電子行業專题報告,電動化+智能化趋势下,车用半导体需求大增

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1、電動化+智能化趋向下，车用半导体需求大增

電動汽车渐渐放量，鞭策车用半导体市場加快發展

汽车財產正履历雷同手機財產從功效機向智能機期間的迭代，汽车作為纯真挪動东西的 属性渐渐向作為挪動智能终真個第二空間變化。面临极端繁杂及卑劣的行车情况，智能 汽车必要感知、决议计划和履行层三個维度全方位的技能前進，不但必要傳感器、芯片等電 子装备数目和機能的大幅晋升，更必要底层電子電气架構的周全优化，與之對應的電子 装备功耗呈几何级别增长。

電動平台是智能汽车的最好载体

智能汽车必要底层電子電气架構完全變化，燃油车繁杂的機器布局及成熟的財產分 工系统，面對极高的變化本錢和极大的變化难度，電動车機器布局大幅简化，全新 開辟的電動平台在變化本錢及难度上均有显著上風。

智能汽车對指令履行的实時性及正确性请求高，比拟發念頭繁杂的節制计谋和较慢 的相應速率，機電對指令的相應速率和正确性极高，契合智能汽车焦點请求。

智能汽车的電子装备数目及運行高功耗大幅增长，電動车的高電压電力平台可支持 更高强度的電子装备荷载。

软件界说汽车，產物竞争核心變化

因為燃油车原有架構智能化潜力有限，成长至今立异已趋于瓶颈，重要集中于硬件 层面的部件级别立异和渐進式改良，在软件层面的智能化长進步十分迟钝。

智能汽车是粉碎性立异，不但在于產物自己是架構级别立异，更在于產物竞争核心 從原本的動力体系等硬件機能向智能網联的软件機能變化，經由過程 OTA 進级可举行整 车级别機能的延续晋升，实現软件界说汽车。

特斯拉确立了以電動平台為载体的智能汽车主导设计，引领財產變化。特斯拉确立了智 能汽车主导设计，并在各焦點环節采纳垂直一体化结構，鞭策技能鸿沟外移。

動力体系：采纳以動力電池、機電、電控為焦點，機器布局大幅简化的電動平台；電子電气架構：采纳以中心处置器為焦點的车辆集中式架構代替傳统的散布式架構；智能驾驶：配备機能冗余的傳感器及芯片，經由過程贩賣车辆的行驶数据延续练习晋升算法 并經由過程 OTA 進级渐渐解锁智能驾驶功效，实現渐進式進级。

傳统车企加快電動化轉型，加大智能化投入。國际主流车企起頭向“電動化、智能化、 網联化、同享化”标的目的计谋轉型，推出纯電動專用模块化平台。比方公共打造 MEB 平台 （Modular Electrification Toolkit），奥迪和保時捷同享高端電動车平台 PPE（Premium Platform Electric），宝马打造 FSAR 平台（flat battery storage assembly），戴姆勒打造 MEA（Electric Vehicle Architecture）平台等，针對電動车研發的全新模块化平台，拓展 性强，可充实阐扬電動车型在智能化、把持性和空間配臵方面的上風，显著提高车型迭 代速率，低落新车型開辟本錢和零部件采購本錢，强化產物竞争力。

電動汽车已進入放量阶段，加快電動汽车浸透率晋升。凡是一款车型平台生命周期為 5-7 年，随後便進入放量阶段。公共首款 MEB 平台车型 201除臭芳香球,9 年末在德國出產，奔跑首款 MEA 平台车型 EQA 于 2020 年上市，宝马首款 FSAR 平台车型 i5 于 2021 年上市等而目 前咱们已看到國表里的傳统车厂及造车新权势的放量。

“電動化+智能驾驶+新能源汽车”已成為當前汽车行業三大焦點驱動力，汽车電子 也是以成為半导体下流范畴需求增加最快的市場。

汽车硅含量及单体價值量延续晋升。按照 PwC 数据，今朝全世界汽车的電子化率（電子零 部件本錢/整车本錢）不到 30%，将来會渐渐晋升到 50%以上，成长空間很大；從绝對 值看，今朝单车汽车半导体價值量在 358 美金，将来将以每一年 5-10%的增速延续晋升。

從利用范畴来看，今朝汽车電子半导体仍集中于動力体系、信息文娱体系、底盘&平安 和车身，四者盘踞约 76%的车用半导体份额。不外從增速来看，ADAS 和夹杂/電動 体系范畴车用半导体的复合增加率最高，IHS 估计 2014-2021 年二者复合增加率别离能 够到达 15%/18%，汽车電子大厂赛普拉斯亦認為 ADAS 可以或许在 2016-2021 迎来 17.6% 的复合增加率。

新能源汽车與傳统汽车最大區分在于動力总成体系（Powertrain），這也是新能源汽车较 傳统汽车電子零部件及半导体器件焦點增量地點。典范的電動车動力总成体自律神經失眠,系重要由動 力電池体系、驱動单位（包含電驱動機電、逆變器與變速器）、车载充機電和 DC/DC 轉换器構成，别的還包括高压電缆、充電線、热辦理体系和高压配電模块。

為了便利直觀比力新能源汽车動力傳動体系電子零部件及半导体器件價值量變革，咱们 将靠近 8000 美元的锂電池组去掉後對動力傳動体系各 ECU 举行比力，發明逆變器和车 载充機電的单体價值量最高，别离靠近 700/600 美元，且凡是在高端配臵上配备 2 個。别的 BMS、热辦理和 DC/DC 轉换器等 ECU 價值量均在 200-300 美元之間。

ECU 数目延续增长、機能面對瓶颈。曩昔汽车電子化水平的晋升重要体如今单车 ECU 数目的快速增长带来功效丰硕。按照恩智浦及佐思汽研，2018 年汽车均匀 ECU 到达 25 個，高端型号均匀到达 50-70 個，奥迪 A8 单车 ECU 数目跨越 100 個。ECU 在车载收集 中并不是伶仃存在，各個 ECU 之間必要互换信息，比方仪表必要發念頭输出的轉速旌旗灯号才 能准确地显示當前轉速。ECU 数目的增长致使车载收集范围增长，车载收集已成為策動 機以後第二重的组件。将来智能驾驶等新功效的参加，将在今朝已跨越 5 公里的線束 根本上带来布線繁杂度、功耗及本錢的大幅晋升，對汽车轻量化、電動化带来庞大挑战。

汽车電气架構革命有望冲破瓶颈支持繁杂功效需求。汽车電气布局由散布式走向域節制 器再到中心集中式，是冲破散布式架構 ECU 機能瓶颈、实現更多功效乃至软件進级的一 种可行法子。傳统散布式架構一個 ECU 對應一個或少数几個功效，經由過程 CAN 等总線技 術毗連。而域節制器架構對 ECU 框架举行优化，典范的架構根据汽车電子部件功效将整 车划分為動力总成、车辆平安、车身電子、智能座舱和智能驾驶等几個域，用多核 CPU/GPU 芯片较為集中的節制每一個域，從而為更繁杂的功效供给支持。以博世、大陆、 安波福等為代表的 Tier 1 厂商都将電气架構集中化作為技能成长路径。

主動驾驶、文娱体系域節制器竞争剧烈，動力域解决方案希望较慢。公共 MEB 平台、宝 马、伟世通等厂商提出的车辆節制域、智能驾驶域和智能座舱域三域集中式電气架構是 域集中式很是完全的方案。此中，车辆節制域根基将原動力域、底盘域和车身域等傳统 车辆域举行了整合（重要指体系层面，硬件层面仍必要多個 ECU 節制）；智能驾驶域和 智能座舱域则專注实現汽车的智能化和網联化。今朝行業中解决方案较多集中于智能驾 驶和智能座舱域，重要缘由是其相较底盘和動力節制体系技能門坎低。而底盘和動力域 節制器不但技能莫非较高，且存在傳统供给链中的供给商长处冲突，是以希望较慢，难 度更高，是以動力域解决方案凡是由极個体龙頭供给商带頭或整车厂自研。

芯片、软件是域節制器的魂魄。域節制器作為将来汽车架構中的“批示者”，必要靠芯片、 软件、算法等連系实現功效。域節制 ECU 因為功效较以前 ECU 更集中，是以主控芯片 也将由本来的 CPU 為主流過渡到将来异構式 SoC 芯片成為主流。软件方面，域節制器架 構必要嵌入式操作体系，实現對芯片、傳感器等硬件的節制，比拟傳统功效单一的 ECU 節制步伐，嵌入式操作体系更加繁杂，更雷同于比方智妙手機的操作体系。

汽车電子節制单位 2030 年市場范围达 1560 亿美元，ECU 還是将来十年汽车節制单位 主流。按照麦肯锡，ECU 及域節制单位是汽车電子電气及软件市場中占比最大的范畴， 2020 年 ECU 及域節制单位市場范围 920 亿美元，占汽车電子電气市場的 29%，2020 年至 2030 年将連结年均 5%的增速。此中 ECU 将来十年仍占汽车節制单位主流，域控 制单位占比将有 2020 年的 2%晋升至 2030 年的 43%。

新能源汽车開启十年黄金發展阶段。Canalys 估计 2021 年，電動汽车将占全世界新车销量 的 7%以上，進一步增加 66%，销量将跨越 500 万辆；2028 年，電動汽车的销量将增 加到 3000 万辆；到 2030 年，電動汽车将占全世界乘用车总销量的近一半。按照 IDC，中 國新能源汽车市場在政策驱動下，将在将来 5 年迎来强劲增加，2020 至 2025 年的年均 复合增加率（CAGR）将到达 36.1%，到 2025 年新能源汽车销量将到达约 542 万辆。其 中纯電動汽车占比将由 2020 年的 80.3%晋升至 2025 年的 90.9%。

2、车用功率半导体

IGBT 模块在電動汽车中阐扬着相當首要的感化，是電動汽车及充電桩等装备的焦點技能 部件。详细来看，IGBT 重要利用于：1. 電動節制体系，對應大功坦白流/交换（DC/AC）逆變後驱動汽车機電；2. 车载空调節制体系，利用電流较小的 IGBT 和 FRD，對應小功坦白流/交换（DC/AC） 逆變；3. 充電桩智能充電桩，作為開關元件。

電動汽车與傳统燃料汽车在布局上最大的區分在于動力体系和能源供给体系，電動汽车 采纳了蓄電池、電念頭、節制器等電子、電气相干装备替换了原本的内燃機、油箱、變 速器、火花塞、三元催化轉化器等，大幅晋升车内半导体装备用量。按照英飞凌，均匀 一辆傳统燃料汽车用半导体器件價值為 355 美元，而纯電動汽车/夹杂動力汽车用半导体 器件價值為 695 美元，几近增加一倍。

此中功率器件增长最為显著，傳统燃料汽车用動力傳统体系单车功率半导体器件價值量 17 美元，纯電動汽车/夹杂動力汽车為 265 美元，增长近 15 倍。

新能源汽车區分于傳统汽车最焦點的技能是：“機電驱動”、“電池”、“電子節制”。

機電驱動体系：汽车的機電驱動体系重要由三部門组成：傳念頭構、機電、逆變器，功 率器件重要用于逆變器。IGBT 是逆變器焦點，约占機電驱動体系本錢的一半，其决议 了整车能源效力。别的丰田操纵 SiC MOSFET 技能提高能源操纵效力。

電池：電池辦理是電動汽车關頭技能之一，其感化是對蓄電池组举行平安监控及有用管 理、提高蓄電池利用效力。跟着電池電量计较精度不竭提高，電池工艺技能加倍先辈， 充放電曲線加倍平展，電池辦理芯片必要更高丈量精度。别的因為锂電池的失效特征， 電池辦理体系靠得住性和平安性相當首要。

電子節制单位：電控在廣义上指全部新能源汽车的節制器，包含整车節制器、機電節制 器與電源辦理体系，狭义上讲專指整车節制器。整车節制器至關于汽车“大脑”，是 EV/HEV 動力体系的总成節制器，賣力和谐發念頭、驱動機電、變速箱、動力電池等各部件的工 作，具备提高车辆的動力機能、平安機能和經濟性等感化。

全世界范畴内，在汽车電動化驱動下，功率器件在 EV/HEV 市場的需求延续增加。按照 Yole 的统计，2017 年在 BEV 利用范畴，功率模组市場范围到达 2.2 亿美元，估计到 2023 年，市場范围将实現 22%的复合增加率，5.8 亿美元。而占比更大的 HEV 的需求范围将 由 2017 年的 8.1 亿美元，晋升至 2023 年的 17.2 亿美元，CAGR 到达 43.4%。

IGBT 模块将来增量重要在新能源汽车，市場范围延续晋升。作為工業節制及主動化领 域的焦點器件，IGBT 在機電節能、轨道交通、智能電網、新能源汽车等诸多范畴都已 有利用。按照集邦咨询，2018 年 IGBT 下流利用范畴中占比最大的為新能源汽车，比重 达 31%。据 HIS Markit，2017 年全世界 IGBT 模块市場约 47.9 亿，据 Yole 展望，2019年全世界 IGBT 市場范围将到达 50 亿美元，2020-2025 年 CAGR 超 5%。

IGBT 為新能源汽车焦點，需求晋升空間大。新能源汽车三大部門中電源几近占整车成 本的 50%，但受限于锂電池技能前提，晋升空間不大。今朝在新能源汽车中，最有晋升 空間是機電驱動部門，機電技能程度直接影响整车機能和本錢，而機電驱動部門最焦點 元件是 IGBT。IGBT 重要用在逆變器中，本錢约占全部機電驱動体系本錢一半，感化是 将高压電池直流電轉换為驱動三相機電交换電。别的 IGBT 在汽车充電桩、车载電控等 也有相當首要的感化，在车载空调節制体系、小功坦白流/交换(DC/AC)逆變，也有利用 小功率 IGBT。

IGBT 模块单车價值量高。電控体系在整车本錢中占比第二，约為 15~20%，而作為電 控的焦點部件，IGBT 盘踞全部電控体系本錢的 40%以上，折合到整车上约占总本錢 5% 摆布，若是加之充電体系中所用到的 IGBT（占充電柱本錢约 20%），其本錢占比将會更 高。在特斯拉的雙機電全驱動版车型 Model X 中，利用了 132 個 IGBT 管，此中前機電 有 36 個，後機電有 96 個，價值约莫在 650 美元。

新能源汽车市場景气宇回升，IGBT 財產迎来成长黄金期。按照 Trendforce 對中國车用 IGBT市場范围的展望，到2025年中國新能源汽车用IGBT市場范围将能到达210亿元， 2018-2025 年 8 年累计新增市場份额约 900 亿元；别的，估计 2025 年配套的充電桩用 IGBT 市場范围也将會到达 100 亿元，8 年間累计新增市場份额达 300 亿元，两者总市 場份额或将超千亿。

高压 MOSFET 今朝還是汽车充電的焦點。IGBT 和 MOSFET 同為充電桩必不成少的功 率開關器件，被称之為新能源汽车充電桩的“心脏”。跟着動力電池技能的不竭冲破和 新能源汽车续航里程的不竭提高，大功率 IGBT 快充技能是将来十年的成长趋向，而目 前大部門充電桩企業纷繁選擇利用另外一充電模块 MOSFET 模块。現阶段，基于充電桩 功率、事情频率、電压、電流、性價比等综合身分考量下，大大都充電桩企業重要利用 MOSFET 作為開關電源模块的焦點器件。今朝 IGBT 模块重要用于 1000V 以上、350A 以上的大功坦白流快充。大功率快速充電還必要解决不少问题和挑战，短時間难以实現。

3、车用CIS

特斯拉、蔚来等造车新权势走在技能前沿，引领智能汽车技能成长，作為智能汽车最引 人瞩目标技能當属主動驾驶。跟着主動驾驶技能進级及主動驾驶汽车的普及，承载感知 功效的车载摄像頭需求量将周全晋升。按照日本调研公司 TSR 的数据，车用 CIS 市場未 来将超出消费类利用成為仅次于手機利用的 CIS 第二大利用市場。

智能汽车迭代進级势不成挡，汽车為将来 CMOS 圖象傳感器高增速市場。车载摄像頭 最初重要利用在倒车体系中，跟着 5G 商用落地和 ADAS（Advanced Driving Assistance System，高档驾驶辅助体系）快速普及，汽车加快智能化步调，感知技能作為主動驾驶 技能成长的一大焦點，催化车用圖象傳感器迎来量價齐升。按照 Omdia，估计 2020-2030 年，汽车摄像頭及工業视觉将成為圖象傳感器增速最快的两大下流范畴，此中汽车十年 間年均复合增速估计将能到达近 20%之高。

车用摄像頭需求增加重要来历于 ADAS（Advanced Driver Assistance Systems，高 肩周炎止痛藥膏,级驾驶辅助体系）体系的成长和普及。ADAS 是主動驾驶的主流利用技能方案，其關頭 因此 CMOS 傳感器為焦點的视觉体系，經由過程感知門路情况增长驾驶員可見性，并在驾驶 員忽略時對伤害环境做出反响，加大對行车平安的保障。跟着汽车的智能化晋升，ADAS 体系承當的功效日趋丰硕，交通訊号辨認、车道偏移预警、360 度环顾、盲點监测、自 動停车辅助、主動制動等功效根基城市必要圖象傳感器来作為感知部件，今朝圖象傳感 器+激光雷达的组合利用最為遍及。此外车内驾驶者监控体系（DMS）也将發生對 CIS 的配备需求。

主動驾驶技能進级必要更高、更周全的感知力，车辆對付车载摄像頭的需求量将随品级 升高而不竭增长，咱们估计将来单车配备摄像頭数目有望到达 11-15 目。车载摄像頭 依照安装位臵可分為前视、环顾、後视、侧视和内视，咱们果断到 L4/L5 主動驾驶级别， 前视依凹凸端水平必要 1-3 目，侧视必要 2-4 目，後视倒车需求 1 目，环顾及主動停车 辅助体系将必要 4 目，舱内驾驶員监测必要 1-2 目，将来搭客监测也将增长 1 目需求， 此外汽车行车記实仪或事務記实仪也會發生 1 目刚需，基于上述阐發，咱们展望将来 摄像頭需求或将到达单车 11-15 目。

将来 5 年主動驾驶汽车出貨量将連结高速增加，汽车范畴将成為 CIS 厂商成长新蓝海。 按照 IDC，估计全世界主動驾驶汽车合计出貨量将能從 2020 年的 2773.5 万辆增至 2024 年的 5424.7 万辆，浸透率估计跨越 5 成，2020-2024 年 CAGR 达 18.3%，此中 L3 级别 2024 年出貨量或将到达约 69 万辆。据 Counterpoint 展望，2019 年全世界车载摄像頭市 場出貨量约 2.25 亿只，估计至 2022 年出貨量有望到达 2.58 亿只，按照 Yole 估计，全 球车载摄像頭市場范围 2025 年有望增至 81 亿美元。

主動驾驶级别從 L0 到 L5 成长對更高解析力的需求，车载 CIS 显現出向高辨别率成长 的趋向，價值量有望不竭晋升。L1-L2 低程度的智能汽车對 CIS 的辨别率请求其实不高， 而随主動驾驶品级晋升，汽车所承當的驾驶使命加倍繁杂，不管從功效仍是平安方面考 虑，都必要其可以或许实現更高的物体辨識正确度，這象征着汽车要采纳更高辨别率的 CIS。按照 TSR，今朝 VGA 和 200 万像素 CIS 仍為车用 CIS 出貨的主流，但将来 200 万像素 及以上 CIS 占比将加快晋升，估计至 2023 年 200 万像素和 500 万及以上像素 CIS 出貨 量将别离到达 10.42 亿颗和 1.54 亿颗。

持久来看，主動驾驶為汽车行業@成%1M9fT%长大趋%59523%向@且利用推行不竭加快，车载 CIS 為潜伏百亿 美元大市場。今朝汽车圖象傳感器均價约為 4-5 美元，类比手機市場成长趋向，咱们認 為将来车载摄像頭高端化也将能動員 CIS 價值量逐步晋升，咱们假如每一年全世界汽车產量 在 8000 万到 1 亿辆之間，将来汽车均匀搭载 13 個摄像頭的环境下，CIS 单车價值量有 望跨越 100 美元，推算下来，全世界汽车圖象傳感器市場空間将到达近 100 亿美元！

主動驾驶平台拾级而上，在算力上為更多摄像頭的搭载缔造泥土。因為主動驾驶可經由過程 视觉感知+算法决议计划来实現，主動驾驶芯片决议了处置圖象信息数据能力的上限，進而 决议了搭载摄像頭数目的上限，咱们梳理主流主動驾驶平台進级迭代环境可以發明，自 動驾驶芯片由 L2 向 L5 主動驾驶级别加快進化。以英特尔 Mobileye EyeQ 系列芯片為例， 從 Eye Q1 到 Eye Q5，单颗芯片的浮點運算能力從约 0.0044TOPS 晋升至 12TOPS，可 支撑的摄像頭数目從 1 個晋升至 10 個，下一代 Eye Q6 平台支撑的摄像頭数目可進一步 晋升至 12 個。

造车新权势相较傳统车企在摄像頭配备上加倍激進，将加快 CIS 上车過程。造车新势在 鞭策技能變化上一贯表示出加倍踊跃地姿态，與傳统车企渐進式晋升主動化程度分歧， 蔚来等造车新权势多采纳“一步到位”的技能成长線路，跳過 L一、L2 级，加快推動 L三、 L4 车型量產上市，天然的，其在主動驾驶傳感层的上也领先一步，率先“放置”更大都 量摄像頭“上车”。從统计环境来看，同為 L3 级此外奥迪 A8 和奔跑 S 配备摄像頭别离 為 5 及 6 個，而“造车新权势”特斯拉、蔚来、抱负、小鹏的 L2+消除耳鳴方法,级别主動驾驶汽车配 备摄像頭数目多数在 8 個以上，蔚来最新公布的 L4 级别奢華车型 ET7 更是搭载 11800 万像素摄像頭。

4、车用NorFlash及MCU

车载存储市場大有可為。從今朝车载存储主流方案来看，总体显現存储利用颗数、单颗 容量、单颗價值量三项齐升的趋向。

中華職棒即時比分,车载非易失性存储市場范围较大，網联化及電動化趋向為關頭驱動。汽车電子中 NOR Flash 重要用于汽车仪表盘的显示屏、ADAS 体系（高档辅助驾驶体系）等對启動速率要 求较高的電子装备中。据普冉科技招股书中信息，车载 NOR Flash 范围 8-12 亿美元， 约占 NOR Flash 总需求 1/3；车载 EEPROM 重要用于文娱体系、液晶显示、ADAS、引擎 節制单元、车身節制模组、数字辦事及导航等，估计 2020 年汽车電子 EEPROM 需求量 将到达 21.65 亿颗，2018~2020 CAGR 约 12%。汽车车体電子化、智能化、互联化為必 然趋向，全世界汽车電子市場比年連结约 5%增速。在汽车硅含量晋升布景下，NOR Flash、 EEPROM 利用遍及，车载市場大有可為。

车用 MCU 远景廣漠。跟着汽车市場轉向智能化、網联化，對 MCU 的機能、平安性、可 扩大性、可更新和進级、毗連、低功耗都提出了更新的请求，咱们從单车拆分统计，综 合斟酌平安利用、车身節制、動力体系、電池组方面的需求，估算整车微節制器用量约 為 36~54 颗，斟酌到车规级芯片单價一般较高，以单颗芯片 3 至 10 美金计较，整车 MCU 價值量约為 100 至 500 美元。咱们依照 2020 年中國乘用车 2770 万辆计，智能驾 驶浸透率以 50%测算，仅中國智能驾驶车用微節制器市場就将到达 13.8 亿至 69.25 亿 美元。