汽车芯片产业链有哪些（智能车时代的车芯投资版图）
汽车芯片产业链有哪些（智能车时代的车芯投资版图）1.1存储已成为增长最快的细分市场一、存储芯片随着汽车成为近年半导体需求增速最快的领域，“上车”也成为国内芯片厂商追逐的增长新动力。打开汽车电子市场将给产业带来怎样的成长机会？第一财经今年来展开“掘金汽车电子”系列研究，梳理汽车存储芯片、MCU、功率半导体、SoC芯片、模拟芯片、摄像头、车载网关等细分领域机遇与挑战，并以此为基础形成本篇《汽车芯片全景报告》。全文篇幅较长，主要包括以下八部分内容：
持续了两年之久的“缺芯潮”正逐渐褪去，但结构性缺芯仍在持续，如汽车芯片依然紧缺。
据媒体报道，丰田汽车公司9月22日表示，由于半导体短缺，计划在10月份在全球范围内生产约80万辆汽车，比其平均月产量计划少约10万辆。另据报道，大众汽车董事会采购主管Murat Aksel日前表示，预计芯片短缺不会在2023年结束，大众汽车正在为供应链中断的“新常态”做准备。
“业内预测2023年汽车缺芯会缓解，但形势还是比较严峻。”中国电动汽车百人会常务副秘书长刘小诗近日在第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上表示。
汽车半导体厂商芯驰科技董事长张强在接受采访时也称，“汽车单车应用芯片数量远远超过手机，是手机的二三十倍。汽车芯片从2020年8月份开始短缺，到现在为止是逐步放缓的状态。MCU、电源芯片和SerDes接口芯片依然短缺，预计会持续到明年。”
随着汽车成为近年半导体需求增速最快的领域，“上车”也成为国内芯片厂商追逐的增长新动力。
打开汽车电子市场将给产业带来怎样的成长机会？第一财经今年来展开“掘金汽车电子”系列研究，梳理汽车存储芯片、MCU、功率半导体、SoC芯片、模拟芯片、摄像头、车载网关等细分领域机遇与挑战，并以此为基础形成本篇《汽车芯片全景报告》。
全文篇幅较长，主要包括以下八部分内容：
一、存储芯片
1.1存储已成为增长最快的细分市场
1.2国产厂商展开差异化竞争
1.3车用存储高增长，多家企业布局
二、MCU
2.1 MCU供应仍然偏紧
2.2车载MCU量价齐升
2.3国内厂商加速进军高端车载市场
三、功率半导体
3.1从燃油车到BEV，功率半导体单车价值量增长最大
3.2 MOSFET和IGBT是车用主要功率器件
3.3车规功率半导体紧缺依旧
3.4国产功率陆续完成车规认证
四、模拟芯片
4.1车载模拟增长迅速，新能源车提升需求
4.2国产化率持续提升
五、SoC芯片
5.1智能座舱芯片
5.1.1“一芯多屏”实现量产
5.1.2国内厂商加速布局
5.2自动驾驶芯片
5.2.1更高的安全与算力需求
5.2.2国产芯片已开始量产交付
六、车载摄像头
6.1 五年CAGR30%的高增长赛道
6.2主要硬件结构拆解
6.2.1图像传感器
6.2.2车载镜头及模组封装
七、车载网关
7.1 2025年国内车载网关替换需求可达150亿元
7.2车载网关市场集中度高
八、结语
一、存储芯片
存储芯片是汽车计算和感知的粮仓，主要分为闪存和内存，闪存包括EEPROM、NAND FLASH和NOR FLASH，内存主要为DRAM。
DRAM在汽车上主要应用于液晶仪表、导航中控、娱乐信息以及自动驾驶等需要高内存带宽的系统；NAND Flash 主要用于液晶仪表、行车记录仪、自动驾驶等大容量存储需求的系统；NOR FLASH多用于显示系统、ADAS（高级驾驶辅助系统）系统等对启动速度要求较高的设备；EEPROM主要用于显示屏、 摄像头、BMS、智能座舱等需要低功耗、高擦写次数存储的设备。
作为全球第二大DRAM市场，我国存储芯片国产化空间巨大。除了在EEPROM、NOR Flash等领域与海外巨头展开差异化竞争外，本土存储厂商也正大力拓展高增长的汽车芯片市场。
1.1存储已成为增长最快的细分市场
半导体行业是典型的大市场强周期性行业。
WSTS数据显示，2021年全球半导体市场规模达到5531亿美元，同比增长26%，预计2022年将继续增长，市场规模有望达6284亿美元，同比增长14%，2023年市场规模达到6632亿美元，同比增长6%。
“半导体虽然近年来发展得非常快，但它还是一个周期性行业，只是这次是一个长周期，可能还有8-10年的高增长期。”至纯科技董事长蒋渊此前在接受第一财经专访时表示。
据悉，从1980年开始，全球半导体产业历经了八轮周期，从2019年开始处于第9轮周期，目前处于上行阶段，近几轮周期一般持续3-4年，本次周期被新冠疫情打乱节奏，周期时间拉长。
存储是半导体第二大细分市场。2019-2021年，全球存储市场规模为1064亿、1175亿、1534亿美元，占半导体规模的比例分别为26%、27%、28%。
中泰证券研究发现，存储的周期性与全球半导体整体周期性走势一致，但波动性远大于其他细分品类。这也是在半导体上行周期下，存储成为半导体增长最快细分的原因之一。
2002-2021年、2011-2021年、2016-2021年，全球存储年复合增长率（CAGR）分别为9.5%、9.7%、14.9%，均为半导体成长性最优细分产品。值得注意的是，近五年14.9%的增速，较此前两个五年，有较大幅度提升。
财报显示，2021年A股存储行业整体营收共计214.49亿元，同比增长91%，为近五年最高增速；归母净利润共计50.58亿元，同比增长112%，增速较2020年提升74个百分点。2022年一季度，存储板块营业收入同比增长36.65%，归母净利润同比增长120.28%，仍为半导体产业增长最迅速的细分领域。
为什么存储能成为国内半导体增长最快的细分领域？
主要是需求的高速增长。消费电子、计算机及周边、工业控制、白色家电、通信等传统应用领域，智能手机摄像头、汽车电子、可穿戴设备等新兴市场，均有较大数据存储需求。
“存储芯片的工艺难度没有那么高，中国这几年在投的几个大型存储项目现在已经进入了量产阶段，加上国内的基础需求支撑，所以存储放量是比较自然的一件事情。”某私募基金经理对第一财经表示。
IDC预测，全球数据存储需求总量将从2019年的41ZB增长至2025年的175ZB，增幅将超过4倍。IC Insights预测，2021-2023年全球存储芯片的市场规模将分别达到1552亿、1804亿及2196亿美元，增幅分别达到22.5%、16.2%和21.7%。
国内市场方面，根据世界半导体贸易统计协会数据，预计2023年国内存储芯片市场规模将达6492亿元。
1.2国产厂商展开差异化竞争
目前DRAM和NAND Flash占据了存储芯片95%以上的市场份额，IC Insights数据显示，DRAM销售额在2020年约占整个存储市场的53%，闪存的比重约达到45%，其中NAND Flash为44%，NOR Flash为1%。
从竞争格局来看，存储芯片全球大部分市场被韩系、美系厂商占据。2021年，三星、海力士、美光三巨头全球DRAM市场合计市占率高达94%；NAND Flash前六大厂商2021年合计市占率高达93%。
中国是全球第二大DRAM市场，仅次于美国，但2021年本土DRAM厂商市场份额仅4%，其中合肥长鑫DRAM市场份额为3%。
合肥长鑫2016年在合肥成立，规划三期产能共36万片/月。2019年19nm 8Gb DDR4投产，2022年预计将试产17nm DDR5。
相比大容量的DRAM等易失性存储，EEPROM、NOR Flash等小容量非易失性存储芯片技术壁垒和毛利相对较低，海外巨头逐步退出。对于中国企业而言，聚焦这部分产品可有效放大自身比较优势，实现和海外大容量存储巨头的差异化竞争。
目前EEPROM和NOR Flash领域我国存储企业已具备具备一定实力。2020年，兆易创新（603986.SH）在NOR Flash的市占率达16%，排名全球第三，中泰证券预计其2021年市占率达19%。从销售额看，聚辰股份（688123.SH）在EEPROM领域占据全球第三和中国第一的位置。
2022年上半年，聚辰股份业绩大超预期，实现营业收入达4.42亿元，同比增长67.05%；实现归母净利润1.48亿元，同比增长125.73%；实现扣非净利润1.65 亿元，同比大增436.97%。
据悉，公司与澜起科技（688008.SH）合作开发了配套新一代DDR5内存条的SPD EEPROM产品，是其业绩增长的主要动力。澜起科技是目前全球可以提供DDR5内存接口及模组配套芯片全套解决方案的两家供应商之一。
“DDR5承载了更多的功能，价值含量有所上升，正处于一个放量的过程。”上述私募基金经理对第一财经表示，DDR5是产业趋势比较明确，所以澜起和聚辰会有一个业绩增速，这是他们本身产品周期带来的。
1.3车用存储高增长，多家企业布局
在汽车智能化升级、算力演进提升下，不断增长的数据量要求汽车存储芯片具有更快的数据处理速度、更大的数据存储量，以及更高的稳定性。未来十年，汽车将成为存储增长最快的市场之一。
根据中国汽车报数据，2021年，一部手机的平均存储容量为105GB，而一辆汽车仅为34GB。不过到2026年，单车的存储容量将达483GB、甚至512GB，而手机仅350GB左右。
搜狐汽车研究室预计，全球汽车存储芯片市场规模将从2019年的36亿美元增长至2025年的83亿美元，其间CAGR为14.94%。其中，LPDDR和NAND Flash等高性能存储器件成为重点需求，2018-2025年预计保持16%和21%的年均复合增长。
相比消费级存储芯片，汽车存储的工作电压和工作温度跨度较大，对可靠性和使用寿命有着严格的要求。进入汽车主流供应链，需要通过AECQ100、TS16949可靠度标准认证和ISO26262、ISO21434等安全认证。
汽车存储市场目前主要玩家有三星、海力士、美光等海外厂商，国内企业兆易创新、东芯股份（688110.SH）和北京君正（300223.SZ）亦有布局。
广发证券认为，多以55nm、130nm等为主流制程的EEPROM和NOR Flash或成为本土存储厂商现阶段突破的重点领域。
兆易创新的GD552G大容量产品已通过车规AECQ-100认证，SPI NOR Flash车规级产品容量已全线铺齐，GD25车规级存储全系列产品已实现在多家汽车企业批量采用。2022年，公司旗下全国产化的38nm SPI NAND Flash—GD5F全系列（覆盖1Gb-4Gb容量）通过AECQ100车规级认证，实现了从SPI NOR Flash到SPI NAND Flash车规级产品的全面布局。
北京君正并购的ISSI深耕存储领域三十余年，专注于汽车及工业领域，根据Omdia统计，2020年其SRAM、DRAM、NOR Flash产品收入在全球市场中分别位居第二位、第七位、第六位，处于国际市场前列。
此外，东芯股份的SLC NAND Flash、NOR Flash等存储产品在陆续进行车规级认证，未来上车可期。聚辰股份从消费级 EEPROM 起家，切入汽车领域，其汽车级EEPROM产品于上半年大批量供货。
普冉股份（688766.SH）EEPROM 产品也完成了AEC-Q100标准考核，今年一季度已在车身摄像头和车载中控上对海外客户批量交付。
二、MCU
在过去两年的缺芯潮中，MCU尤其是汽车MCU，短缺情况最为严重。目前来看，MCU芯片供应仍然偏紧。
MCU，即微控制单元，是把微处理器的频率和规格适当缩减，并将内存、闪存、计数器、A/D转换、串口等集成到单一芯片上形成的芯片级计算机。MCU广泛应用于各类电子产品，车用电子、工控、消费电子、医疗健康的应用占比分别约为35%、24%、18%和14%。
作为MCU最大的下游应用领域，汽车从车身至主控环节广泛使用MCU。不过，目前车规级MCU市场主要被海外巨头垄断，国内厂商正在奋力追赶，目前部分企业已能够实现量产。
2.1 MCU供应仍然偏紧
由于供应紧张，MCU在2021年的ASP（平均销售价格）上涨12%，据IC Insights，这是近25年来最大上涨。
今年第二季度，意法半导体（ST）再度上调包括MCU、电源管理芯片等所有产品线的价格，原因系产品短缺短期内无好转迹象。此前ST在2022年1月底的财报电话会议上表示，其积压的订单能见度约18个月，远高于规划的2022年产能。
Yole预计，MCU价格将于2022年维持涨势，且部分产品单价维持高位或将持续到2026年。
2.2车载MCU量价齐升
事实上，在汽车电动化和智能化趋势下，汽车MCU市场正迎来量价齐升。
从量的维度，根据中国市场学会汽车营销专家委员会研究部的数据，普通传统燃油汽车平均单车搭载ECU（电子控制单元）70个；豪华传统燃油汽车平均单车搭载150个ECU，新增的ECU主要用于提升乘驾体验（座椅按摩、中控娱乐）、车身稳定性与安全性等；智能汽车平均单车搭载300个ECU，新增的ECU主要用于自动驾驶相关硬件控制。每个ECU都需要至少一颗MCU作为核心控制芯片。
电动车对MCU需求的提升主要体现在电池管理系统（BMS）的主控面板和从控面板都各需要一颗MCU，相较燃油车增加的整车控制器（VCU）需要配备32位高阶MCU芯片，此外，电动车的逆变器控制MCU会替代燃油车的引擎控制器、MCU控制芯片替换了燃油车的变速箱控制器。
价格维度看，汽车MCU主要包含8、16、32位三种，位数越多越复杂，处理能力越强，价格大致分别在0~1、1~5、5~10美元区间，部分高端产品单价在10美元以上。随着汽车电子电控功能日趋复杂，车载MCU中32位占比提高，将带动整体ASP提升。
同时，汽车电子电气架构的变革也对车载MCU的性能和安全性提出了更高的要求。“以前车内有七八十个小的MCU控制器，未来会变成二三十个高性能、高功能安全的MCU，来做小区域控制，或者是单个应用，比如BMS电池管理、底盘域控、电子后视镜、车身，车的整体控制。这些控制都会对高性能、高功能安全MCU需求非常大。”张强介绍，原来小的控制器会变成执行控制单元，执行控制单元变成非常小的MCU，再加上驱动。
IC Insights数据显示，2021年全球MCU销售额达196亿美元，同比增长23%，预计未来五年CAGR（年复合增长率）为6.7%，2026年销售额将达到272亿美元。其中车载MCU销售额约占总销量的40%，未来五年CAGR预计为7.7%。
2021年国内MCU销售额为46亿美元，同比增长8.3%，全球占比23.3%，前瞻产业研究院预计未来五年CAGR为8.5%，2026年销售额将达到69亿美元，全球占比提升将至24.8%。 其中，汽车MCU销售额预计将以5.3%的年均符合增速增长，2026年销售额将增至8.8亿美元。
2.3国内厂商加速进军高端车载MCU市场
全球汽车MCU市场长期呈寡头垄断格局，瑞萨、恩智浦、微芯科技、英飞凌、意法半导体、德州仪器六家海外企业市占率长期超过80%，国内企业产品目前主要应用在车灯、雨刮器、空调等低阶领域。
“国内70%~80%的MCU市场目前还是被国际厂商占据。”某上市公司MCU业务部负责人此前对第一财经表示，单从技术上来看，目前终端客户的需求70%~80%的国内产品都能满足，但出于成本、供应链的原因，或是对于产品稳定性、可靠性的顾虑，客户不敢往前跨越。
车规级芯片对稳定性、一致性、使用寿命等参数要求苛刻，认证门槛极高，获得客户认可的难度也更大。“车规级产品需要经历长周期验证，在两年左右，且替代周期也较长，要求保证至少5~10年的稳定供货周期。”华安证券电子行业首席分析师胡杨此前对第一财经表示。
在缺芯潮之下，由于MCU缺货严重，国内厂商迎来良机，加速进入高端车载MCU市场。某券商电子行业研究员告诉第一财经，“兆易创新、杰发科技、比亚迪半导体这些企业，在国内车规MCU领域做得最好。”
兆易创新拥有320款MCU产品，今年9月20日，兆易创新发布首款基于Cortex®-M33内核的GD32A503系列车规级微控制器，正式进入车规级MCU市场。
比亚迪半导体的车规级8位MCU芯片自2018年开始量产，主要应用于车灯、车内按键等汽车电子控制场景；其车规级32位MCU芯片依照ISO26262安全等级标准要求设计，可应用于电动车窗、电动座椅、雨刮、车灯、仪表等汽车电子控制场景。
杰发科技是四维图新（002405.SZ）全资子公司，其第二代车规级MCU进入量产出货阶段，并实现在汽车电子市场及高端工业市场大量出货；新一代具备ISO26262功能安全的车规级MCU芯片已进入研发阶段，预计2022年将导入客户产品开发。
此外，复旦微电（688385.SH）的车规级MCU于去年11月通过AEC-Q100认证，据内部人士透露目前已经上车，主要应用于座舱域，以及车身控制域等。
2021年，芯海科技（688595.SH）高性能32位MCU已实现批量出货，首颗车规级信号链MCU已通过AEC-Q100认证，并通过可转债募集2.94亿元用于投资汽车MCU芯片研发及产业化项目。
未上市公司中，芯驰科技的MCU E3“控之芯”系列产品可应用于线控底盘、制动控制、BMS等系统，据悉可靠性标准达到AEC-Q100 Grade 1级别，功能安全标准达到ISO 26262 ASIL D级别。
三、功率半导体
功率半导体是目前半导体领域最受关注的细分领域之一，被视为半导体优质赛道。
一方面，功率半导体是电能转换与电路控制的核心，几乎用于所有需要电能处理和转换的场景，随着新能源汽车、新能源发电的快速增长，其需求存在长期提升空间；另一方面，功率半导体为特色工艺产品，不必遵循摩尔定律，不依赖先进制程。
功率半导体主要分为功率IC和功率器件。
功率IC是把控制电路和大功率器件都集成在同一块芯片上的高度集成电路，主要产品有电源管理IC、AC/DC以及DC/DC；功率器件包括二极管、晶闸管、晶体管等产品，其中晶体管又可以分为IGBT、MOSFET和双极型晶体管（BJT）等。
3.1从燃油车到BEV，功率半导体单车价值量增长最大
根据HIS Markit数据，2021年全球功率市场规模将增长至441亿美元，年化增速为4.1%。中国市场预计约为159亿美元，占全球市场的36.1%，为全球最大的功率半导体消费国。
从下游应用领域的占比来看，汽车是功率半导体最主要的下游应用领域，而功率半导体也是单车价值量增长最多的细分领域。
根据英飞凌的数据，从燃油车到BEV（纯电动汽车），单车半导体价值量将从457美元提升至834美元，单车价值量增长最大的排序依次为：功率半导体>传感器>MCU（主控）。
华安证券电子行业首席分析师胡杨对第一财经表示，根据功率半导体在车用半导体中所占比例来测算车载功率半导体的单车价值量，预计单车的价值量会从71美元上升至355美元。
3.2 MOSFET和IGBT是车用主要功率器件
MOSFET、IGBT是半导体功率器件最主要的细分市场。
MOSFET，即金属氧化物半导体场效应管，是一种广泛使用在模拟与数字电路的场效应晶体管，在汽车上主要应用于车载中低压领域。
根据Yole数据，因为辅助系统的采用和电气化的增加，包括EV（电动汽车）在内的汽车对硅功率MOSFET的需求将大幅提升，其中辅助电机驱动器提升低压MOSFET需求，而电气化则提升DC/DC转换器或车载充电器系统中所包含的高压MOSFET的需求，这两个细分市场2020年占MOSFET市场的21%，预计到2026年比例将增加到32%，市场规模达到30亿美元，全球MOSFET市场将达到94亿美元。
IGBT，即绝缘栅双极型晶体管，是能源交换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，能够把直流电变为交流电。IGBT分为IGBT芯片和IGBT模块，其中IGBT模块是由IGBT芯片封装而来，具有参数优秀、最高电压高、引线电感小的特点，是IGBT最常见的应用形式，常用于大电流和大电压环境。
在汽车应用上，IGBT适宜中高压领域，是当前新能源车中应用最广的功率器件。从不同动力类型的新能源汽车来看，随着动力性要求增强，使用的IGBT组件个数激增，以特斯拉为例，其三相交流异步电机共使用96个IGBT。根据EVtank数据，预计2025年中国车规IGBT市场规模将达165亿元。
3.3车规功率半导体紧缺依旧
胡杨对第一财经表示，全球缺芯潮已逐渐演变为结构性缺芯。汽车芯片，尤其是车规功率半导体的缺货和涨价仍在持续。
根据知名电子元器件分销商富昌电子的数据，2022年二季度，海外龙头MOSFET、IGBT的交期已达40~50周以上，且仍有延长态势，其价格同样也有增长的趋势；晶体管的交期/价格同样也有延长/上涨的态势。
具体来看，2020年三季度英飞凌IGBT产品的交期为18-20周，而2022年二季度已拉长至39-50周，是正常交期的2倍以上。2022年1-3月英飞凌积压订单超过370亿欧元，是2021财年营收的3.3倍。
据悉，安森美表示其车用IGBT订单已满且不再接单，2022-2023年产能已全部售罄。ST意法半导体发布涨价通知，宣布于今年二季度提高所有产品线价格。
恩智浦表示下游汽车、工业等领域在未来4~5个季度仍然相当紧缺，渠道库存下降到1.5个月，持续低于预期的2.4~2.5个月，2022年年内无法解决该失衡问题。
瑞萨公司及渠道库存均低于目标水平，且周转天数还在下降。截至去年四季度，公司累计未完成订单超过1.2万亿日元（2021年全年营收9944亿日元），并且难以在2022年全部交付，主要受限于供应链限制和疫情的不确定性。
东北证券认为，在海外功率厂商提价和行业供需失衡加剧的背景下，国内厂商也有望提价抬升利润率，叠加国内功率IDM厂商和代工厂的产能释放，有望提升功率半导体企业的全年经营业绩。
据悉，上半年士兰微（600460.SH）、新洁能（605111.SH）的部分产品渠道价格有所上涨。
3.4国产功率陆续完成车规认证
全球功率半导体行业集中度高，欧美厂商占据第一梯队。不过，功率半导体需求大、难度相对较低、海外大厂产能紧缺给国内厂商导入打开了时间窗口。随着技术逐步突破，国内功率半导体产品陆续完成车规认证。
通常，功率半导体厂商进入车载市场需要获得AEC-Q100等车规级认证，认证时长约为12~18个月，通过认证门槛后，IGBT厂商还需与汽车厂或Tier1供应商进行2~3年的车型导入测试认证。
当前国内IGBT制造商（IDM）主要有士兰微、闻泰科技（600745.SH）、比亚迪半导体、时代电气（688187.SH）、华润微（688396.SH）等，设计厂商中斯达半导（603290.SH）业务规模领先。
2021年上半年，士兰微基于自主研发的V代IGBT和FRD的电动汽车主电机驱动模块已在国内多家客户通过测试，并对部分客户开始批量供货。截至2022年8月，公司已具备月产7万只汽车级功率模块的生产能力。
华润微部分MOSFET和IGBT产品已经应用在汽车领域，实现销售收入；时代电气的750V和1200VIGBT已应用至新能源汽车，客户包括一汽、长安等；比亚迪半导体掌握车规级IGBT和FRD设计及工艺、车规级功率模组设计及封装等技术。
斯达半导上半年车规级IGBT模块合计配套超50万辆新能源汽车，其中A级及以上车型超过 20 万辆。同时应用于乘用车主控制器的车规级 SiC MOSFET 模块开始大批量装车应用。
东北证券预计，中国IGBT市场的国产化率将从2021年的31%提升至2025年的73%，结合中国IGBT市场21%的行业增速，预计2021-2025年中国IGBT企业国内收入增速有望达到56%。
MOSFET方面，中国产业信息网数据显示，国内市场份额排名前十的全是海外巨头，国内厂商中士兰微排名最高，为第十一名，市占率2%。
此外，新洁能（605111.SH）12英寸SGT-MOS平台产品已成功进入新能源汽车头部企业；东微半导（688261.SH）的高压超级结MOSFET已用于新能源汽车车载充电器，中低压屏蔽栅MOSFET用于新能源汽车电机控制；闻泰科技拥有车规级二极管、三极管、MOSFET，2022年3月公司公告称IGBT流片成功，仍需经过客户验证，后续量产计划具有不确定性。
环旭电子（601231.SH）用于新能源汽车电机系统逆变器的IGBT Power Module（功率模块） 2022年下半年开始量产。环旭电子董秘史金鹏告诉第一财经，车用电子是公司当前成长最快的业务板块，预计2024年公司汽车电子业务收入将跨过十亿美元的规模。
四、模拟芯片
模拟芯片是连接物理现实世界和数字世界的桥梁，主要是指由电阻、电容、晶体管等组成的用来处理连续函数形式模拟信号（如声音、光线、温度等）的集成电路。
作为处理外界信号的第一关，模拟芯片广泛应用于消费电子、通讯、工控、医疗、汽车等各下游终端。按功能划分，模拟芯片分为电源管理芯片（PMIC）和信号链芯片。
据第一财经了解，目前74%的芯片短缺来自于汽车驱动芯片、汽车主控芯片以及电源芯片，剩余的则为信号链CAN/LIN等通信芯片。
4.1车载模拟增长迅速，新能源车提升需求
根据WSTS数据，2021年全球集成电路市场规模达4630.02亿美元，模拟芯片占比16.01%。
细分应用领域来看，汽车电子领域增长迅猛，已成为模拟芯片第二大下游应用场景。据Oppenheimer统计，模拟电路在汽车芯片中占比29%，其中53%为信号链芯片，47%为电源管理芯片。
从下游产品的平均单机价值量来看，也数汽车最高。根据IC Insights数据，预计2022年全球车载模拟芯片市场规模将达到137.75亿美元，同比增长17%，将成为模拟芯片所有下游应用领域中增速最快的方向。
新能源汽车在充电桩、电池管理、车载充电、动力系统等方面对模拟芯片均有新的需求，带动车载模拟芯片需求进一步提升。天风证券预计，到2030年国内模拟芯片市场总规模有望达到332亿元。
具体来看，电动汽车“三电”系统中的电控系统由电池管理系统和控制系统构成，因此电源管理芯片对汽车电动化进程至关重要，汽车也成为其增长最快的领域。
另一方面，汽车的自动化也拉动了对电源管理芯片的需求。Yole预计，到2026年，预计所有乘用车和80%的小型商用车至少配备Level1 ADAS，这也增加了对多通道电源管理芯的需求。
信号链芯片的需求增长则主要来源于电池管理系统（BMS），这是电动汽车最重要的核心技术，负责管理控制电池的状态，防止电池出现过充电和过放电的状况，以延长电池使用寿命。BMS芯片是AFE（电池采样芯片）、MCU（微控制处理单元）、ADC（模拟数字转换器）、数字隔离器等产品的统称。
新能源车是BMS最常见的应用领域。Frost&Sullivan预计，2020-2025年，国内新能源汽车用BMS市场规模将以16.6%的复合增速继续增长。
4.2国产化率持续提升
与数字芯片相比，模拟芯片更注重满足现实世界的物理需求和实现特殊功能，追求高信噪比、高稳定性、高精度和低功耗等特性，其性能并不随着线宽的缩小而线性提升，因此模拟芯片不追逐先进制程，更注重稳定和成本。目前，模拟芯片产能主要在8英寸晶圆，制程大多在28nm以下。
根据IC Insights发布的最新研究报告，2021年，全球前十大模拟IC供应商合计占模拟销售额的68%，德州仪器凭借141亿美元的模拟销售额和19%的市场份额保持模拟IC供应龙头地位，排名第二的是ADI，第三Skyworks，英飞凌、意法半导体、恩智浦等跻身前十。
中国半导体行业协会的数据显示，我国模拟芯片自给率近年来不断提升，2017年至2020年从6%提升至12%，但总体仍处于较低水平。根据测算，2021年中国模拟芯片自给率仍不足12%，仍有非常广阔的国产化空间。
国内公司目前规模尚小。2021年，艾为电子（688798.SH）、晶丰明源（688368.SH）、圣邦股份（300661.SZ）收入分别为23.27亿、23.02亿和22.38亿元，与海外龙头在收入体量上尚有一定差距。
从产品种类上看，圣邦股份和思瑞浦（688356.SH）在信号链和电源管理领域布局较为完善，芯朋微（688508.SH）、英集芯（688209.SH）、赛微微电（688325.SH）、希荻微（688173.SH）和力芯微（688601.SH）等主要以电源管理产品为主。
车载芯片方面，圣邦股份部分车用高效低功耗驱动芯片已小批量生产，产品综合性能品质达到国际先进水平。上海贝岭（600171.SH）2021年车规级LED驱动芯片获客户认可，正在持续销售；LDO产品实现批量出货。另有多款车规级电源管理产品开始立项研发。
雅创电子（301099.SZ）是国内车规级电源管理芯片领先的设计产商，相关产品成功已导入吉利、长城、长安、比亚迪、现代、一汽、起亚、克莱斯勒、大众、小鹏等国内外知名汽车厂商量产。
信号链产品方面，思瑞浦产品已导入车用市场，首颗汽车级高压精密放大器（TPA1882Q）已实现批量供货；力芯微信号链芯片深入研发及产业化项目在研，主要面向车载高频或微弱信号等领域。
五、SoC芯片
随着汽车的智能化发展，尤其是智能座舱和自动驾驶的兴起，传统的功能芯片逐渐无法满足汽车对算力越来越高的要求，主控芯片SoC应运而生。
SoC，即系统级芯片，具备底盘域、动力域、座舱域、驾驶域等全域所需的数千T算力，存算一体（CIM）的应用技术，同时内置可信和功能安全内核，常用于ADAS、座舱IVI、域控制等。汽车SoC芯片主要分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片。
IHS预计，2025年全球汽车SoC市场规模将达到82亿美元，并且L3级别以上自动驾驶预计2025年之后开始大规模进入市场，配套高算力、高性能SoC芯片将会带来极高附加值，有望带动主控芯片市场快速扩容。
5.1智能座舱芯片
5.1.1“一芯多屏”实现量产
智能座舱主要涵盖座舱内饰和座舱电子领域的创新与联动，是从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互(HMI)体系。近年来座舱厂商纷纷发力“一芯多屏”的座舱方案，并且实现量产。
“一芯多屏”即车内所有电子单元（除自动驾驶控制单元外）统一都由一块芯片来控制，整合多个屏幕显示(中控、仪表、抬头等)。“CPU GPU XPU”的多核SoC芯片是目前智能座舱芯片厂商的主流技术路线。未来车内“一芯多屏”技术的发展将依赖于智能座舱SoC，芯片本身也将朝小型化、集成化、高性能化的方向发展。天风证券预计，智能座舱SoC芯片渗透率将不断提升，到2030年将接近9成。
从算力需求来看，座舱芯片需要的算力也在逐年提升。据HIS Markit，预计2024年座舱NPU算力需求将是2021年的十倍，CPU算力需求是2021年的3.5倍。
据国际电子商情，预计全球智能座舱市场在2022年将达到438亿美元，年复合增长率约9%。整个供应链规模和增量也都非常大。从华为、高通、NXP智能座舱解决方案，到大陆、博世、哈曼国际、电装，再到北汽、WEY、蔚来、小鹏、理想、吉利、领克、福特、凯迪拉克等车厂，整条产业链几乎处于ALL-IN的状态。
盖世汽车预计，智能座舱的演进过程带动着上游芯片快速发展，2030年有望达千亿规模，其中芯片复合增长率最高达28%，单车价值链将显著提升。
5.1.2国内厂商加速布局
智能座舱功能的落地不涉及底盘控制，安全压力小，技术实现难度低、成果易感知，有助于迅速提升产品差异化竞争力。因此，相比自动驾驶芯片，智能座舱芯片挑战相对较低，国内OEM（原始设备制造商）在等待自动驾驶关键技术成熟的档口，开始逐步将精力转移到智能座舱的落地。
目前，全志科技（300458.SZ）、晶晨股份（688099.SH）、瑞芯微（603893.SH）、富瀚微（300613.SZ）等国内厂商正在加速布局汽车智能座舱芯片。
其中全志科技T系列产品应用于智能座舱、辅助驾驶、智慧工业等场景，案例包括佛吉亚中控车机、长安汽车智能驾舱、一汽全景泊车、上汽荣威全景泊车等。
上汽集团入股了晶晨股份，后者芯片产品主要用于车载信息娱乐系统，当前已收到部分海外高价值客户订单；瑞芯微PX系列产品已应用于部分汽车电子产品，2021年公司推出首颗通过AEC-Q100车用可靠性标准测试的芯片RK3358M，面向智慧汽车电子领域；富瀚微重点布局车载视觉芯片，并已通过AECQ100 Grade2认证，进入汽车前装市场。
芯驰科技的智能座舱芯片“舱之芯”X9可支持“一芯十屏”，同时覆盖仪表、中控、电子后视镜、娱乐、DMS、360环视 APA、语音系统等所有座舱功能，已在上汽、奇瑞等多个项目实现量产上车。
此外，寒武纪（688256.SH）子公司行歌科技执行总裁王平在2022年3月举办的中国电动车百人会上提到正在研发SoC芯片，该芯片采用7nm制程，算力250TOPS。这款芯片预计于2022年推出，于2023H2通过各种车规的认证，并在车上实现SOP。
5.2自动驾驶芯片
5.2.1更高的安全与算力需求
自动驾驶芯片则面临着更高的要求。
一方面，自动驾驶芯片需要满足更高的安全等级，另一方面，随着自动驾驶等级的提升，需要更高的算力支持，未来自动驾驶芯片会往集成“CPU XPU”的异构式SoC（XPU包括GPU/FPGA/ASIC等）方向发展。
黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣对第一财经表示，自动驾驶芯片涉及到车身控制，所以对整个芯片设计的安全等级要求很高，这就会让前期芯片架构设计时间以及芯片验证的流程变得更长。同时，因为自动驾驶现在是一个全新的技术栈，全球还没有特别成熟的标准和案例，所以需要芯片企业配合车企需求一起来打磨，这也是一个难点。“围绕芯片以及芯片完整的软硬件系统的开发，难度是比较大的。”
算力的提升可以更直观地体现出来。NPU算力快速提升，从2020年的0.5TOPS提升为2022年的6.2TOPS；GPU算力从2020年的200GFLPOS提升为2022年的700GFLPOS；CPU算力从2020年的40KDMIIPS提升为2022年的80KDMIIPS。
以Tesla为例来看车载芯片主控CPU算力需求分布，座舱仪表需要大约60.000DMIPS、车身电子约10.000DMIPS、ePower Train约15.000DMIPS、底盘大约15.000DMIPS、半自动驾驶约35.000DMIPS、网联约20.000DMIPS。张强认为，2025年之前，大算力芯片会大规模批量使用。
5.2.2国产芯片已开始量产交付
目前，自动驾驶芯片市场处于快速发展时期，东吴证券测算，智能驾驶芯片市场将从2021年的19亿美元增长到2025年的54亿美元，2021~2025的年复合增长率（CAGR）为30%。
从竞争格局看，当前多家头部自动驾驶芯片企业实现L2-L5级自动驾驶全覆盖，英伟达在算力方面更加领先，超过1000tops。国内地平线、黑芝麻等企业能耗比更好。
杨宇欣对第一财经表示，从技术水平来讲，国内自动驾驶芯片在技术上并没有落后于海外厂商太多，还处于相互赛跑的阶段，且目前国内厂商已经有对应的产品了，正在量产交付过程中。
地平线是自动驾驶芯片领域实现大规模上车的唯一中国厂商。其从算法出发，进行芯片自研，第三代车规级产品征程5已落地，搭载的比亚迪车型计划2023年中上市。征程5面向L4自动驾驶，单颗算力高达128 TOPS，是业界第一款集成自动驾驶和智能交互于一体的全场景整车智能中央计算芯片。
黑芝麻拥有NeuralI QISP图像信号处理器和高性能深度神经网络算法平台Dynam AINN引擎两大核心算法IP，已经与一汽南京联合打造了包含域控制器硬件平台、软件平台、人工智能与视觉算法平台的红旗“芯算一体”自动驾驶平台，未来将服务红旗旗下的量产车型。
青桐资本认为，相比国外公司，国内企业具备开放性的软硬件平台，不仅提供芯片，还能与国内车企共同定制开发独有的生态系统；同时国内厂商还能够提供本土化服务，而国外厂商难以进行二次调试。
芯驰科技副总裁陈蜀杰介绍，公司预计今年年底会推出60到200TOPS算力的高算力智能驾驶芯片，能够满足L3级及以上的智能驾驶。”
寒武纪董事长陈天石在2022世界人工智能大会芯片主题论坛上透露，寒武纪行歌在研3款自动驾驶芯片，覆盖L2-L4级，可满足10-1000 TOPS不同算力需求。
六、车载摄像头
在手机等消费电子需求疲软的背景下，有着“自动驾驶之眼”之称的车载摄像头，给传统摄像头厂商带来了全新增长空间。
一方面，车载摄像头价值量远高于手机摄像头，另一方面，当前平均单车摄像头搭载量仅1~2颗，而L4/5级自动驾驶单车摄像头数量将增加至10~20颗，长期看车载市场规模可媲美手机领域。
市场格局来看，在占据车载摄像头20%成本的镜头端，国内厂商占约半壁江山；在约占52%成本的图像传感器领域，国内厂商豪威科技位列全球前三。
6.1 五年CAGR30%的高增长赛道
作为智能驾驶的重要载体，ADAS的普及是未来实现汽车自动驾驶的前提条件。
在ADAS L0-L5六个等级中，L0-L2为辅助驾驶范畴，L3-L5为自动驾驶范畴，目前ADAS正由L2向L3迈进。
ADAS传感器包括车载摄像头、激光雷达、毫米波雷达、红外传感器等多种类别。相比于毫米波雷达和激光雷达，车载摄像头成本低、硬件技术相对成熟，能识别物体内容（如辨别指示牌与道路标识），因此成为率先装车的核心传感器。根据Yole数据，2020年车载摄像头市场规模为35亿美元，占ADAS感知层传感器市场的41%。
摄像头按安装位置不同可分为前视、环视、侧视、后视和内置五大类。一般情况下，前视和侧视往往优先搭载感知类ADAS摄像头，环视和后视一般为成像类，但随着自动驾驶等级的提升可能升级为感知类ADAS摄像头。
2020年全球汽车平均搭载摄像头数量约为2.3颗，中泰证券认为，随着ADAS逐渐升级和加速渗透，叠加各车企硬件配置冗余性高，车载摄像头的量增将超预期，2025年平均单车搭载量有望达到4.9颗。
价格方面，由于车载摄像头以驾驶安全为目的，对防磁、耐温、稳定性等要求都高于消费级产品，对应价值量也更高。
据第一财经了解，普通车载摄像头模组价值量在150-200元/颗，ADAS车载摄像头模组价值量则在300-500元/颗，而手机摄像头单价仅几元至几十元。
中信证券测算，L1/2级车摄像头单车价值量约1500元；L3级总体摄像头数量达到约8颗，单车价值量约3000元；L4/5级总体摄像头数量增加至10~20颗，单车价值量可达约5000元。中金公司测算， 2025年国内车载摄像头市场规模将达到227亿元，2020-2025年CAGR为30%。
6.2主要硬件结构拆解
车载摄像头主要硬件结构包括光学镜头、图像传感器、图像信号处理器ISP、串行器、连接器等器件。从成本结构看，图像传感器成本占比达52%，是车载摄像头模组最主要的成本组成；镜头组和模组封装占比分别为20%和19%，三者均处于产业链中游。
6.2.1图像传感器
图像传感器主要分为CCD和CMOS两类。相比于CCD感光元件，CMOS的成像质量略逊一筹，但成本低、更省电，在像素要求不高的车载摄像头领域广受青睐。因此目前CIS（CMOS图像传感器）是目前车载摄像头的主流成像芯片。
车载CIS领域，韦尔股份全资子公司豪威科技为全球第二大供应商，2021年市场份额为29%，仅次于安森美（45%）。
受益于需求增长，韦尔股份2021年车载CIS实现营业收入约23亿元，较2020年增长约85%，占全部CIS芯片业务营收（约187亿元）的12.3%。
晶方科技（603005.SH）聚焦CIS芯片封装，与韦尔股份深度绑定。该公司2014年开始布局汽车电子领域，封装技术于2018年通过客户认证，2020年开始规模化量产。
6.2.2车载镜头及模组封装
在车载镜头领域，舜宇光学（02382.HK）龙头地位稳固，其车载镜头出货量已连续9年稳居世界第一，2020年市占率32%，与第二名份额拉开较大差距。
车载镜头通常需要与图像传感器组合接受下游厂商的审核验证，与CIS类似，认证周期通常为2-3年。长认证周期带来较为稳定的合作关系。目前舜宇光学客户主要以Tier1厂商为主，包括博世、麦格纳、法雷奥、大陆等，与Mobileye等算法厂商合作密切。
车载镜头模组封装的市场格局则较为分散。根据ICV Tank数据，2020年全球前三分别为麦格纳（11%）、松下（9%）和法雷奥（7%），全球CR6约44%，国内厂商市占率较低，仅舜宇光学和联创电子（002036.SZ）等镜头厂商因工艺经验丰富，有足够的技术实力承接封装业务，作为Tier0.5厂商直接给车企供应车载镜头模组。
舜宇光学2009年以1.7亿元收购无锡为森13.96%股权，持有为森股份增至60.07%，正式切入车载镜头模组领域。后者作为舜宇的专业车载镜头模组子公司，已通过日本电装认证。目前该公司已实现800万像素前视ADAS车载模组、DMS及OMS车载模组的量产交付，环视摄像头模组已获Tier1厂商Denso认可并实现量产交付。
联创电子的核心竞争力在于模造玻璃技术，已实现模造玻璃镜片100%自制，相比于镜片外购厂商具有明显成本优势。目前，日本豪雅和联创电子是全球唯二实现模造玻璃大规模量产的公司。
在车载镜头领域，联创电子2017年开始供货特斯拉Model系列车型，同时蔚来ET7、ET5的7颗8M镜头及模组均由联创供应；全球知名ADAS方案商Mobileye Eye Q5的8M镜头中，联创认证通过了8颗；同时也是英伟达的独家战略合作供应商；联创还中标了华为多款高端车载镜头，并占据较大份额；该公司与法雷奥、安森美、麦格纳、采埃孚、大陆等Tier1厂商也有合作。中泰证券认为，未来3-5年联创有望成为全球车载镜头及模组全球龙二。
七、车载网关
作为整车网络的数据交互枢纽，汽车网关正在汽车新三化（电动化、智能化、网联化）推动下快速发展。
汽车网关是用于车内多个网络间进行数据转发和传输的电子控制单元，其在异构车载网络（CAN、LIN、MOST、FlexRay、以太网等网络）之间提供无缝通信，同时与外部网络之间建立桥梁，并解决数据带宽和安全性问题。汽车网关主要分为三类，CAN网关、以太网网关以及新一代的混合网关。
随着“软件定义汽车”的发展，网关承担的不仅仅是车内网络通讯总线的路由功能。对内，网关是车内大数据的中枢大脑；对外，互联车辆从云端接收无线(OTA)更新。从架构出发，网关非常适合用于管理固件远程OTA更新。因此，网关正从以硬件为中心的传统模型逐步过渡到基于软件、以服务为中心的模型。
7.1 2025年国内替换需求可达150亿元
下一代网关需求一方面来自于对现有汽车网关的替换。
据国信证券，2020年国内新车上险搭载独立网关为1767.76万辆，搭载率为92%；2021年独立网关的上险量为2004.86万辆，渗透率为99.5%，上险量同比增长13.4%，因此市场增长主要来源于存量替换，假设替换率达到20%，以映翰通（688080.SH）正在孵化的智能车联网系统研发项目的预估ASP（平均单价）2500元/台估算，则预计2025年国内市场规模可达150亿元（对应3000万辆汽车，据中汽协预测）。
另一方面，汽车新三化也将带动汽车网关需求增长。
芯驰科技相关技术人员对第一财经表示，以前一辆车一个网关，主要就是数据转发，现在的趋势是网关上会集成越来越多功能和服务。随着中央计算架构的发展，一辆车会有4个、6个或者更多的区域控制器(Zonal Controller)或者区域网关(Zonal Gateway)，然后中央网关会和中央计算单元集成在一起。
据统计，2020年全球车载以太网关市场规模约为36亿元，业界预计2027年将达到125亿元，期间年复合增长率为19.46%。
7.2车载网关市场集中度高
目前网关供应商主要包括传统独立网关厂商和上游芯片厂商。
据高工智能汽车研究院数据，2020/2021年前十一月，中国新车前装独立网关CR10均超过90%，大陆、博世、迈隆等几家海外公司占据主要份额，市场集中度高，
国内公司中，映翰通的商用车车载网关已落地，其基于边缘计算网关开发的车载无线通讯网关已在欧洲等海外高端市场商用，产品已发布了多种型号，覆盖从工程车辆、民用大巴到特种车辆的交通智能化需求，支持AzureIoT等数种云平台的对接。
我国商用车年销量超过500万台，国信证券以ASP 2500元/台测算，每年商用车车载系统市场空间达至少125亿元，市场空间巨大。
网关芯片位于产业链上游，过去一般采用MCU，但随着服务型网关处理能力、网络性能等方面的提升，MCU SoC成为发展趋势。
网关芯片供应商海外主要有恩智浦（NXP）、意法半导体（ST）、瑞萨、德州仪器（TI）、英飞凌等，国内厂商则有芯驰科技等。
芯驰科技副总裁徐超介绍，芯驰提供两类车内网关，一类是核心服务型网关（Service-Oriented Gateway）；另一种是Zonal网关（域控网关），它分布在车的不同区域，能取代以往大量离散MCU。据悉，芯驰的中央网关芯片G9在2021年底成为国内首批获得国密认证的车规芯片。
八、结语
类似于手机从功能机到智能机，汽车也正从“功能车”变为“智能车”，这是一个巨大的转折，也是一个新时代的开始。
芯片厂商纷纷摩拳擦掌切入汽车领域，以寻求新的增长。
在业内看来，“目前国内厂商在座舱芯片、智能驾驶、中央网关和高性能MCU等芯片方面和海外的差距已经越来越小，在某些领域可以比肩甚至超过海外厂商。”
但这仅仅是一个开始。国产芯片产业要与汽车产业的发展和变革协同，是一件长期主义的事情，不仅需要厂商自身持之以恒加大研发力度，还需要产业链上下游的精诚合作。而当下，或许就是不错的时机。
本文不构成任何投资建议，投资者据此操作，一切后果自负。市场有风险，投资需谨慎。
