面對(duì)主機(jī)場差異化需求時(shí)的關(guān)鍵競爭優(yōu)勢。

（四）汽車芯片市場規(guī)模預(yù)測

1、車規(guī)級(jí)MCU市場規(guī)模預(yù)測。2021年我國車規(guī)級(jí)MCU市場規(guī)模達(dá)30.01億美元，同比增長13.59%，預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模將達(dá)42.74億美元。

2、SoC市場規(guī)模預(yù)測。根據(jù)IHS數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2025年全球汽車SoC市場規(guī)模將達(dá)到82億美元，并且L3級(jí)別以上自動(dòng)駕駛預(yù)計(jì)2025年后開始大規(guī)模進(jìn)入市場，配套高算力、高性能SoC芯片將會(huì)帶來極高附加值，有望帶動(dòng)主控芯片市場快速擴(kuò)容。

3、智能座艙芯片市場規(guī)模預(yù)測。據(jù)國際電子商情，預(yù)計(jì)全球智能座艙市場在2022年將達(dá)到438億美元。芯片本身也將朝小型化、集成化、高性能化的方向發(fā)展。

4、自動(dòng)駕駛芯片發(fā)展方向預(yù)測。自動(dòng)駕駛芯片一方面需要滿足更高的安全等級(jí)，另一方面隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提升，對(duì)自動(dòng)駕駛芯片運(yùn)算能力的要求也不斷提升。自動(dòng)駕駛芯片會(huì)往集成CPU+XPU的異構(gòu)式SoC方向發(fā)展。

四、展望

中國汽車電子市場不斷增長，但車規(guī)級(jí)芯片國產(chǎn)化的自主率很低，仍然依賴進(jìn)口，目前進(jìn)口芯片率達(dá)90%以上。

一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)需要36個(gè)月-48個(gè)月，產(chǎn)品的壽命周期是10年，還有10年的備件要求，所以，芯片企業(yè)普遍認(rèn)為，進(jìn)入汽車產(chǎn)業(yè)鏈條有一個(gè)很長的周期，需要企業(yè)和市場的恒心和毅力。

貞光科技深耕汽車電子、工業(yè)及軌道交通領(lǐng)域十余年，為客戶提供車規(guī)MCU、車規(guī)電容、車規(guī)電阻、車規(guī)晶振、車規(guī)電感、車規(guī)連接器等車規(guī)級(jí)產(chǎn)品和汽車電子行業(yè)解決方案，成立于2008年的貞光科技是三星、VIKING、紫光芯能、基美、國巨、泰科、3PEAK思瑞浦等國內(nèi)外40余家原廠的授權(quán)代理商。獲取更多方案或產(chǎn)品信息可聯(lián)系我們。

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