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汽車(chē)半導(dǎo)體系列報(bào)告一、電動(dòng)化&智能化發(fā)展,驅(qū)動(dòng)車(chē)規(guī)半導(dǎo)體應(yīng)用邁入新時(shí)代“電動(dòng)化”+“智能化”浪潮下,汽車(chē)半導(dǎo)體應(yīng)用邊界持續(xù)拓寬。汽車(chē)半導(dǎo)體按功能可分為功率半導(dǎo)體(IGBT、MOSFET等)、計(jì)算控制芯片

(MCU、SoC等)、存儲(chǔ)芯片(DRAM、NAND、NOR等)、傳感器芯片(CMOS、雷達(dá)芯片、MEMS等)、通信芯片(總線(xiàn)控制、射頻芯片)等。2020年汽車(chē)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中計(jì)算控制類(lèi)芯片、功率半導(dǎo)體、傳感器芯片、存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模占比分別為23%、22%、13%和9%。從應(yīng)用領(lǐng)域看,傳統(tǒng)燃油車(chē)的半導(dǎo)體主要集中在車(chē)身、底盤(pán)安全等傳統(tǒng)汽車(chē)電子領(lǐng)域,隨著汽車(chē)電動(dòng)智能化不斷發(fā)展,動(dòng)力總成、輔助駕駛、信息娛樂(lè)等領(lǐng)域的半導(dǎo)體需求快速提升,2017-2022年輔助駕駛、電動(dòng)/混合動(dòng)力系統(tǒng)的半導(dǎo)體應(yīng)用規(guī)模CAGR分別高達(dá)23.6%和21%。電動(dòng)化、智能化將驅(qū)動(dòng)汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)快速擴(kuò)容,目前海外半導(dǎo)體廠(chǎng)商占主導(dǎo)地位。2021年全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)467億美元,同比+33%。在電動(dòng)化智能化大趨勢(shì)下,汽車(chē)半導(dǎo)體應(yīng)用需求顯著上升,據(jù)Omdia預(yù)測(cè),2025年全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將突破800億美元,2021-25年CAGR達(dá)15%。根據(jù)我們對(duì)各細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模的測(cè)算,電動(dòng)化將驅(qū)動(dòng)新能源車(chē)IGBT芯片和BMS模塊中AFE芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng),2021年全球規(guī)模分別為20和6億美元,2025年將達(dá)73和18億美元,CAGR分別為39%和34%;智能化則帶來(lái)車(chē)規(guī)CIS、智能座艙SoC、自動(dòng)駕駛SoC以及車(chē)規(guī)DRAM、NAND、NOR三類(lèi)車(chē)規(guī)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)顯著增量,2021年全球規(guī)模分別為39、25、15、12、10和5億美元,對(duì)應(yīng)2025年規(guī)模預(yù)計(jì)分別為76、42、67、22、28和9億美元,CAGR分別為18%、13%、45%、15%、28%和13%。此外根據(jù)ICInsights,全球車(chē)規(guī)MCU將從2021年的76億美元增長(zhǎng)至2025年的120億美元,CAGR達(dá)12%。全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)中,海外半導(dǎo)體龍頭廠(chǎng)商占據(jù)主導(dǎo)地位,2021年英飛凌/恩智浦/瑞薩/德州儀器/意法半導(dǎo)體市占率分別為12.7%/11.8%/8.4%/8.1%/7.5%,CR5接近50%,行業(yè)集中度高。汽車(chē)半導(dǎo)體可靠性要求高,天然存在認(rèn)證壁壘。1)AEC-Q100系列是切入車(chē)企供應(yīng)鏈前必須驗(yàn)證的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),該系列標(biāo)準(zhǔn)按溫度范圍劃分為5個(gè)等級(jí),0級(jí)(-40°Cto+150°C)為最高等級(jí);2)ISO26262專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)領(lǐng)域的功能安全,不是全球強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),但該標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越受車(chē)廠(chǎng)認(rèn)可,該認(rèn)證包括生產(chǎn)流程認(rèn)證和產(chǎn)品功能認(rèn)證,要求安全機(jī)制符合ASIL各等級(jí)認(rèn)證,從低到高分成QM、A、B、C、D五個(gè)等級(jí),ASIL等級(jí)越高,則認(rèn)證流程更嚴(yán)苛、周期更長(zhǎng)、技術(shù)要求和成本都更高;3)IATF16949側(cè)重汽車(chē)品質(zhì)管理體現(xiàn),涵蓋從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)到封測(cè)全流程,更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品零缺陷,其覆蓋的硬件范圍除芯片外還有汽車(chē)其他硬件。汽車(chē)半導(dǎo)體產(chǎn)品進(jìn)入車(chē)企供應(yīng)鏈需要經(jīng)過(guò)上述系列安全性認(rèn)證,認(rèn)證周期至少2年,行業(yè)天然存在較高壁壘,同時(shí)車(chē)企考慮到產(chǎn)品穩(wěn)定性和驗(yàn)證測(cè)試成本,一般不會(huì)隨意更換供應(yīng)商,因此廠(chǎng)商進(jìn)入供應(yīng)鏈后往往能獲得較長(zhǎng)期穩(wěn)定的訂單。1、汽車(chē)電動(dòng)化加速發(fā)展,半導(dǎo)體價(jià)值量顯著提升滲透率迎來(lái)10%拐點(diǎn),汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)入加速發(fā)展階段。從全球市場(chǎng)看,2021年新能源車(chē)滲透率為8%,2022年1-9月全球新能源乘用車(chē)銷(xiāo)量約578萬(wàn)輛,滲透率達(dá)13%,已突破10%拐點(diǎn),全球汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)入加速發(fā)展階段。相比于全球市場(chǎng),中國(guó)汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)程較快,滲透率已由2020年的5%提升至2021年的13%,2022年1-9月國(guó)內(nèi)新能源車(chē)銷(xiāo)量456.7萬(wàn)輛,滲透率達(dá)23.5%。電動(dòng)車(chē)單車(chē)半導(dǎo)體價(jià)值量顯著高于燃油車(chē),功率半導(dǎo)體貢獻(xiàn)主要增量。電動(dòng)車(chē)成本結(jié)構(gòu)與燃油車(chē)差距較大,三電系統(tǒng)占電動(dòng)車(chē)整車(chē)成本高達(dá)50%,包括電池、電驅(qū)和電控,三者對(duì)應(yīng)整車(chē)成本占比分別為38%、6.5%和5.5%。電動(dòng)車(chē)以電力系統(tǒng)作為動(dòng)力來(lái)源,對(duì)電力轉(zhuǎn)換和功率變換具備更高要求,因此功率器件需求顯著提升。此外,電動(dòng)化也將帶來(lái)MCU用量變化,一方面電動(dòng)車(chē)新增的電池管理系統(tǒng)、整車(chē)控制器等將增加MCU的搭載量,另一方面又將減少發(fā)動(dòng)機(jī)管理、變速箱控制器、燃油泵控制器等MCU用量。根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù),傳統(tǒng)燃油車(chē)單車(chē)半導(dǎo)體價(jià)值量338美元,混合動(dòng)力車(chē)和純電動(dòng)車(chē)單車(chē)價(jià)值量提升至710美元和704美元,其中功率半導(dǎo)體增量分別為283美元和316美元,占總增量比重分別為76%和86%。2、智能化帷幕已啟,汽車(chē)半導(dǎo)體迎來(lái)新增長(zhǎng)點(diǎn)汽車(chē)智能化包括智能駕駛、智能座艙和智能服務(wù)三大部分。智能駕駛的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)汽車(chē)的周?chē)h(huán)境進(jìn)行感知、分析、判斷并進(jìn)行有效的處理和執(zhí)行,以實(shí)現(xiàn)擬人化的動(dòng)作執(zhí)行,是汽車(chē)智能化的基石。智能座艙通過(guò)圖像、語(yǔ)音、觸控、手勢(shì)等交互方式提高駕駛操控體驗(yàn)和乘車(chē)娛樂(lè)性,是人車(chē)交互的入口。智能服務(wù)將汽車(chē)與人及其社會(huì)生活相連接,是汽車(chē)智能化的延伸和擴(kuò)大,包括后市場(chǎng)服務(wù)、出行服務(wù)、社交及生活服務(wù)等。ADAS作為智能駕駛核心載體,未來(lái)十年將進(jìn)入加速滲透階段。ADAS

(advanceddriverassistancesystem,高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))是智能駕駛的核心載體,包含感知、決策和執(zhí)行三大層次。1)感知層:依靠多傳感器對(duì)環(huán)境信息和車(chē)內(nèi)信息進(jìn)行采集和處理,攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等是重要傳感器;2)決策層:通過(guò)融合多傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策判斷,制定控制策略;3)執(zhí)行層:將系統(tǒng)決策反饋到底層模塊執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛縱向橫向的自動(dòng)控制,相當(dāng)于汽車(chē)的“四肢”。我們認(rèn)為未來(lái)十年ADAS將進(jìn)入加速滲透階段,預(yù)計(jì)L2及以上車(chē)型滲透率將從2021年的18%提升至2030年的86%,同時(shí),2022年是L2往L3+跨越的窗口,L3+級(jí)智能車(chē)滲透率將由2022年的1%上升至2030年的56%。感知層多傳感器融合,攝像頭和激光雷達(dá)芯片是重要增量。感知層傳感器主要包括車(chē)載攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)以及慣性導(dǎo)航設(shè)備(GNSSandIMU)。不同傳感器在感知精度、感知范圍、抗環(huán)境干擾及成本等方面各有優(yōu)劣。由于當(dāng)前自動(dòng)駕駛廠(chǎng)商還無(wú)法通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法完全彌補(bǔ)硬件在環(huán)境感知方面的缺陷,因此采用多傳感器融合方案收集海量信息用于決策分析是目前提高感知精度和可信度的主流方案。ADAS升級(jí)將帶來(lái)明顯的半導(dǎo)體增量,智能車(chē)單車(chē)半導(dǎo)體價(jià)值量將由L2級(jí)的160美元上升至L3級(jí)的630美元以及L4/5級(jí)的970美元,從傳感器來(lái)看,攝像頭模塊是L2+級(jí)核心傳感器,L3和L4/5則以激光雷達(dá)模塊為重要增量,同時(shí),ADAS升級(jí)過(guò)程中傳感器融合也將貢獻(xiàn)較大的半導(dǎo)體增量。高級(jí)別自動(dòng)駕駛催化算力、存儲(chǔ)新需求。決策規(guī)劃分為路徑規(guī)劃、行為決策和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃三個(gè)層次,每個(gè)環(huán)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)都建立在對(duì)應(yīng)的算法上。隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的提高,芯片需要處理的環(huán)境復(fù)雜度和操作多樣性抬高算力需求,L2級(jí)別的算力需求在10TOPS以下,L3/L4/L5級(jí)別則提升至30-60/100/1000TOPS,因此算力更高的自動(dòng)駕駛SoC芯片需求廣闊。同時(shí),高級(jí)別自動(dòng)駕駛的傳感器、操作系統(tǒng)、離線(xiàn)地圖等都將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),根據(jù)Counterpoint數(shù)據(jù),2025年L4級(jí)ADAS系統(tǒng)每小時(shí)至少產(chǎn)生1TB數(shù)據(jù)量,對(duì)車(chē)規(guī)存儲(chǔ)芯片數(shù)量和性能提出更高要求。二、功率半導(dǎo)體:電動(dòng)化核心增量,高成長(zhǎng)與國(guó)產(chǎn)替代共演繹1、IGBT:受益電動(dòng)化趨勢(shì),高成長(zhǎng)性+國(guó)產(chǎn)替代邏輯明確電動(dòng)化趨勢(shì)下汽車(chē)功率半導(dǎo)體用量顯著提升,為價(jià)值占比最大的汽車(chē)半導(dǎo)體。傳統(tǒng)燃油汽車(chē)中,功率半導(dǎo)體分布在動(dòng)力、車(chē)身、安全等部分,主要應(yīng)用于啟動(dòng)、發(fā)電和安全領(lǐng)域;新能源車(chē)中,功率半導(dǎo)體是實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的核心組件,新增三電系統(tǒng)(電池、電驅(qū)和電控)以及OBC(車(chē)載充電機(jī))、DC/DC、充電樁等需要用到大量的逆變器、變壓器和換流器,IGBT、MOSFET等功率器件用量大幅提升。電動(dòng)化浪潮中,半導(dǎo)體增量主要來(lái)自于功率半導(dǎo)體(圖11),根據(jù)StrategyAnalytics,功率半導(dǎo)體在汽車(chē)半導(dǎo)體中的占比從傳統(tǒng)燃油車(chē)的21%提升至純電動(dòng)車(chē)的55%,躍升為占比最大的半導(dǎo)體器件。配合大電流大功率,新能源車(chē)

IGBT需求旺盛。燃油車(chē)中僅有少量的IGBT單管用于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火器,隨著電車(chē)大功率大電流的技術(shù)演進(jìn),IGBT模塊成為電控系統(tǒng)中逆變器的標(biāo)配,將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以驅(qū)動(dòng)電機(jī)。車(chē)載OBC中,IGBT將輸入的交流電整流為直流電為新能源動(dòng)力電池充電,車(chē)載空調(diào)中則配備IGBT單管/模塊。從電控成本拆分來(lái)看,涉及的電子零部件包括IGBT功率開(kāi)關(guān)、DC/DC變換器、電流傳感器、波紋電容以及微控制器等,其中IGBT成本占比高達(dá)44%。新能源車(chē)

IGBT市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算:2021-25年CAGR達(dá)38.5%。新能源車(chē)單車(chē)搭載約30-48顆IGBT芯片,根據(jù)產(chǎn)業(yè)信息,2021年單片8寸晶圓代工價(jià)格約650美元(產(chǎn)出約120顆IGBT芯片),推算出單顆IGBT芯片的晶圓價(jià)值約5.4美元??紤]封裝成本、毛利以及雙電機(jī)占比,我們假設(shè)2021年平均單車(chē)IGBT成本為300美元,雙電機(jī)滲透率提升疊加IGBT緊缺持續(xù),單車(chē)價(jià)值量將進(jìn)一步提升。綜上,我們測(cè)算出2021年全球新能源車(chē)IGBT市場(chǎng)規(guī)模約19.8億美元,2025年將達(dá)到73億美元,CAGR達(dá)38.5%。英飛凌等海外廠(chǎng)商主導(dǎo)全球IGBT市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)替代空間仍較大。在IGBT器件和IGBT模塊市場(chǎng),英飛凌均為全球第一,市占率分別為29.3%、36.5%,均為全球第一;在IPM模塊上的份額為11.6%,居全球第三。三大市場(chǎng)中,國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商市占率均較低,國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。IGBT器件市場(chǎng)中國(guó)本土廠(chǎng)商僅士蘭微一家,份額為2.6%;IPM則有士蘭微(1.6%)、吉林華微兩家(0.9%);IGBT模塊市場(chǎng),中國(guó)廠(chǎng)商斯達(dá)半導(dǎo)以2.8%的份額居全球第六。國(guó)產(chǎn)替代邏輯下,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)格局相對(duì)優(yōu)于全球市場(chǎng),根據(jù)NE時(shí)代數(shù)據(jù),22Q1中國(guó)新能源車(chē)功率模塊市場(chǎng)中,斯達(dá)半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體和中車(chē)時(shí)代分別占16.4%、14.5%和9%市場(chǎng)份額,分別位居第二、三、五位。缺芯格局+本土電動(dòng)車(chē)品牌崛起加速I(mǎi)GBT國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程。1)機(jī)遇一:

缺芯格局。IGBT市場(chǎng)長(zhǎng)期被英飛凌、富士、三菱等海外廠(chǎng)商壟斷,國(guó)內(nèi)自足率較低。近兩年電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能等下游需求高增,而供給端存在因疫情/地緣沖突停產(chǎn)減產(chǎn)等擾動(dòng),IGBT芯片供應(yīng)持續(xù)緊缺。根據(jù)富昌電子最新披露數(shù)據(jù),英飛凌、意法半導(dǎo)體等廠(chǎng)商IGBT芯片交貨周期仍為50周左右,持續(xù)的長(zhǎng)交貨周期為國(guó)產(chǎn)替代提供機(jī)遇。2)機(jī)遇二:本土電動(dòng)車(chē)品牌崛起。國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車(chē)品牌崛起也將推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,2022年1-9月,比亞迪新能源車(chē)市占率高于特斯拉

4%,穩(wěn)居全球第一,TOP20中有11家國(guó)內(nèi)車(chē)企,國(guó)產(chǎn)新能源車(chē)市占率>41%。在國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇下,國(guó)內(nèi)IGBT廠(chǎng)商發(fā)揮本土優(yōu)勢(shì)加速追趕,斯達(dá)半導(dǎo)、時(shí)代電氣、士蘭微、宏微科技等國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商逐漸切入車(chē)規(guī)級(jí)IGBT供應(yīng)鏈,2021年斯達(dá)半導(dǎo)車(chē)規(guī)IGBT已批量供貨海外市場(chǎng),多款產(chǎn)品獲得定點(diǎn),第七代IGBT預(yù)計(jì)將于2022年批量出貨。在汽車(chē)電動(dòng)化加速擴(kuò)空間+國(guó)產(chǎn)替代提份額的雙重助力下,國(guó)內(nèi)IGBT廠(chǎng)商將獲得跨越式的增長(zhǎng)。2、SiC:800V平臺(tái)上車(chē)催生SiC需求高增800V快充成為多數(shù)車(chē)企布局方向。新能源車(chē)

“里程焦慮”解決方案包括推廣換電模式、延長(zhǎng)續(xù)航里程、發(fā)展快充技術(shù)等。其中,快充技術(shù)可以在不依賴(lài)換電站的前提下有效提升補(bǔ)能效率,因此是多數(shù)車(chē)企布局方向。快充技術(shù)主要包括大電流和大電壓兩大方案,大電流方案缺點(diǎn)在于:大電流會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱量高,會(huì)降低轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)增加熱管理系統(tǒng)成本,目前僅特斯拉、極氪等少數(shù)品牌選擇了大電流方案,多數(shù)車(chē)企則選擇了大電壓方案?,F(xiàn)階段主流新能源車(chē)高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般在230V-450V(即“400V系統(tǒng)”),隨著高壓快充的推進(jìn),整車(chē)高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達(dá)到550-930V(即“800V系統(tǒng)”)。2019年保時(shí)捷推出全球首款純電動(dòng)800V車(chē)型TaycanTurboS,2021年11月小鵬推出國(guó)內(nèi)首款800VSiC平臺(tái)車(chē)型小鵬G9。此外,比亞迪、極氪、嵐圖、廣汽埃安、極狐、長(zhǎng)安、長(zhǎng)城、理想等多家車(chē)企也已先后發(fā)布800V平臺(tái)架構(gòu)或規(guī)劃。2022年7月極狐αSHI版已量產(chǎn)交付,小鵬G9預(yù)計(jì)9月交付,2022年是中國(guó)800V高壓平臺(tái)車(chē)型量產(chǎn)的元年,但目前整體規(guī)模仍較小,據(jù)緯湃科技預(yù)測(cè),2025年800V系統(tǒng)在新能源車(chē)市場(chǎng)有望達(dá)到15%市占率。800V系統(tǒng)對(duì)電控提出更高要求,SiC器件成為更優(yōu)選擇。相比于傳統(tǒng)硅基器件,采用SiC器件對(duì)800V系統(tǒng)的提升主要在性能、成本兩方面。1)性能:a.更低的損耗。WLTC工況下仿真數(shù)據(jù)顯示,“800V+1200VSiC模塊”方案整車(chē)損耗較“400V+750VIGBT模塊”降低了7.6%。b.更長(zhǎng)的續(xù)航里程。根據(jù)博世數(shù)據(jù),SiC版本的電動(dòng)車(chē)平均行駛距離較傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)增加6%。2)系統(tǒng)成本:SiC器件在電控體積、重量、功率、效率方面較硅基均有顯著提升,從系統(tǒng)成本角度考量,能節(jié)省在器件環(huán)節(jié)之外的其他散熱環(huán)節(jié)、電池容量的成本。根據(jù)華爾街日?qǐng)?bào),SiC相關(guān)技術(shù)可幫助單車(chē)節(jié)省近750美元的電池成本。2025年SiC成本預(yù)計(jì)下降20%+,2026年新能源車(chē)

SiC器件規(guī)模有望達(dá)46億美元。目前SiCMOSFET的應(yīng)用受到成本高昂限制,據(jù)中科院數(shù)據(jù),同一級(jí)別下SiCMOSFET的價(jià)格比Si基IGBT高4倍。碳化硅器件降本主要通過(guò)三大途徑:1)降低襯底成本,主要通過(guò)8寸向12寸升級(jí)、持續(xù)優(yōu)化熱場(chǎng)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn);2)在設(shè)計(jì)、器件制造、封裝各個(gè)環(huán)節(jié)改進(jìn)技術(shù),具體涉及縮小元胞尺寸、改進(jìn)柵氧淡化工藝等方向;3)設(shè)計(jì)更小尺寸芯片,使得單位晶圓產(chǎn)出更高。根據(jù)PGC,假設(shè)以2021年6寸SiCMOSFET1200V/100A的成本為1個(gè)單位,則至2025年成本有望降至0.8以下,而8寸的成本有望降至0.68附近。2021年SiCMOSFET為Si器件成本的3倍,到25年有望降至2.5倍附近,而業(yè)界通常認(rèn)為2-2.5倍是碳化硅大規(guī)模滲透的成本臨界點(diǎn),故當(dāng)前及未來(lái)2年處于SiC爆發(fā)的前夜。據(jù)Trendforce預(yù)測(cè),全球新能源車(chē)對(duì)6寸SiC晶圓需求將從2021年的12萬(wàn)片提升至2025年的169萬(wàn)片,據(jù)Wolfspeed預(yù)測(cè),2022年全球新能源車(chē)SiC器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)16億美元,2026年有望達(dá)到46億美元,CAGR達(dá)30.2%。Wolfspeed等海外SiC器件廠(chǎng)商在新能源車(chē)領(lǐng)域進(jìn)展較快,國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商積極布局,三安光電、斯達(dá)半導(dǎo)、時(shí)代電氣、中瓷電子等相對(duì)突出。1)海外廠(chǎng)商方面,Wolfspeed作為全球SiC襯底龍頭,至2021年底與意法半導(dǎo)體有超過(guò)8億美元SiC晶圓供貨協(xié)議,與英飛凌、安森美分別有近1/0.85億美元的供貨協(xié)議,且直接與通用汽車(chē)、Lucid、大眾、宇通客車(chē)等車(chē)廠(chǎng)合作,提供SiC產(chǎn)品。日本SiC龍頭羅姆,與緯湃科技(大陸旗下)、北汽新能源、臻驅(qū)科技、吉利、聯(lián)合汽車(chē)電子等中國(guó)廠(chǎng)商合作廣泛。安森美則在2021年通過(guò)收購(gòu)襯底供應(yīng)商GTAT,具備了SiC襯底制造能力,從而構(gòu)建了完善的SiCIDM模式。2)國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商方面,三安光電、斯達(dá)半導(dǎo)SiC產(chǎn)品“上車(chē)”進(jìn)度國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,時(shí)代電氣2021年發(fā)布了自研SiC芯片新能源車(chē)電驅(qū),士蘭微、揚(yáng)杰科技、宏微科技、新潔能、華潤(rùn)微、安世半導(dǎo)體這些傳統(tǒng)的硅基功率廠(chǎng)商,則在2020-21年間發(fā)布SiC二極管、SiCMOS等產(chǎn)品,布局相對(duì)前瞻。瀚薪科技、瞻芯電子、派恩杰這類(lèi)SiC器件設(shè)計(jì)公司,起點(diǎn)高,誕生之初即從事SiCMOS產(chǎn)品研制,瞄準(zhǔn)新能源車(chē)、工業(yè)市場(chǎng)。三、MCU:智能化大增量,本土廠(chǎng)商迎機(jī)遇1、汽車(chē)是MCU第一大市場(chǎng),智能駕駛帶來(lái)顯著增量汽車(chē)是MCU第一大市場(chǎng),單顆價(jià)值量最高。1)市場(chǎng)規(guī)模占比:汽車(chē)是MCU第一大市場(chǎng),2020年汽車(chē)/工業(yè)/消費(fèi)/通訊/電腦在MCU市場(chǎng)的占比為38%/30%/18%/9%/4%,2010-2020年汽車(chē)在MCU占比穩(wěn)定在38%-40%,持續(xù)保持第一大應(yīng)用的地位。2)出貨量占比:汽車(chē)是MCU第五大出貨領(lǐng)域,2021年,智能卡&安全/個(gè)人信息處理終端/工業(yè)/消費(fèi)電子/汽車(chē)在MCU出貨量的占比為42%/17%/15%/10%/7%。3)ASP:汽車(chē)MCU的ASP顯著高于其他應(yīng)用,2021年達(dá)3.1美元;

自2020年以來(lái),因供應(yīng)鏈不穩(wěn)定,不同應(yīng)用的MCU價(jià)格都有不同程度地上升,2020年汽車(chē)MCU價(jià)格上漲16%,2021年上漲22%,在MCU中漲價(jià)幅度最大,Yole預(yù)計(jì)汽車(chē)MCU的價(jià)格未來(lái)仍將處于高位。車(chē)規(guī)MCU評(píng)估指標(biāo)嚴(yán)苛于消費(fèi)類(lèi)和工業(yè)級(jí)MCU。車(chē)規(guī)MCU的評(píng)估指標(biāo)無(wú)論從工作環(huán)境、使用壽命還是交付良率等方面,都要嚴(yán)苛于消費(fèi)類(lèi)與工業(yè)級(jí)的MCU。比如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)艙MCU工作溫度區(qū)間為-40℃-150℃,車(chē)身控制部分為-40℃-125℃,而消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品只需要達(dá)到:0℃-70℃。其它環(huán)境要求諸如濕度、發(fā)霉、粉塵、水、EMC,以及有害氣體侵蝕等等也往往都高于消費(fèi)電子產(chǎn)品要求。另外車(chē)規(guī)MCU的交付良率要求更高,供貨時(shí)間、使用壽命都遠(yuǎn)高于消費(fèi)、工業(yè)產(chǎn)品要求,驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)多且復(fù)雜。此外,車(chē)規(guī)MCU還需通過(guò)AEC-Q100等車(chē)規(guī)認(rèn)證,認(rèn)證流程通常需要2年左右時(shí)間,認(rèn)證完成后通常能獲得較持續(xù)的車(chē)企訂單,行業(yè)進(jìn)入壁壘較高。ECU是汽車(chē)大腦,MCU是其核心,起控制作用。ECU(ElectronicControlUnit)即電子控制單元,又稱(chēng)“行車(chē)電腦”、“車(chē)載電腦”,用于控制汽車(chē)的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)。ECU由微控制器(MCU)、存儲(chǔ)器(ROM、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)以及驅(qū)動(dòng)等組成。ECU的作用是隨時(shí)監(jiān)控著各種汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)(比如剎車(chē)、換擋、速度、航向角、位臵等)和汽車(chē)運(yùn)行的各種狀態(tài)(加速、打滑、油耗、前車(chē)距離等),并根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的程序邏輯計(jì)算各種傳感器送來(lái)的信息,處理后把各個(gè)參數(shù)發(fā)送給各相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行各種預(yù)定的控制功能。電動(dòng)智能趨勢(shì)下,傳統(tǒng)的分布式EE架構(gòu)ECU數(shù)量增多,系統(tǒng)龐雜,博世的五大域劃分應(yīng)運(yùn)而生。汽車(chē)智能化和信息化發(fā)展,ECU芯片使用量越來(lái)越多,而傳統(tǒng)的汽車(chē)電子電氣架構(gòu)都是分布式的,ECU通過(guò)CAN和LIN總線(xiàn)連接在一起,ECU的增加使得汽車(chē)線(xiàn)束排線(xiàn)困難、軟件維護(hù)與升級(jí)困難、模塊間信息溝通效率低,因此“域架構(gòu)”概念隨之被提出,如Tier-1廠(chǎng)商博世的經(jīng)典五域:動(dòng)力域(PowerTrain)、底盤(pán)域(Chassis)、車(chē)身域(Body/Comfort)、座艙域(Cockpit/Infotainment)、自動(dòng)駕駛域

(ADAS)。有的廠(chǎng)家則在五域集中式架構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步融合,把原本的動(dòng)力域、底盤(pán)域和車(chē)身域融合為整車(chē)控制域,從而形成了三域集中式EEA,包括整車(chē)控制(VDC,VehicleDomainController)、智能駕駛(ADC,ADAS/ADDomainController)、智能座艙(CDC,CockpitDomainController)三大部分。短中期分布式架構(gòu)仍為主流,ADAS滲透帶動(dòng)MCU用量提升。隨著汽車(chē)電動(dòng)智能化的推進(jìn),分布式的ECU(電子控制單元)逐漸向域集中,由DCU(域控制器)集成多類(lèi)ECU實(shí)現(xiàn)控制功能的集中,從而在減少整車(chē)線(xiàn)束連接長(zhǎng)度并降低成本的同時(shí),減少電子電氣架構(gòu)的空間、功耗和復(fù)雜性。短中期來(lái)看,L1/L2智能車(chē)仍占較大比重,由于缺乏路徑規(guī)劃功能且傳感器數(shù)量有限,僅靠傳感器端的MCU便足已完成融合、決策任務(wù),分布式架構(gòu)仍為主流,因此中低階ADAS加速滲透將推動(dòng)MCU用量提升;而在L2+及更高級(jí)別智能車(chē)中,SoC芯片將逐漸替代MCU,但部分底盤(pán)交互高實(shí)時(shí)性任務(wù)仍需要MCU來(lái)完成,ADAS域控制器仍會(huì)搭載一顆MCU,保障系統(tǒng)功能安全。汽車(chē)MCU市場(chǎng)約80億美元,2022-2025年CAGR為11%,高于MCU行業(yè)平均水平,其中32位是主流,占比近80%。1)市場(chǎng)規(guī)模:隨著汽車(chē)智能化發(fā)展,ADAS、高精度導(dǎo)航、車(chē)身電子等應(yīng)用對(duì)MCU需求量大增,根據(jù)ICInsights,2021年全球車(chē)規(guī)MCU市場(chǎng)規(guī)模約76億美元,2022年預(yù)計(jì)達(dá)87億美元,2025年有望增長(zhǎng)至120億美元,2022-25年CAGR為11.3%,高于MCU整體市場(chǎng)規(guī)模CAGR

(5%)。根據(jù)ICInsights,2021年汽車(chē)信息娛樂(lè)應(yīng)用預(yù)計(jì)占汽車(chē)MCU市場(chǎng)的10%,較2020年增長(zhǎng)59%,其他領(lǐng)域占汽車(chē)MCU市場(chǎng)的90%,較2020年增長(zhǎng)增長(zhǎng)約20%。2)位數(shù):從不同位數(shù)在汽車(chē)MCU市場(chǎng)的收入占比看,8/16/32位分別占比6%/18%/77%

;

從出貨量占比看,8/16/32位分別占比23%/37%/40%。32位收入占比77%,出貨量占比40%,由此推斷32位MCU價(jià)值最高,在汽車(chē)MCU市場(chǎng)占比最大,市場(chǎng)規(guī)模達(dá)58億美金。2、競(jìng)爭(zhēng)格局:海外三巨頭主導(dǎo)車(chē)規(guī)MCU市場(chǎng),大陸廠(chǎng)商積極布局MCU市場(chǎng)經(jīng)過(guò)數(shù)輪大規(guī)模并購(gòu)后,CR7>80%??傮w看,國(guó)外前七大廠(chǎng)商占據(jù)了全球超過(guò)80%的市場(chǎng)份額,頭部效應(yīng)顯著,其中瑞薩、恩智浦

>微芯、意法>其他三家。我們認(rèn)為集中度較高的原因包括:1)為爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額及布局物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,MCU主要廠(chǎng)商之間發(fā)生了數(shù)起大規(guī)模并購(gòu),包括NXP2015年收購(gòu)飛思卡爾,進(jìn)軍汽車(chē)電子領(lǐng)域,市占率上升至19%;

Microchip在2016年收購(gòu)Atmel,市場(chǎng)占有率上升至14%;Cypress在2015年收購(gòu)Spansion,市場(chǎng)占有率達(dá)到4%;2020年Cypress被Infineon所收購(gòu),合并后市占率達(dá)到13%,躍升為排名第三的廠(chǎng)商。2)MCU下游應(yīng)用通常更新迭代較慢、使用周期較長(zhǎng),因此傾向于能提供穩(wěn)定解決方案的供應(yīng)商,較少更換供應(yīng)商。汽車(chē)MCU:競(jìng)爭(zhēng)格局穩(wěn)定,瑞薩、恩智浦、英飛凌三足鼎立。2021年瑞薩、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯的市占率分別是29%、25%、22%、8%、7%,CR5達(dá)90%,CR3達(dá)76%,。2015-2020年,三大廠(chǎng)商市占率穩(wěn)定在65%-70%,自2020年英飛凌收購(gòu)賽普拉斯后,三大廠(chǎng)商市占率達(dá)76%。海外三巨頭產(chǎn)品覆蓋都較全面,但仍各有側(cè)重。1)英飛凌自研,主打功率,擅長(zhǎng)底盤(pán)、動(dòng)力域等領(lǐng)域。主打的是功率器件(IGBT、碳化硅等),包括較完整的信號(hào)鏈產(chǎn)品。底盤(pán)安全、功能安全、底盤(pán)、動(dòng)力控制、新能源三件是英飛凌的的強(qiáng)項(xiàng)。2)恩智浦擁抱ARM架構(gòu),打造開(kāi)放平臺(tái),適合中小客戶(hù)。恩智浦目前正由Power架構(gòu)轉(zhuǎn)向ARM架構(gòu),打造開(kāi)放生態(tài)、學(xué)習(xí)成本更低,更適合中小客戶(hù)使用,向S32平臺(tái)傾斜,除了ADAS攝像頭外,應(yīng)用覆蓋較全面。恩智浦在連接、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等方面優(yōu)勢(shì)顯著。3)瑞薩背靠日本大車(chē)廠(chǎng),產(chǎn)品覆蓋中高低端。瑞薩背靠日本大車(chē)廠(chǎng),涉及區(qū)域保護(hù)、本國(guó)利益。產(chǎn)品的性能可以覆蓋低端、中端、高端,應(yīng)用覆蓋車(chē)身、底盤(pán)、動(dòng)力、智能座艙等。4)ADAS方面,瑞薩更擅長(zhǎng)攝像頭(R-CAR系列),英飛凌擅長(zhǎng)中央大腦的安全MCU(Traveo,收購(gòu)賽普拉斯獲得),恩智浦擅長(zhǎng)雷達(dá)(毫米波雷達(dá)是S32R系列,超聲波雷達(dá)是S12ZVL系列)。大陸廠(chǎng)商從中低端車(chē)規(guī)MCU切入,并考慮研發(fā)高算力產(chǎn)品。車(chē)規(guī)級(jí)MCU由于認(rèn)證周期長(zhǎng)、可靠性要求高,是國(guó)產(chǎn)替代最難突破的陣地。近年來(lái)部分大陸廠(chǎng)商已從與安全性能相關(guān)性較低的中低端車(chē)規(guī)MCU切入,如雨刷、車(chē)窗、遙控器、環(huán)境光控制、動(dòng)態(tài)流水燈等車(chē)身控制模塊,并逐步開(kāi)始研發(fā)未來(lái)汽車(chē)智能化所需的高端MCU,如智能座艙、ADAS等。目前,兆易創(chuàng)新、芯海科技、國(guó)芯科技、BYD半導(dǎo)等廠(chǎng)商均有通過(guò)車(chē)規(guī)驗(yàn)證的產(chǎn)品,中穎電子車(chē)規(guī)MCU已于今年10月流片。兆易創(chuàng)新:車(chē)規(guī)MCU布局清晰,第一顆M33內(nèi)核的GD32A5系列產(chǎn)品量產(chǎn)在即。針對(duì)汽車(chē)MCU市場(chǎng),公司規(guī)劃清晰,采取前裝/后裝同步發(fā)展策略,所有產(chǎn)品均采用eflash技術(shù)。去年產(chǎn)品已進(jìn)入后裝市場(chǎng),覆蓋車(chē)載影音、導(dǎo)航、OBD、EDR、新能源車(chē)身等應(yīng)用;在前裝市場(chǎng),第一代車(chē)規(guī)MCUGD32A5將使用M33內(nèi)核,通過(guò)AEC-Q100認(rèn)證,定位座艙、360環(huán)視等入門(mén)的通用車(chē)身領(lǐng)域,該款產(chǎn)品預(yù)計(jì)Q3量產(chǎn)、貢獻(xiàn)營(yíng)收;第二代車(chē)規(guī)MCU計(jì)劃使用M7內(nèi)核,功能安全等級(jí)ASIL-D,定位安全等級(jí)更高的安全氣囊、剎車(chē)等領(lǐng)域,預(yù)計(jì)2023年推出;第三代車(chē)規(guī)MCU計(jì)劃使用M7內(nèi)核,功能安全等級(jí)ASIL-D,定位雙離合器自動(dòng)變速器等更高級(jí)領(lǐng)域,計(jì)劃2025年推出。四、模擬芯片:遍布各域,預(yù)計(jì)23年BMS帶來(lái)10億美元新增量1、遍布五域各角落,市場(chǎng)規(guī)模超百億美元市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)100億美元,電動(dòng)化、智能化驅(qū)動(dòng)汽車(chē)模擬芯片價(jià)值量增長(zhǎng)。模擬芯片可分為電源管理和信號(hào)鏈兩大類(lèi)。汽車(chē)電動(dòng)化帶來(lái)的高電壓工作環(huán)境,用以實(shí)現(xiàn)電能分配與控制的電源管理芯片最先受益;信號(hào)鏈芯片連接了現(xiàn)實(shí)與數(shù)字世界,是電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的基礎(chǔ)。根據(jù)我們統(tǒng)計(jì),目前全球模擬芯片500多億美元市場(chǎng)中,約25%用于汽車(chē),規(guī)模超過(guò)100億美元。海外大廠(chǎng)主導(dǎo)市場(chǎng),細(xì)分領(lǐng)域存在機(jī)遇。全球模擬芯片市場(chǎng)廠(chǎng)商林立,僅TI、ADI兩家就占據(jù)全球半壁江山。由于模擬芯片重經(jīng)驗(yàn)、迭代慢、研發(fā)久等特點(diǎn),發(fā)展多年的國(guó)外廠(chǎng)商具有明顯優(yōu)勢(shì),以TI、ADI領(lǐng)銜的

“兩超多強(qiáng)“市場(chǎng)格局仍將保持。應(yīng)用涵蓋五域,用量需求巨大。模擬芯片起到橋梁和供電的輔助作用,遍及汽車(chē)五域的各個(gè)角落。我們以五大域中的某些細(xì)分模塊為例,說(shuō)明模擬產(chǎn)品的用途。1)底盤(pán)域:以車(chē)身動(dòng)態(tài)穩(wěn)定模塊(即ABS/VSC模塊)為例,其他需要用到的模擬芯片包括了驅(qū)動(dòng)芯片、接口芯片等;2)車(chē)身域:以車(chē)內(nèi)燈模塊為例,其需要的模擬芯片包括了LDO、接口芯片等;

3)動(dòng)力域:以雙離合變速器為例,需要的模擬芯片包括了接口芯片、PMIC芯片、模擬開(kāi)關(guān)等;4)ADAS域:以遠(yuǎn)程信息控制單元為例,5)智能座艙域:以?xún)x表盤(pán)為例,其用到的模擬器件包括LDO、PMIC、接口、浪涌保護(hù)等。以DC-DC和柵驅(qū)動(dòng)為例:1)DC-DC應(yīng)用部位遍及全車(chē),增量主要來(lái)自于信息娛樂(lè)域的低壓場(chǎng)景和動(dòng)力域的高壓場(chǎng)景。2)柵驅(qū)動(dòng)我們以車(chē)身域?yàn)槔渖婕暗诫姍C(jī)的各類(lèi)應(yīng)用如座位位臵調(diào)節(jié)都需要柵驅(qū)動(dòng)參與其中起到驅(qū)動(dòng)作用。增量方面,一是汽車(chē)智能化將使得配套使用的信號(hào)鏈、電源管理芯片增多;二是電動(dòng)化下,BMS模塊帶來(lái)AFE新需求。2、BMS模塊帶來(lái)AFE芯片新需求AFE用來(lái)采集電池信息,以對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行管理。模擬前端

(AFE-AnalogFrontEndFrontEnd)是包含傳感器接口、模擬信號(hào)調(diào)理電路、模擬多路開(kāi)關(guān)、采樣保持器、ADC、數(shù)據(jù)緩存以及控制邏輯等部件的集成組件,其本質(zhì)上是以ADC為核心的采樣芯片。AFE通過(guò)內(nèi)臵傳感器感知電池組的電壓、溫度、電流等數(shù)據(jù),并通過(guò)ADC將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)供后端MCU使用,MCU負(fù)責(zé)接收AFE傳遞而來(lái)的信息,并通過(guò)算法計(jì)算電池的SOC、SOH等數(shù)值從而管理電池系統(tǒng),還可以與車(chē)上的其他控制單元進(jìn)行信息交互(communication)。AFE的通道數(shù)量指的是其所監(jiān)測(cè)的電池模塊串聯(lián)的單個(gè)電池?cái)?shù)。主主流的車(chē)用AFE的通道數(shù)有6s、12s、18s三種,通道數(shù)量越多,對(duì)AFE負(fù)壓要求越高。按照流車(chē)型電池包400V、單節(jié)電池3.6V計(jì)算,需要總電池的數(shù)量在100顆以上。因此廠(chǎng)商需要仔細(xì)選擇合適的通道數(shù)量進(jìn)行搭配,做到既不浪費(fèi)也不勉強(qiáng)。汽車(chē)BMS中AFE2021年市場(chǎng)規(guī)模為接近6億美元。由于通道數(shù)量更多的AFE承壓能力越強(qiáng),因此價(jià)格也會(huì)更高,因此形成了承壓和價(jià)格的正相關(guān)性(比如ADI的LTC6810是6s,單價(jià)是6.51美元;而LTC6804是12s,單價(jià)則翻了一倍在12美元左右)。根據(jù)我們測(cè)算,400V的AFE單車(chē)價(jià)值,ADI為112美元、TI為76美元、ST為67美元,我們?nèi)∪移骄?5美元作為單車(chē)價(jià)值,由此計(jì)算得到2021年市場(chǎng)規(guī)模接近6億美元,預(yù)計(jì)2023年市場(chǎng)規(guī)??沙^(guò)10億美元。五、SoC芯片:自動(dòng)駕駛和智能座艙共催化1、自動(dòng)駕駛SoC:智能駕駛核心賽道,國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商實(shí)力初顯自動(dòng)駕駛SoC芯片以CPU+XPU為基礎(chǔ)架構(gòu),以滿(mǎn)足算力要求。處理器芯片可分為通用型和專(zhuān)用型,通用型包括CPU、GPU、DSP等,專(zhuān)用型包括FPGA、ASIC等。CPU作為SoC芯片的運(yùn)算和控制核心單元,調(diào)度、管理、協(xié)調(diào)能力強(qiáng),但不擅長(zhǎng)處理并行重復(fù)計(jì)算,難以滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛SoC芯片的高算力要求,因此SoC芯片需要在CPU基礎(chǔ)上增加一個(gè)或多個(gè)XPU(GPU/FPGA/ASIC)來(lái)進(jìn)行AI運(yùn)算。GPU、FPGA、ASIC各有優(yōu)劣,現(xiàn)階段三大架構(gòu)共存。三類(lèi)XPU各有優(yōu)劣:1)GPU:擅長(zhǎng)圖像處理,支持大量數(shù)據(jù)并行計(jì)算,但管理控制能力弱,功耗高;2)FPGA:屬于半定制化芯片,能效比優(yōu)于CPU和GPU,初期具備短周期、試錯(cuò)成本低等優(yōu)勢(shì),但量產(chǎn)后不具備成本優(yōu)勢(shì);

3)ASIC:基于特定算法設(shè)計(jì)的專(zhuān)用芯片,算法迭代后需重新設(shè)計(jì),可能導(dǎo)致沉沒(méi)成本較高、開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng),但算力和能效比高,且量產(chǎn)后成本較FPGA低。具體架構(gòu)主要分為三大流派:CPU+GPU+ASIC、CPU+ASIC、CPU+FPGA。1)CPU+GPU+ASIC架構(gòu)(英偉達(dá)、特斯拉、Mobileye)。1)英偉達(dá):

近年產(chǎn)品Xavier、Orin以及Atlan都采用CPU+GPU+ASIC架構(gòu),以Atlan為例,芯片內(nèi)臵CPU、GPU、深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)加速器(ASIC)以及BlueFieldDPU。2)特斯拉:特斯拉HW3.0版的FSD芯片單顆算力72TOPS,包含CPU、GPU和NPU(ASIC)三大處理單元,NPU由特斯拉自主設(shè)計(jì),負(fù)責(zé)深度學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè),是芯片中最核心的組件。3)Mobileye

:新推出的EyeQ6、EyeQUltra均在以往的CPU+ASIC架構(gòu)基礎(chǔ)上增加了GPU模塊。4)高通:Ride高階產(chǎn)品最大算力達(dá)700TOPS,預(yù)計(jì)也將采用這一架構(gòu)。2)CPU+ASIC架構(gòu)(Mobileye、華為、地平線(xiàn))。1)Mobileye:EyeQ3-5系列均采用CPU+ASIC架構(gòu),EyeQ5包含4個(gè)模塊:CPU和CVP、DLA、MA三大加速器(ASIC)。2)華為:2021年推出4款MDC產(chǎn)品,均為CPU+ASIC架構(gòu),自研的達(dá)芬奇架構(gòu)NPU昇騰310芯片負(fù)責(zé)AI運(yùn)算。3)地平線(xiàn):征程2芯片集成了雙核ArmCortexA53(CPU)以及自研雙核BPU(ASIC)。3)CPU+FPGA架構(gòu)(百度賽靈思、谷歌Waymo)。1)百度賽靈思:

Apollo專(zhuān)屬車(chē)載平臺(tái)ACU-Advance使用單XilinxZU5(FPGA)設(shè)計(jì),AI加速能力對(duì)標(biāo)英偉達(dá)

Parker芯片;2)谷歌Waymo:采用英特爾

Xeon處理器(CPU)和ArriaFPGA。短期以CPU+GPU+ASIC架構(gòu)為主,長(zhǎng)期CPU+ASIC具備量產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)將成主流。現(xiàn)階段自動(dòng)駕駛算法更新迭代快,對(duì)并行計(jì)算需求高,而GPU具備強(qiáng)大的并行計(jì)算能力,因此現(xiàn)階段自動(dòng)駕駛SoC仍需GPU,CPU+GPU+ASIC為主流架構(gòu)。但未來(lái)算法逐漸固化后,量產(chǎn)成本低且能效比高的ASIC將替代GPU,F(xiàn)PGA由于不具備量產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì),也將向ASIC轉(zhuǎn)化。長(zhǎng)期來(lái)看,自動(dòng)駕駛SoC芯片架構(gòu)將由現(xiàn)階段的三大流派向CPU+ASIC主流架構(gòu)發(fā)展。自動(dòng)駕駛SoC芯片算力、能效比、制程持續(xù)升級(jí)。1)算力:自動(dòng)駕駛軟硬件解耦趨勢(shì)下,主機(jī)廠(chǎng)往往通過(guò)硬件預(yù)埋+OTA升級(jí)方式在后續(xù)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別自動(dòng)駕駛功能,因此自動(dòng)駕駛SoC芯片算力一般都是冗余配臵,芯片廠(chǎng)商亦不斷提升芯片算力強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)力?,F(xiàn)階段已量產(chǎn)上車(chē)的芯片中算力最高達(dá)254TOPS,為英偉達(dá)

Orin,2023年量產(chǎn)的高通Ride平臺(tái)芯片算力達(dá)700TOPS,英偉達(dá)兩款新產(chǎn)品Atlan和Thor算力分別高達(dá)1000TOPS和2000TOPS,預(yù)計(jì)2024-26年量產(chǎn)。2)能效比:能效比指芯片單位功耗所能提供的算力,能效比越高,則相同算力下耗電越少,對(duì)整車(chē)?yán)m(xù)航能力存在正向影響,因此能效比亦是芯片的核心參數(shù),各廠(chǎng)商芯片能效比持續(xù)提升,以英偉達(dá)為例,能效比從TegraParker的0.3TOPS/W提升至Xavier的1TOPS/W,再到Orin的3.9TOPS/W,預(yù)計(jì)新推出的Atlan能效比將繼續(xù)提升。3)制程工藝:此前初級(jí)自動(dòng)駕駛芯片只需28nm或16nm制程,現(xiàn)階段主流芯片基本突破了7nm制程,包括英偉達(dá)Orin、MobileyeEyeQ5/6、華為昇騰610、地平線(xiàn)征程5/6以及特斯拉HW4.0FSD芯片,英偉達(dá)Atlan和高通Ride芯片甚至實(shí)現(xiàn)了5nm先進(jìn)制程。自動(dòng)駕駛SoC芯片市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算:現(xiàn)階段約15-25億美元,2021-25年CAGR達(dá)45%。英偉達(dá)Orin芯片售價(jià)約400美元,MobileyeEyeQ3售價(jià)約100美元,因此我們假設(shè)L2/L2+和L3單車(chē)價(jià)值量分別為100美元和400美元,2024年開(kāi)始年降5%;而L4/5級(jí)至少需要兩顆英偉達(dá)Orin芯片,因此假設(shè)L4/5單車(chē)價(jià)值量為800美元,年降5%。結(jié)合前文ADAS滲透率預(yù)測(cè),我們測(cè)算出2021年全球自動(dòng)駕駛SoC芯片市場(chǎng)規(guī)模為15億美元,2025/2030年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)67/235億美元,2021-30年CAGR高達(dá)45%。自動(dòng)駕駛SoC芯片玩家主要包括海外芯片廠(chǎng)、國(guó)內(nèi)芯片廠(chǎng)和自研車(chē)企三大類(lèi)。海外芯片廠(chǎng)商主要包括英偉達(dá)、Mobileye和高通,國(guó)內(nèi)芯片廠(chǎng)商主要包括華為、地平線(xiàn)和黑芝麻,而自研芯片的車(chē)企主要有特斯拉和零跑,后續(xù)自研車(chē)企陣營(yíng)可能會(huì)繼續(xù)擴(kuò)充。恩智浦、瑞薩等部分傳統(tǒng)汽車(chē)芯片廠(chǎng)商亦有所布局,但在高算力領(lǐng)域并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。龍頭Mobileye逐漸掉隊(duì),英偉達(dá)中高端市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)顯著,高通入局。1)Mobileye:Mobileye在ADAS領(lǐng)域

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