汽車智能化級(jí)別越高，所需控制芯片數(shù)量越多、車載存儲(chǔ)的容量越大，對相應(yīng)半導(dǎo)體的需求激增，汽車半導(dǎo)體增量市場已打開。

引言：自 1886 年戴姆勒首次將內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用于汽車以來，汽車工業(yè)的創(chuàng)新一直圍繞內(nèi)燃機(jī)展開，消費(fèi)者也以追求發(fā)動(dòng)機(jī)馬力等性能指標(biāo)為目標(biāo)。隨著特斯拉在電動(dòng)化技術(shù)與自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域的顛覆性變革，汽車電動(dòng)化與智能化漸成主機(jī)廠共識(shí)，消費(fèi)者購車時(shí)的考量也逐步從傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)馬力性能指標(biāo)，轉(zhuǎn)向以智能車機(jī)、自動(dòng)駕駛為代表的智能化體驗(yàn)視角。同時(shí)，當(dāng)汽車行業(yè)供需兩端的關(guān)注點(diǎn)逐步由性能轉(zhuǎn)變至智能時(shí)，汽車創(chuàng)新的核心亦從“動(dòng)力引擎”發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到“計(jì)算引擎”半導(dǎo)體。

1 全球汽車產(chǎn)業(yè)向綠色化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展，打開汽車半導(dǎo)體增量市場

在全球低碳經(jīng)濟(jì)政策下，純電動(dòng)車將大量替代傳統(tǒng)燃油車，使得功率半導(dǎo)體、第三代半導(dǎo)體需求顯著增加。全球汽車產(chǎn)業(yè)正朝著綠色化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化三大方向不斷催生出新。

綠色化指在全球低碳經(jīng)濟(jì)政策下，純電動(dòng)車將大量替代傳統(tǒng)燃油車，催生出汽車半導(dǎo)體的增量市場，功率半導(dǎo)體器件、第三代半導(dǎo)體需求顯著增加。電動(dòng)車中，逆變器和電機(jī)取代了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的角色，因此逆變器的設(shè)計(jì)和效率至關(guān)重要，其好壞直接影響著電機(jī)的功率輸出表現(xiàn)和電動(dòng)車的續(xù)航能力。目前，大部分電動(dòng)汽車還是以 IGBT來做高功率逆變器 (DC-AC Traction Inverter) 及車載充電系統(tǒng)。未來，SiC MOSFET將進(jìn)一步提高車用逆變器功率密 度，降低電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)重量及成本。SiC 碳化硅是第三代化合物半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)越的物理性能：降耗能，動(dòng)力系統(tǒng)模組縮小5倍，物料成本低，縮短充電時(shí)間，以及高溫下的穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，未來會(huì)成為各車企的布局重點(diǎn)。

智能化是指在智能汽車滲透率的不斷提升的大場景下，半導(dǎo)體的增量成本隨自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升而增大。在計(jì)算和控制芯片方面，新能源電動(dòng)車平均芯片個(gè)數(shù)從2017年的 800顆增長到2022年的1500個(gè)左右，算力提升帶動(dòng)主控芯片半導(dǎo)體的大幅需求。在存儲(chǔ)芯片方面，增量主要來源于汽車智能化帶來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。目前，車載芯片存儲(chǔ)單元的數(shù)量與性能的大幅提升是無人駕駛由L2邁向更高局次L4/L5的重要保障。不同自動(dòng)駕駛級(jí)別需要不同的DRAM和NAND。據(jù) Counterpoint Research 估計(jì)，未來十年，單車存儲(chǔ)容量將達(dá)到 2TB-11 TB，以滿足不同自動(dòng)駕駛等級(jí)的車載存儲(chǔ)需求。總體來看，L2 升級(jí)到L3級(jí)別汽車半導(dǎo)體成本的漲幅為 286.7%，L3升級(jí)到L4/L5級(jí)別半導(dǎo)體成本漲幅達(dá)48.3%。

網(wǎng)聯(lián)化將實(shí)現(xiàn)汽車與其他載體實(shí)時(shí)信息的交互，所需的射頻芯片、基帶芯片、傳感器雷達(dá)、攝像頭和諸多非光學(xué)傳感器的數(shù)量將會(huì)大幅增加。網(wǎng)聯(lián)化將半導(dǎo)體的技術(shù)和成本在車側(cè)和路側(cè)分配，通過V2V（汽車對汽車通信）、V2I（汽車對基礎(chǔ)設(shè)施）、V2N（汽車對互聯(lián)網(wǎng)通信）和V2P（汽車對行人通信）來獲取超視距或者非視距范圍內(nèi)的交通參與者狀態(tài)和意圖，未來各種通信芯片、視覺芯片、傳感器芯片將會(huì)進(jìn)一步打開汽車半導(dǎo)體的成長空間。

2 冉冉開啟的超大量級(jí)車載半導(dǎo)體市場有哪些品類？

受益于汽車行業(yè)“綠色化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的”三化趨勢，汽車半導(dǎo)體在汽車當(dāng)中將扮演著越來越重要的角色。在全球半導(dǎo)體所有子行業(yè)中，汽車半導(dǎo)體的增速最快，高達(dá)14.3%，收入規(guī)模將從2020年的387億美元增加到 2025年的755億美元。超大量級(jí)的車載半導(dǎo)體市場冉冉開啟。

按照國際通行的半導(dǎo)體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方式劃分，汽車半導(dǎo)體可以分為四類：集成電路 （微控制器、模擬 IC、邏輯 IC、存儲(chǔ)芯片），分立器件，傳感器和執(zhí)行器、光電子器件共四大類。

根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì) 2025 年全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到 682 億美元，其中模擬 IC 約 170 億美元、分立器件約 110 億美元、邏輯 IC 約 101 億美元、存儲(chǔ) IC 約 87 億美元、微控制器約 85 億美元、光學(xué)半導(dǎo)體約 66 億美元、傳感器與執(zhí)行器約 63 億美元。

按照半導(dǎo)體在智能汽車上具體的應(yīng)用領(lǐng)域劃分：汽車半導(dǎo)體可分為與智能化相關(guān)的計(jì)算芯片、存儲(chǔ)芯片、傳感與執(zhí)行器芯片、通信芯片，以及與電動(dòng)化相關(guān)的能源供給芯片。同時(shí)，隨著處理事件復(fù)雜性的日益提升，亦存在將幾種不同類型的芯片集成在一起，形成系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC），從而有效地降低電子/信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品的競爭力。

• 計(jì)算及控制芯片：此類芯片以微控制器和邏輯 IC 為主，主要用作計(jì)算分析和決策。與人體大腦類似，可分為主控芯片和輔助芯片。其中，主控芯片包含 MCU（微處理器）、CPU（中央處理單元）、FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列器件）、 ASIC（專用芯片）等，輔助芯片則包含主管圖形圖像處理的 GPU 以及主打人工智能計(jì)算的 AI 芯片等。

• 存儲(chǔ)芯片：主要用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，具體包含 DRAM（動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器）、SRAM （靜態(tài)存儲(chǔ)器）、FLASH（閃存芯片）等。

• 傳感芯片：主要用于探測、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)或其他所需形式傳遞給其他設(shè)備。具體包含 CIS（CMOS 圖像傳感器）、MEMS、電流傳感器、磁傳感器、陀螺儀、VCSEL 芯片和 SPAD 芯片（用于激光雷達(dá)）。

• 通信芯片：主要用于發(fā)送、接收以及傳輸通信信號(hào)，具體包括基帶芯片、射頻芯片、信道芯片、電力線載波通信芯片、衛(wèi)星導(dǎo)航芯片等。

• 能源供給芯片：主要用于保證和調(diào)節(jié)能源傳輸，以分立器件為主。具體包括電源管理芯片（AC/DC、LED 驅(qū)動(dòng)芯片等）、晶體管（IGBT、MOSFET 等）、二極管、晶閘管等。