汽車半導體行業投資機會分析

來源：內容來自華信研究院，作者 丁美美，謝謝。

近幾年，全球汽車產量從2012年的8213萬輛增長至2017年的9704萬輛。根據中國信息產業網預估，從2018到2022年，全球汽車銷量年複合增長率約為3.2%，預計到2022年，全球汽車銷量將增加至1.14億輛。與此同時，中國汽車產業快速發展，增長率處於世界前列，產量由2012年的1930萬輛增長至2017年的2900萬輛，平均年複合增長率為8.5%，已成為全球最大的汽車製造國和消費國。2017年，中國汽車產量約佔全球總產量的29.8%，預計到2022年，中國汽車產量將增長至3970萬輛，約佔全球產量的36.6%，年複合增長率為6.5%。

汽車半導體市場正在蓬勃發展，在老牌晶元製造商和新興公司之間掀起了一場全球爭奪戰。手機仍是半導體行業銷量最高的市場，但增長勢頭已趨平緩。相比之下，汽車半導體市場的價值正在迅速上升。根據Semico預測，到2023年，汽車半導體市場將增長到730億美元。以下，華信研究院就車用SoC晶元、功率半導體、感測器等重點領域進行了分析。

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車用SoC晶元

未來幾年，電動汽車的銷量增速有望超過50%。根據EV sales統計，2017年全球電動車銷量超過122萬輛，同比增長了58%。2018年，電動車銷量明顯提速，1—4月，全球電動車銷售達到43.55萬輛，較去年同期增長了68.18%，銷量呈現出加速增長的態勢。隨著汽車電氣化轉型、政府政策出台及技術的發展，自動駕駛車輛的發展將如火如荼。在未來十年內，車用級片上系統（系統級晶元，SoC）需求將大幅提升。2017年，全球車用級片上系統市場的市值達到了120億美元。據估計，全球片上系統市場的年複合增長率（CAGR）將達到7.7%，預計2028年該市場的市值將達到268億美元。

1、研發增多及汽車電氣化轉型等核心要素將推動車用級SoC的應用

業內主流車企都在投資自動駕駛車輛的研發，從而滿足用戶的需求，實現無縫式搭乘及駕駛體驗。語音識別、音頻及視頻感知、圖像、GPS、雷達、先進駕駛輔助與安全、集成電路LED車、頭燈等先進技術都在汽車自動化方面（自動駕駛）發揮著重要作用，而上述功能的實現都離不開片上系統的支持。隨著電動車及混動車的提升，車用級片上系統的應用量也將隨之提升。車載蜂窩網路技術及車載通訊技術是用作自動駕駛車聯網的重要技術。

2、各國政府對電動車生產的支持與激勵也將強化車用級片上系統市場的發展

各國政府制定各項舉措大力推動電動車及混動車的量產，在全球範圍內吸引了許多投資機構紛紛大力投資半導體行業及相關集成晶元領域，進一步推動了全球車用級片上系統市場的增長。

3、豪華型商用車的需求持續增長，為車用級片上系統製造商創造了良好的投資機遇

儘管北美、亞太、西歐等地區對電子產品及消費電子品徵收了進口關稅，導致上述地區半導體及相關集成晶元的銷售受到影響，從而限制了全球車用級片上系統市場的發展。但是，該市場現狀同樣蘊含著機遇。北美、歐洲、亞太地區的豪華型商用車需求持續增長，為車用級片上系統製造商提供了巨大的市場機遇。而沃爾沃和戴姆勒-克萊斯勒等正致力於為其商用車提供全新的駕駛體驗並為旗下車型整合片上系統。

按應用分類，車載信息娛樂系統將佔據車用級片上系統市場的主導地位，其市場份額佔比將高達63%。IHS預計，2018-2028年間，先進駕駛輔助系統（ADAS）細分市場的年複合增長率最高，2020年全球ADAS滲透率將增至30%，歐洲地區由於車規要求滲透率更高，達86%。相應的，全球ADAS市場不斷擴大，據Grand View Research統計，全球ADAS市場規模將從2016年的141.5億美元增長至2025年的674.3億美元，年複合增長率約19%。

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功率半導體

受益於政策支持及銷售補助，預計全球及中國新能源電動車銷量的年複合增長率將達到32%，這將帶動相關半導體產業鏈的快速發展。新能源汽車新增半導體用量中大部分是功率半導體。Infineon預估，功率半導體市場未來3—5年增速約為8%。根據麥肯錫統計，純電動汽車的半導體成本為704美元，比傳統汽車的350美元增加了1倍，其中功率半導體成本高達387美元，佔55%。純電動汽車相比傳統汽車新增的半導體成本中，功率器件成本約為269美元，佔新增成本的76%。

1、IGBT增長突出

新能源電動車動力產生和傳輸過程與汽油發動機有較大差異，需要頻繁進行電壓變換和直流-交流轉換。加之純電動車對續航里程的高需求，使得電能管理需求更精細化，這些對IGBT、MOSFET、二極體等功率分立器件的需求遠高於傳統汽車。以上這些極大帶動了汽車電子系統對功率器件需求的增加。

功率半導體是電動車成本佔比僅次於電池的第二大核心零部件。隨著新能源汽車的普及，IGBT作為新興功率器件，將出現爆髮式增長。

IGBT廣泛運用於汽車電機控制系統，目前，汽車電機控制系統需要用到數十個IGBT。以特斯拉為例，特斯拉後三相交流非同步電機每相要用到28個IGBT，總計要用84個IGBT，加上電機其他部位的IGBT，特斯拉共計使用了96個IGBT（雙電機還要加前電機的36個）。按照4—5美元/個的價格計算，雙電機IGBT價值大概在650美元左右。

2、車載充電機用量較大

電動汽車車用充電機（OBC）主要用於保證電動車動力電池安全和為電池自動充電。依據電池管理系統（BMS）提供的數據，充電機能動態調節充電電流或電壓參數，執行相應的操作，完成充電過程。

車用充電機作為一個電力電子系統，主要由功率電路和控制電路組成。對於功率電路，由變壓器和功率管組成的DC/DC變換器是其重要的組成部分。對於控制電路，控制器是核心，用來實現與BMS和CAN的通信，並控制功率電路按照三段式充電曲線給鋰電池組充電。當車載充電機接上交流電後，並不是立刻將電能輸出給電池，而是首先通過BMS電池管理系統對電池的狀態進行採集分析和判斷，進而調整充電機的充電參數。

隨著電動車的普及，車用充電機的用量越來越大，對相關功率器件和電源管理IC的需求量很大，而這些在傳統的燃油動力車中是沒有的，其市場發展前景不容忽視。

3、中國新能源汽車銷量佔全球銷量一半以上

中國是新能源汽車最重要的市場之一，在這樣的背景下，國際半導體大廠紛紛與國內汽車主機廠建立戰略合作關係。例如，2018年3月，上汽集團與英飛凌成立合資企業——上汽英飛凌半導體公司，上汽集團持股51%，英飛凌持股49%。上汽英飛凌半導體聚焦IGBT模塊封裝業務，旨在服務上汽集團及其他國內新能源汽車廠商，項目一期投資16億元，預計未來2—3年實現100萬套的年產能。

另外，不久前，聞泰科技已取得安世半導體控股權，安世半導體源於NXP的標準產品業務，在汽車功率半導體器件領域有著深厚的積累，其有兩座晶圓廠（6英寸、8英寸）及三座封測廠，2017年銷售額超過13億美元，該公司超過50%的產品應用在汽車領域。按照規劃，安世半導體未來有望在中國大陸擴產，這可以說是給我國本土汽車功率半導體產業的發展打了一針強心劑。

在傳統汽車電子半導體市場，國外廠商憑藉技術優勢和穩定的配套關係掌握著主動權，國內廠商難以取得突破，對外收購成為了國內廠商涉入汽車電子半導體領域的捷徑，除了安世半導體，四維圖新、曠達科技等廠商通過收購快速進入了汽車半導體領域。電動化為汽車半導體市場帶來新增需求的同時，也為國內汽車半導體廠商提供了不少機遇。目前，國內廠商已經開始在新能源汽車功率半導體和智能汽車晶元上布局，功率半導體方面的代表廠商包括比亞迪、中國中車、士蘭微電子等，而智能汽車晶元方面的代表企業有寒武紀和地平線等。

對比汽車半導體的競爭格局和國外廠商的發展史，中國國內廠商主要有兩種發展路徑：一是在傳統晶元領域通過收購獲得技術和客戶資源；二是在新能源汽車功率半導體和智能汽車晶元上發力。

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感測器

汽車感測器是感知層的核心部件，遍布車輛全身。一輛汽車所搭載的感測器數量的多少，直接決定了其智能化水平的高低。目前，普通家用轎車中約配有數十個感測器，高檔轎車中則多達100多個。整體而言，目前全球汽車感測器市場主要由博世、電裝、森薩塔等Tier 1廠商所把控。

在少數細分領域中，中國廠商憑藉高性價比和定製化服務等優勢，已經佔據一席之地。例如，奧迪威的UPA超聲波感測器器件全球市佔率達9%，舜宇的車載攝像頭鏡頭全球市佔率超30%等。

1、攝像頭/毫米波雷達/激光雷達技術創新活躍，市場規模增長迅速

汽車感測器中，MEMS感測器和超聲波雷達的技術和應用已經相對成熟，而攝像頭、毫米波雷達和激光雷達正隨著自動駕駛技術的蓬勃發展，迎來活躍的技術創新。預計2016-2025年，MEMS感測器和超聲波雷達市場規模年複合增速分別為5%和10%，攝像頭、毫米波雷達和激光雷達市場規模年複合增速分別為26%、22%和48%；汽車感測器整體市場2025年時將達615億美元（18% CAGR），未來成長空間廣闊。

MEMS感測器是傳統汽車電子系統的重要組成部分，其中，壓力感測器、加速計、陀螺儀與流量感測器是汽車中使用最多的MEMS感測器，總份額占汽車MEMS系統的99%。超聲波雷達主要應用於倒車雷達，以及自動泊車系統中近距離障礙監測。倒車雷達已經由高端車型下沉到中低端車型，滲透率較高，前裝率達80%左右；汽車攝像頭按視野覆蓋位臵可分為前視、環視（側視+後視）及內視攝像頭。雖然雙目或多目攝像頭具有更高的測距精度和更廣的視角，但由於其成本較高以及對精度和計算晶元的高要求，使得其仍未能大規模量產。目前，以Mobileye領銜的單目攝像頭解決方案是市場的主流。按輻射電磁波的方式不同，毫米波雷達可分為脈衝類型和連續波類型，目前連續波類型中的調頻連續波是主流方案。近年來，受益於自動駕駛的提振，毫米波雷達廣受關注，全球範圍內掀起研發熱潮。

2、超聲波雷達國內廠商成功局部突圍，國產替代前景可期

全球超聲波雷達模組市場由博世、法雷奧主導，國內廠商有台灣同致電子、航盛電子、豪恩、輝創電子、上富電技等。超聲波感測器器件市場由博世、日本村田製作所、尼賽拉等主導，國內廠商以奧迪威為代表。

超聲波雷達的發展已經相當成熟，國內廠商與國外巨頭相比技術差距並不大。然而，國內超聲波雷達廠商雖多，大部分卻未能進入前裝市場。一方面，國內廠商的產品在穩定性和可靠性方面還有待進一步打磨，另一方面整車廠的Tier 1供應商較為穩定、進入驗證周期漫長。

憑藉著高性價比的產品、快速及時的服務，國內的同致電子、豪恩、奧迪威的UPA產品，已成功突圍進入國內各大車廠。同致電子的UPA超聲波雷達在亞洲OEM市場中份額第一，客戶有上海通用、上海大眾、東風日產、上汽、奇瑞、吉利等。豪恩的UPA超聲波雷達成功切入上海大眾、一汽大眾、吉利汽車、力帆汽車、上海通用五菱等客戶。2016年，奧迪威的UPA超聲波感測器器件銷量達2627萬，據公司招股說明書估算，其佔全球市場的份額約為9%。此外，公司的APA超聲波感測器也已經於2016年投放市場。同致電子、豪恩分別是奧迪威2017年第一、第三大客戶，占其營收比例為24%、5%。

3、車規級攝像頭模組海外大廠主導，零部件已有國產突破

考慮到安全性及複雜的駕駛環境，車規級攝像頭在耐高溫、抗震、防磁和穩定性等四方面有著嚴苛的性能要求。車載攝像頭模組均價超500元，而類似配臵的手機攝像頭均價不足百元。

目前，車載攝像模組市場主要被海外大廠瓜分，包括日本的松下、富士通天、索尼，歐洲的法雷奧、大陸等，幾乎都是全球前列的Tier 1供應商。國內手機攝像頭產業鏈廠商舜宇光學、歐菲光、晶方科技等正積極發展車載攝像頭模組業務。攝像頭模組的上游主要有CMOS圖像感測器（CIS, CMOS Image Sensor）以及鏡頭的供應商。在車載攝像頭零部件方面，豪威科技（併購）和舜宇光學（手機產業鏈基礎延伸）已實現國產突破。

相比CCD，CMOS圖像感測器的高速、高動態、低成本特性更適合應用於高速運行且光線條件變化劇烈的實際駕駛環境。CIS由於其較高的技術壁壘，大部分市場份額同樣被國外大廠所把控，車載CIS全球前五大廠商安森美、豪威（中資控股）、Pixelplus、索尼和松下的合計份額近90%。攝像頭鏡頭是中國企業的傳統優勢產業，台灣大立光電、舜宇光學、玉晶光電位列全球攝像頭鏡頭企業前列。據舜宇相關負責人，自2012年起，舜宇全球車載鏡頭出貨量第一，市佔率達30%以上。在攝像頭模組下游的是車載攝像頭解決方案供應商，這類企業的核心技術往往是視覺演算法或視覺處理ASIC晶元。Mobileye是全球車載攝像頭解決方案龍頭；國內相關初創企業有MINIEYE、地平線、中科慧眼、天瞳威視、蘇州智華、縱目科技、前向啟創、創來科技、Maxieye等。

隨著自動駕駛技術的興起，車載攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等新興高成長領域市場空間廣闊、創新活躍，其中湧現了一大批中國創業公司。這些新興領域中，技術路線百家爭鳴、技術標準尚未被國外大廠壟斷。同時，在國內良好的創業環境、海內外優秀人才加盟、近年電子產業鏈積累等因素的共同作用下，中國企業有望突圍。

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小結

半導體組件是汽車電子產品組成的核心，其中包括基於視覺的圖形處理器（GPU）、應用處理器、感測器及DRAM和NAND快閃記憶體等推動汽車創新技術實現的關鍵零部件。按照汽車製造廠商和型號的不同，現代汽車可能需要多達8000個晶元，並且這個數字只會隨著自動駕駛汽車的普及而增加。隨著汽車複雜程度的提高，對汽車半導體的需求勢必會穩步增長，因此汽車板塊對半導體產業而言屬於推動其長期發展的新引擎。儘管汽車相比其他領域對整個半導體產業而言佔比只有大約10%，但據Gartner預測，到2020年，汽車半導體這一業務板塊的利潤增長率將是全球半導體市場的兩倍。

汽車半導體市場的快速增長將為汽車半導體廠商帶來巨大的利潤，這是毋庸置疑的。但中國半導體公司想在其中分一杯羹，仍有差距。例如，比亞迪聯手上海先進半導體公司,發力新能源汽車晶元。雙方將充分利用各自的優勢，將具有自主知識產權的IGBT核心關鍵技術和半導體晶元製造技術進行「強強聯合」，加快新能源汽車用IGBT晶元國產化步伐，共同推進IGBT設計與晶元製造進程，完善中國IGBT產業鏈。中芯國際在2016年收購義大利集成電路晶圓代工廠70%股份，憑藉此項收購正式進駐全球汽車電子市場……國內車用晶元領域積極信號不斷，一派蓬勃景象。然而，我們也需要面對一個殘酷的現實：與國外先進水平相比，我國車用晶元技術的差距仍然很大。

但是，中國晶元廠商有「得天獨厚的資源優勢」，特別是在自動駕駛處理器、AI處理器方面，比如我們去年有2800萬台汽車市場的容量，未來會增長到4200萬台的市場，這讓我們比國際同行更加了解中國消費者的需求，更加了解中國的路況，能更準確地預測行人過馬路時的行為，因為能夠採集更多數據。此外，自動駕駛對邊緣計算的高要求，加上極其廣闊的應用場景，決定了應用於自動駕駛的AI晶元是初創晶元企業的極好突圍點。到目前，國內企業中地平線、寒武紀、四維圖新、西井科技、森國科等均在2017年發布了自動駕駛晶元規劃。

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