汽車半導(dǎo)體行業(yè)研究報(bào)告_第1頁
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汽車半導(dǎo)體行業(yè)研究報(bào)告1、汽車“三化”趨勢持續(xù),推動汽車硅含量提升1.1、汽車行業(yè)整體處于存量市場,集中度上升汽車行業(yè)整體已進(jìn)入存量市場,內(nèi)部結(jié)構(gòu)性的趨勢將成為行業(yè)關(guān)注重點(diǎn)。2017年以來,汽車市場銷量持續(xù)下滑,2019年全球汽車銷量9129.7萬輛,同比減少3.95%,2020年在疫情沖擊下,全球汽車銷量同比下降16.21%至7650萬輛,隨著疫情控制,耐用品消費(fèi)增速回升,預(yù)計(jì)2021年將迎來回暖,但整體而言,汽車行業(yè)已進(jìn)入存量市場競爭的態(tài)勢,內(nèi)部結(jié)構(gòu)性趨勢是市場關(guān)注重點(diǎn)。我國是汽車制造和消費(fèi)大國,產(chǎn)銷量連續(xù)12年位居世界第一。2020年雖然我國疫情后復(fù)工復(fù)產(chǎn)順利進(jìn)行以及營銷方式加速轉(zhuǎn)變,汽車市場復(fù)蘇顯著優(yōu)于世界平均水平,基本消除了疫情的影響,我國汽車行業(yè)展現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展韌性和內(nèi)生動力。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2020年中國汽車產(chǎn)量2522.5萬輛,同比下降1.93%,銷售量2531.1萬輛,同比下降1.78%,降幅比2019年分別收窄5.58和6.46個(gè)百分點(diǎn),截至2020年底我國汽車保有量達(dá)到2.81億輛,趕上美國并列世界第一。后疫情時(shí)代我國汽車制造業(yè)營收逆勢增長,汽車行業(yè)逐漸向頭部品牌集中。隨著人均生活消費(fèi)水平和GDP增加,人們購車愿望十分強(qiáng)烈,消費(fèi)能力的釋放和整體市場的繁榮都提升著汽車行業(yè)的景氣度。2014-2017年中國汽車制造業(yè)營業(yè)收入穩(wěn)步增加,從6.8萬億增至8.5萬億,2018年-2019年呈下降趨勢,根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),2020年汽車制造業(yè)營收81557.7億元,同比增長1.4%,回暖速度超預(yù)期。2012-2020年,我國汽車行業(yè)前十大企業(yè)市占率從87.34%提升至89.50%,市場集中度整體呈上升趨勢。存量市場競爭加劇,集中度持續(xù)提升。2020年我國汽車行業(yè)前十大企業(yè)集團(tuán)總共占據(jù)約九成的市場份額,其中,上汽、一汽和東風(fēng)市占率分別為21.86%、14.64%和13.66%,分列前三,三家企業(yè)集團(tuán)就占據(jù)了整個(gè)市場的半壁江山,縱觀全球,汽車行業(yè)整體處于存量市場,市場競爭趨向激烈,而以BBA為代表的豪華品牌正不斷下放產(chǎn)品價(jià)格,疊加存量汽車市場中改善性需求的抬升,以BBA為代表的豪華品牌份額也呈現(xiàn)上升趨勢,2006-2020年,奔馳、寶馬、奧迪銷量合計(jì)從323.90萬輛增長至588.57萬輛,CAGR為4.36%,與此同時(shí),三大品牌的滲透率從4.74%穩(wěn)步提升到了7.69%,不論是國內(nèi)市場還是全球市場,擁有核心內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的龍頭品牌在日趨激烈的競爭中顯示出了更大的優(yōu)勢。百年汽車行業(yè)正迎來眾多變革,電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化值得優(yōu)先關(guān)注。汽車行業(yè)從誕生至今已逾百年,當(dāng)前汽車行業(yè)在經(jīng)歷著非常多的變革,比如汽車行業(yè)的商業(yè)模式在快速變化,傳統(tǒng)汽車品牌往往采用經(jīng)銷商模式,把大多數(shù)的售后服務(wù)外包給了下游經(jīng)銷商,而以特斯拉為代表的電動車新貴則普遍采用了直銷模式,此外,隨著汽車智能化的深入,自動駕駛軟件為汽車帶來更多附加值,傳統(tǒng)汽車主要為一次性買賣,買進(jìn)汽車的那一天是這輛車最值錢的一天,隨后車輛不斷貶值,而未來自動駕駛軟件的不斷迭代有望使得汽車附加值有望在售出后還能不斷提升;另外,隨著共享經(jīng)濟(jì)逐步被挖掘,汽車共享出行市場也非常值得期待。就汽車本身而言,為了更好地研究汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢對車身本身以及相應(yīng)半導(dǎo)體行業(yè)帶來的增量,我們主要選取了汽車的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化這“三化”趨勢進(jìn)行解讀。1.2、電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化是汽車行業(yè)大勢所趨1.2.1、電動化:電動車滲透率、市場認(rèn)可度迅速提升當(dāng)前電動化走在所有趨勢最前面,新能源車市場快速增長,滲透率持續(xù)提升。盡管汽車市場整體處于存量競爭的狀態(tài),新冠疫情加劇了汽車銷量整體下滑,2020年新能源車依然實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)勁的增長。2014-2020年,全球新能源車產(chǎn)量從54.9萬輛增長至324萬輛,五年CAGR達(dá)42.62%,滲透率從0.61%增長至4.24%,國內(nèi)市場來看,我國新能源車銷量從2014年的7.5萬輛增長至2020年的136.7萬輛,CAGR達(dá)62.22%,滲透率從0.32%迅速提升至5.40%,增速顯著超過世界平均水平,是全球新能源車市場增長的主要?jiǎng)恿?。特斯拉model3/Y推動新能源車迅速放量。隨著特斯拉model3和modelY進(jìn)入市場,電動車在主流中端價(jià)位市場快速攻城略地,根據(jù)百靈研究數(shù)據(jù),自2018年model3上市到2020年的3年間,特斯拉總銷量從25萬輛增長至50萬輛,實(shí)現(xiàn)兩年翻倍的增速,隨著政策、產(chǎn)品、產(chǎn)能等趨勢不斷向好,預(yù)計(jì)2021年特斯拉總銷量將達(dá)到105萬輛,實(shí)現(xiàn)一年翻倍的加速成長,短期來看,電動車滲透率提升的動能十分充沛。電動車機(jī)械結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)燃油車更簡單,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度更高,行業(yè)準(zhǔn)入門檻更低。汽車電動化將使零部件減少1/3。普通燃油車的零部件數(shù)量一般認(rèn)為是30000個(gè),其中發(fā)動機(jī)類占比約22%、驅(qū)動操控類占比19%、車身占比15%、懸架制動占比15%、照明及線束占比12%、其它電子裝備占比10%。對于EV,發(fā)動機(jī)的22%、電子產(chǎn)品的7%、驅(qū)動傳動系統(tǒng)的7%等被去除。而電池、電機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器、電動剎車等至多增加100-200個(gè)零部件。綜合來看,汽車電動化將減少11000個(gè)零部件。電驅(qū)動系統(tǒng)擁有更高的能量使用效率。受益于電動機(jī)可以做到機(jī)械能和電能的雙向轉(zhuǎn)換,電驅(qū)系統(tǒng)的能量使用效率較內(nèi)燃機(jī)更高,當(dāng)汽車具備一些動能和勢能的情況下,在剎車時(shí)電驅(qū)動機(jī)可以把動能和勢能轉(zhuǎn)換為電能儲存起來留待下一次使用,而傳統(tǒng)的ICE發(fā)動機(jī)在剎車時(shí),所有的動能和勢能都會轉(zhuǎn)換成熱能損耗,因此電驅(qū)動系統(tǒng)在節(jié)能方面對比內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動具有根本性的優(yōu)勢。展望:電動車將從政策驅(qū)動型走向需求驅(qū)動型市場當(dāng)前各國政策是新能源車市場的主要推手,脫離政策的市場化仍需時(shí)日。產(chǎn)業(yè)發(fā)展一般需要市場、政策等多方面因素的參與,在新能源車領(lǐng)域,政策顯然走在了最前面,全球各地正通過立法的方式,陸續(xù)公布了禁售燃油車的時(shí)間節(jié)點(diǎn),我們認(rèn)為這一舉措將大幅刺激傳統(tǒng)汽車廠商向新能源汽車領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。各大車企紛紛響應(yīng)政策號召加速新能源轉(zhuǎn)型。隨著全球各國禁售燃油車時(shí)間表陸續(xù)敲定,各大車企也紛紛轉(zhuǎn)型加速布局新能源車,沃爾沃在2019年宣布將不再推出新款燃油車,隨后戴姆勒、福特、本田等車企陸續(xù)宣布將在近些年開始停售旗下燃油車,汽車電動化轉(zhuǎn)型持續(xù)深入。價(jià)格、充電配套、電池續(xù)航是當(dāng)前純電動車發(fā)展的主要障礙。排除政策(補(bǔ)貼、禁售等措施)之外的影響,消費(fèi)者的需求才是決定未來純電動車能否持續(xù)長足成長的最終因素,根據(jù)羅蘭貝格《汽車行業(yè)顛覆性數(shù)據(jù)探測》顯示,在各個(gè)國家的消費(fèi)者中,純電動車過高的價(jià)格、不完善的充電網(wǎng)絡(luò)和續(xù)航問題為影響消費(fèi)者購買意愿的主要因素,因此我們認(rèn)為,純電動車若要達(dá)到當(dāng)前燃油車的銷量量級(數(shù)千萬臺),必要條件是在成本端對燃油車型具備競爭力、在充電配套上達(dá)到使用體驗(yàn)不亞于燃油車使用加油站以及在續(xù)航里程上與燃油車型相當(dāng)。配套設(shè)施加速完善、電池成本持續(xù)下降為電動車發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。充電配套設(shè)施:充電樁數(shù)量迅速提升。新能源車配套設(shè)施的快速落地將使得新能源車日常使用越來越方便,推進(jìn)新能源車從政策驅(qū)動逐步走向需求驅(qū)動,根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)數(shù)據(jù),2018年我國新能源車充電樁數(shù)量僅為80萬個(gè),預(yù)計(jì)到2025年全國充電樁數(shù)量將達(dá)到1510萬個(gè),到2030年將達(dá)到4970萬個(gè),2018-2030年復(fù)合增長率將達(dá)到41%,其中直流充電樁的占比將從18%提升至30%。電動車實(shí)際續(xù)航里程:電動車?yán)m(xù)航問題正逐步得到優(yōu)化。以當(dāng)前市場上主流純電動車實(shí)際續(xù)航續(xù)航里程為例,小鵬P7、特斯拉ModelY均已突破500公里大關(guān),而當(dāng)前傳統(tǒng)燃油車?yán)m(xù)航區(qū)間在400公里-800公里之間,主流續(xù)航在500公里上下,也就是說當(dāng)前優(yōu)秀的電動車產(chǎn)品已經(jīng)基本趕上了主流燃油車平均續(xù)航水平,未來,隨著電池技術(shù)持續(xù)發(fā)展,電動車?yán)m(xù)航短的問題有望持續(xù)淡化。電動車成本端:動力鋰電池成本持續(xù)下降為新能源車競爭力提升帶來持續(xù)動力。電池在純電動車成本占比接近40%,根據(jù)彭博財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù),2011年動力鋰電池平均價(jià)格高達(dá)800美元/千瓦時(shí),預(yù)計(jì)到2025年動力鋰電池平均價(jià)格將下降至96.5美元/千瓦時(shí),且仍具備持續(xù)下降空間,因此,鋰電池價(jià)格的持續(xù)下降將對電動車整車成本下降帶來長足動力,為電動車相對燃油車逐漸帶來成本端的競爭力。日常使用經(jīng)濟(jì)性:電動車的后續(xù)使用經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)超燃油車。此外,在日常使用方面,以我國情況為例,假設(shè)燃油車每百公里消耗7升92號汽車,單價(jià)6.5元/升,成本約為45.5元,而純電動車百公里能耗約為13kWh,以1.5元/度電計(jì)算,成本約為19.5元,每百公里節(jié)省成本達(dá)到26元,日常經(jīng)濟(jì)性凸顯。此外,在車輛后續(xù)保養(yǎng)維護(hù)方面,電驅(qū)系統(tǒng)的維護(hù)頻率與成本也顯著低于燃油車。1.2.2、智能化:從ADAS到自動駕駛,解放人是最終目標(biāo)智能化是汽車變革的下半頁。所有整車廠商(包括燃油車企業(yè))都在提倡智能化,國家發(fā)改委聯(lián)合11部委印發(fā)的《智能創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》為智能汽車下的官方定義為:智能汽車是指通過搭載先進(jìn)傳感器等裝置,運(yùn)用人工智能等新技術(shù),具有自動駕駛功能,逐步成為智能移動空間和應(yīng)用終端的新一代汽車。從這個(gè)定義我們可以看出智能汽車將不再只是一個(gè)代步工具,同時(shí)還將是一個(gè)可移動的、除了家和辦公室之外的第三空間,人可以隨時(shí)在車內(nèi)與辦公室、家、公共設(shè)施相連,可以娛樂、社交、工作,而實(shí)現(xiàn)這些愿景得核心障礙就是自動駕駛技術(shù)的發(fā)展,自動駕駛技術(shù)有望成為智能汽車的當(dāng)前追逐的終極目標(biāo)。輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS):ADAS是AdvancedDriverAssistanceSystem-高級駕駛輔助系統(tǒng)的簡稱,簡單來講就是緊急情況下在駕駛員主觀反應(yīng)之前作出主動判斷和預(yù)防措施,來達(dá)到預(yù)防和輔助的作用。我們可以稱它為自動駕駛的簡化版。ADAS確切來說并不是自動駕駛,可以說這兩者的研究重點(diǎn)完全不同。ADAS本質(zhì)是輔助駕駛,核心是環(huán)境感知,而自動駕駛則是人工智能,體系有很大差別。不過ADAS也可以視作自動駕駛汽車的前提,判斷一個(gè)系統(tǒng)是ADAS系統(tǒng)還是自動駕駛系統(tǒng),關(guān)鍵看該系統(tǒng)是否有決策部分。自動駕駛是高級駕駛輔助的最終目標(biāo),ADAS屬于L2(部分自動駕駛)級別的自動駕駛。在通往L5級別自動駕駛的道路上,ADAS系統(tǒng)的成熟與完善是基本保障。ADAS滲透率將持續(xù)提升。根據(jù)梅賽德斯-奔馳公司預(yù)測,其在中國市場銷售的車型配備各項(xiàng)ADAS功能呈滲透率持續(xù)上升的趨勢,到2022年,預(yù)計(jì)夜視功能滲透率將達(dá)到20%,交通安全標(biāo)識識別滲透率將達(dá)到32%,自動緊急剎車功能將持續(xù)取代前碰撞預(yù)警功能,滲透率將在2022年達(dá)到87%。自動駕駛技術(shù):無人駕駛與高級輔助駕駛領(lǐng)域通常將自動駕駛技術(shù)按照國際汽車工程師協(xié)會(SAEInternational)發(fā)布的工程建議J3016進(jìn)行分類。從L0級(純由駕駛員控制)至L5級(完全自動駕駛),級別越高,車輛的自動化程度越高,動態(tài)行駛過程中對駕駛員的參與度需求越低,對車載傳感器組成的環(huán)境感知系統(tǒng)的依賴性也越強(qiáng)。電動車相比燃油車在智能化方向更具優(yōu)勢。當(dāng)前電動車企新勢力往往在自動駕駛賽道上更為領(lǐng)先,電動車具備發(fā)展優(yōu)勢的主要原因有以下幾點(diǎn):(1)電動汽車有著更好的靈敏度和可控性;(2)電動車電動化程度更高,能源利用效率更高;(3)電動汽車在導(dǎo)入網(wǎng)聯(lián)和數(shù)據(jù)的采集、優(yōu)化方面更有優(yōu)勢。自動駕駛的安全性、責(zé)任劃分難題導(dǎo)致L3級成為自動駕駛等級中的分水嶺。L3級是自動駕駛等級中的分水嶺,其駕駛責(zé)任的界定最為復(fù)雜:在自動駕駛功能開啟的場景中,環(huán)境監(jiān)控主體從駕駛員變成了傳感器系統(tǒng),駕駛決策責(zé)任方由駕駛員過渡到了汽車系統(tǒng),而正由于從L2級到L3級自動駕駛駕駛責(zé)任將轉(zhuǎn)移到車端,需要大幅增加冗余設(shè)計(jì),確保自動駕駛的安全性超過人類駕駛員,此外,由于L3級自動駕駛允許自動駕駛系統(tǒng)無法適應(yīng)的情況下,要求人類駕駛員對系統(tǒng)進(jìn)行接管,這就導(dǎo)致了責(zé)任劃分不清的問題,許多自動駕駛系統(tǒng)研發(fā)人員認(rèn)為如何區(qū)分人類駕駛員是否該進(jìn)行接管非常困難。此外,根據(jù)特斯拉從2018Q3至今每季度公布的自動駕駛安全報(bào)告重的數(shù)據(jù)來看,似乎在autopilot開啟的情況下,特斯拉車輛的事故率顯著低于未開啟Autopilot的情況,然而,特斯拉的數(shù)據(jù)有較強(qiáng)的誤導(dǎo)性,原因在于,Autopilot絕大部分情況下只能在高速路上開啟,而高速路的事故率本身比非高速路要低很多,因此,特斯拉官方公布的autopilot開啟的數(shù)據(jù)樣本和autopilot關(guān)閉的數(shù)據(jù)樣本具有較大不可比性,右圖為經(jīng)過樣本統(tǒng)一處理的數(shù)據(jù),可以看到autopilot并未真正展現(xiàn)安全優(yōu)勢。1.2.3、網(wǎng)聯(lián)化:5G賦能V2X,助推汽車智能化更上一層網(wǎng)聯(lián)化是對智能化的補(bǔ)充。網(wǎng)聯(lián)化實(shí)際上是通過車聯(lián)網(wǎng)(V2X)對智能化(自動駕駛技術(shù)、智慧座艙)進(jìn)行了補(bǔ)充,車聯(lián)網(wǎng)(V2X)是實(shí)現(xiàn)車輛與周圍的車、人、交通基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)等全方位連接和通信的新一代信息通信技術(shù),車聯(lián)網(wǎng)通信包括車與車之間(V2V)、車與路之間(V2I)、車與人之間(V2P)、車與網(wǎng)絡(luò)之間(V2N)等,具有低時(shí)延、高可靠等特殊嚴(yán)苛的通信要求,通過V2X將“人、車、路、云”等交通參與要素有機(jī)地聯(lián)系在一起,一方面能夠獲取更為豐富的感知信息,促進(jìn)自動駕駛發(fā)展;另一方面通過構(gòu)建智慧交通系統(tǒng),提升交通效率、提高駕駛安全、降低事故發(fā)生率、改善交通管理、減少污染等。5G+C-V2X將賦能自動駕駛,車聯(lián)網(wǎng)是5G最重要應(yīng)用之一。為了實(shí)現(xiàn)全天候、全場景無人駕駛,傳統(tǒng)基于單車智能的車載感知/決策/控制將向網(wǎng)聯(lián)智能的協(xié)同感知/決策/控制演進(jìn),5G具有更高傳輸速率、超大容量的特性,通過5G的賦能,5G+C-V2X技術(shù)發(fā)展將進(jìn)一步提升車聯(lián)網(wǎng)的體驗(yàn)。V2X的最終目標(biāo)是結(jié)合汽車智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全自動駕駛。C-V2X應(yīng)用可以分近期和中遠(yuǎn)期兩大階段。近期通過車車協(xié)同、車路協(xié)同實(shí)現(xiàn)輔助駕駛,提高駕駛安全,提升交通效率;以及特定場景的中低速無人駕駛,提高生產(chǎn)效率,降低成本。中長期將結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù),融合雷達(dá)、視頻感知等技術(shù),通過車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)從單車智能到網(wǎng)聯(lián)智能,最終實(shí)現(xiàn)完全自動駕駛。網(wǎng)聯(lián)汽車成長空間廣闊,未來市場可期。根據(jù)IDC中國2020年預(yù)測,全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車數(shù)量快速增長,將于2023年達(dá)到7630萬輛,根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2019年車聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模超1900億元。隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用,中國車聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到約3500億元。我國車載通信產(chǎn)業(yè)鏈完備,車聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展指日可待。目前,我國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程逐步加快,產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)已經(jīng)圍繞LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模組、終端設(shè)備、整車制造、運(yùn)營服務(wù)、測試認(rèn)證、高精度定位及地圖服務(wù)等為主導(dǎo)的完整產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。1.3、汽車成本結(jié)構(gòu)正在重構(gòu),汽車電子BOM占比提升電動車新增了三電(電池、電機(jī)、電控)系統(tǒng),單車成本構(gòu)成變化顯著。電動化帶來最顯著的改變是汽車動力系統(tǒng)的改變,電池、電機(jī)、電控并稱為新能源車三電系統(tǒng),電機(jī)驅(qū)動汽車前行,而電機(jī)控制器驅(qū)動電機(jī)工作,電機(jī)控制器由逆變器和控制器兩部分組成:逆變器接收電池輸送過來的直流電電能,逆變成三相交流電給汽車電機(jī)提供電源,控制器接受電機(jī)轉(zhuǎn)速等信號反饋到儀表,當(dāng)發(fā)生制動或者加速行為時(shí),控制器控制變頻器頻率的升降,從而達(dá)到加速或者減速的目的。傳統(tǒng)燃油車中,發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、車身、汽車電子、底盤、內(nèi)外飾一般分別占據(jù)總成本的15%/10%/15%/15%/10%/10%,以常規(guī)電動汽車而言,電驅(qū)動力系統(tǒng)主要由電池、電機(jī)和電控組成,一般占50%的價(jià)格成本,其中電池又占比38%,電機(jī)占比6.5%,電控占比5.5%,此外,底盤占比14%,車身占比5%,內(nèi)飾占比15%,電子占比9%,其他占比7%。相比可以看出新能源汽車與傳統(tǒng)產(chǎn)油車的成本結(jié)構(gòu)有了很大變化,增加了高達(dá)38%的電池系統(tǒng)外,電控、底盤占比增加,發(fā)動機(jī)方面,由于電驅(qū)結(jié)構(gòu)大幅簡化,電機(jī)占比較燃油發(fā)動機(jī)大幅下降。單車電子元器件BOM快速增長。羅蘭貝格在《汽車電子革命系列白皮書》認(rèn)為汽車發(fā)展趨勢遵循“M.A.D.E”,即Mobility-移動出行、Autonomous-自動駕駛、Digitalization-數(shù)字化和Electrificatin-電動化,以2019年典型的L1級豪華品牌燃油車為例,汽車電子電氣相關(guān)的BOM(物料清單)價(jià)值(不含電池與電機(jī))將從2019年的3145美元提升至2025年的7030美元,單車增量達(dá)3885美元,其中自動駕駛、數(shù)字化和電動化將分別帶來925美元/725美元/2235美元的提升,移動出行趨勢對汽車電子元器件BOM影響較小。我們看到羅蘭貝格對汽車發(fā)展的“M.A.D.E”四個(gè)趨勢的解釋中,除去“移動出行”趨勢對電子元器件成本沒有影響外,電動化、自動駕駛、數(shù)字化的內(nèi)涵與我們上文所提的“三化”-“電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化”一致,而“電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化”正是推動汽車單車成本構(gòu)成變革的主要趨勢。自動駕駛、數(shù)字化、電動化對汽車電子元器件成本影響的具體拆分:汽車電動化推動豪華品牌電池管理、電控系統(tǒng)電子元件單車價(jià)值凈提升2235美元。汽車電子元器件BOM的大部分增長來源于電動化,盡管與ICE(內(nèi)燃機(jī))動力系統(tǒng)相關(guān)的電子元器件將減少395美元單車,但是電池管理(電池接線盒、DC-DC轉(zhuǎn)換器等)和與電驅(qū)相關(guān)的電控系統(tǒng)(如逆變器、動力總成域控制器DCU、各類傳感器)將帶來超過2600美元的價(jià)值提升。自動駕駛推動豪華品牌單車電子元件價(jià)值量凈提升925美元。自動駕駛對汽車電子元器件價(jià)值提升主要體現(xiàn)在傳感器、車載計(jì)算平臺與軟件方面,根據(jù)羅蘭貝格測算,由于L3級別需要超前設(shè)計(jì)具有相應(yīng)冗余算力的高性能計(jì)算芯片,在L3級的豪華品牌轎車中,HPC、ADAS傳感器相對L1級同類車型將分別帶來475美元/375美元的單車價(jià)值增量,底盤、剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向、懸架內(nèi)的電子元器件增量為75美元,自動駕駛合計(jì)帶來925美元的單車增量。數(shù)字互聯(lián)推動豪華品牌單車電子電氣架構(gòu)相關(guān)元器件價(jià)值凈提升725美元。根據(jù)羅蘭貝格測算,在數(shù)字化方面,智能網(wǎng)聯(lián)、信息娛樂系統(tǒng)和電子電氣架構(gòu)將分別帶來90美元/140美元/510美元的單車電子元件BOM增量,電氣架構(gòu)價(jià)值量提升顯著的主要原因?yàn)樽撚蚩刂破骷盎A(chǔ)軟件(如操作系統(tǒng))將成為未來價(jià)值高地,OTA(在線升級)技術(shù)正不斷拉長底層硬件的生命周期以平攤研發(fā)成本。2、汽車半導(dǎo)體市場空間迅速擴(kuò)容,應(yīng)用多點(diǎn)開花汽車半導(dǎo)體是汽車電子核心,廣泛應(yīng)用于車身多個(gè)系統(tǒng)。在汽車電子元器件中,半導(dǎo)體將是承擔(dān)功能實(shí)現(xiàn)的核心器件,汽車半導(dǎo)體按種類可分為微控制器(MCU、SoC等)、功率半導(dǎo)體(IGBT、MOSFET、電源管理芯片等)、存儲(NOR、NAND、Dram等)、傳感器(壓力、雷達(dá)、電流、圖像等)、以及互聯(lián)芯片(射頻器件),使用范圍涵蓋車身、儀表/信息娛樂系統(tǒng)、底盤/安全、動力總成和駕駛輔助系統(tǒng)五大板塊。傳感器、微控制器、存儲設(shè)備、功率在各個(gè)板塊都有需求,而互聯(lián)芯片主要用于車身及信息系統(tǒng)方面。汽車半導(dǎo)體市場空間廣闊,我國作為汽車生產(chǎn)大國占據(jù)四分之一市場。根據(jù)IHSMarkit數(shù)據(jù),受新冠疫情對汽車半導(dǎo)體的影響,2020年全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模為380億美元,同比下降約9.6%,預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到676億美元,2019年-2026年年復(fù)合增長率為7%,我國作為汽車制造大國,汽車產(chǎn)量蟬聯(lián)全球第一,對汽車半導(dǎo)體需求同樣旺盛,2020年中國汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模約為94億美元,預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到159億美元,年復(fù)合增長率為5.40%。車規(guī)級芯片較消費(fèi)級和工業(yè)級別芯片對可靠性、穩(wěn)定性有更高的要求。車規(guī)級芯片對對于存儲解決方案的挑戰(zhàn)性在于,自動駕駛汽車的每個(gè)系統(tǒng)都有獨(dú)特要求,任何一款存儲解決方案都無法適用于整輛汽車,此外,車規(guī)級芯片相比消費(fèi)芯片和一般工業(yè)芯片開發(fā)難度更高,工作環(huán)境也更嚴(yán)苛,同時(shí)由于涉及到人身安全,要求極高的安全性和可靠性。單車電動化程度越高,單車半導(dǎo)體價(jià)值增量越顯著。根據(jù)英飛凌和StrategyAnalytics數(shù)據(jù)顯示,2019年典型的傳統(tǒng)燃油車單車半導(dǎo)體價(jià)值在355美元,以2019年典型的48V/微混汽車、全混/插電、純電動車型為例,單車半導(dǎo)體用量分別較傳統(tǒng)燃油車提升了176美元/429美元/420美元,純電動車半導(dǎo)體含量不及插混車型的主要原因可以簡單概括為插混車型動力系統(tǒng)復(fù)雜,相對多出了內(nèi)燃機(jī)控制相關(guān)的半導(dǎo)體。從半導(dǎo)體價(jià)值分配來看,純電動車功率半導(dǎo)體價(jià)值占比顯著提升。StrategicAnalytics數(shù)據(jù)顯示,傳統(tǒng)燃油車中,價(jià)值占比最高的半導(dǎo)體器件為MCU,占比達(dá)23%,功率半導(dǎo)體和傳感器分別占21%和13%,而在典型的純電動汽車中,受益于動力系統(tǒng)由內(nèi)燃機(jī)過渡為電驅(qū)動系統(tǒng),傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的動力系統(tǒng)被電動機(jī)和電控系統(tǒng)取代,其中電控系統(tǒng)需要大量的逆變器,對IGBT、MOSFET等功率器件產(chǎn)生了大量需求,推動了功率半導(dǎo)體在純電動車的價(jià)值占比大幅提升至55%,MCU和傳感器價(jià)值占比分別下降至11%和7%。汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)眾多,分工明確。汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈同消費(fèi)電子一樣,最下游是各類模組廠商,以汽車攝像頭為例,攝像頭模組廠商有舜宇光學(xué)科技、歐菲光,在攝像頭傳感器端有安森美、豪威科技,在傳感器產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)則分為了材料、設(shè)備廠商,芯片設(shè)計(jì)廠商、芯片制造廠商、芯片封裝測試廠商等,整體來看,汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)眾多,分工相對明確。歐美日巨頭占據(jù)汽車半導(dǎo)體近95%份額,我國企業(yè)整體市占率極低。就全球半導(dǎo)體市場的競爭格局來看,優(yōu)勢企業(yè)主要集中于美國、歐洲地區(qū)的德國、法國、荷蘭、瑞士等,亞太地區(qū)的日本、韓國、中國和以色列等。恩智浦、瑞薩電子、英飛凌、意法半導(dǎo)體、德州儀器等傳統(tǒng)汽車芯片巨頭具備豐富的產(chǎn)品布局和領(lǐng)先的技術(shù)實(shí)力,2019年占據(jù)全球汽車芯片50%的市場份額。由于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等方面的技術(shù)差距較大,至今我國未形成具備國際競爭力的汽車芯片供應(yīng)商,整體在汽車芯片領(lǐng)域的市場份額極低。整體來看,我國汽車半導(dǎo)體與世界領(lǐng)先水平差距仍較大。國內(nèi)汽車半導(dǎo)體在基礎(chǔ)環(huán)節(jié)、標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)證體系、車規(guī)產(chǎn)品驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)配套等方面能力薄弱,同時(shí)在半導(dǎo)體各個(gè)產(chǎn)品自主率較低,與我國與消費(fèi)電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈相比,由于汽車半導(dǎo)體在可靠性、穩(wěn)定性等領(lǐng)域要求更高,且我國終端車企品牌市占率遠(yuǎn)不如消費(fèi)電子領(lǐng)域,國內(nèi)品牌對產(chǎn)業(yè)鏈扶持力度有限,國內(nèi)企業(yè)在汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域的整體市占率更低,同時(shí)也對應(yīng)著可觀的國產(chǎn)替代空間。2.1、功率器件:電動化最受益賽道,市場快速擴(kuò)容2.1.1、SiIGBT:汽車電控產(chǎn)生大量需求,市場空間廣闊功率半導(dǎo)體是電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,通過利用半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)電源開關(guān)和電力轉(zhuǎn)換。具體用于變頻、變相、變壓、逆變、整流、增幅、開關(guān)等,相關(guān)產(chǎn)品具有節(jié)能的作用,被廣泛應(yīng)用于汽車、通信、消費(fèi)電子和工業(yè)領(lǐng)域。功率半導(dǎo)體可以分為電源管理IC、功率模組和功率器件三大類。其中,模組是將多個(gè)分立功率器件進(jìn)行模塊化封裝;功率IC是將分立功率器件與驅(qū)動/控制/保護(hù)/接口/監(jiān)測等外圍電路集成;功率器件是功率模塊與功率IC的關(guān)鍵。功率分立器件根據(jù)可控性可以分為三類:不可控型、半控型和全控性。功率器件應(yīng)用于車身多個(gè)模塊。功率半導(dǎo)體在汽車中主要運(yùn)用在動力控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、燃油噴射、底盤安全系統(tǒng)中,傳統(tǒng)汽車中,功率半導(dǎo)體主要應(yīng)用于啟動、發(fā)電和安全領(lǐng)域,而新能源汽車普遍采用高壓電路,當(dāng)電池輸出高壓時(shí),需要頻繁進(jìn)行電壓變化,對電壓轉(zhuǎn)換電路需求提升,此外還需要大量的DC-AC逆變器、變壓器、換流器等,這些對IGBT、MOSFET、二極管等半導(dǎo)體器件的需求量很大。綜合來看,單輛汽車的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要有:(1)車載充電機(jī)(chargeronboard),(2)DC/AC系統(tǒng),給汽車空調(diào)系統(tǒng)、車燈系統(tǒng)供電,(3)DC/DC轉(zhuǎn)換器(300v到14v的轉(zhuǎn)換),給車載小功率電子設(shè)備供電,(4)DC/DCconverter(300v轉(zhuǎn)換為650v),(5)DC/AC逆變器,給汽車馬達(dá)電機(jī)供電。(6)汽車發(fā)電機(jī)。電動車功率器件增量主要來源于電控系統(tǒng)。電機(jī)控制器作為控制電動汽車驅(qū)動電機(jī)的設(shè)備,負(fù)責(zé)接收整車控制器和制動踏板、油門踏板、換擋機(jī)構(gòu)等傳送的控制信息,通過控制驅(qū)動電機(jī)的電壓和電流對驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制,并可同時(shí)對動力電池的輸出進(jìn)行相應(yīng)控制。一般來說,電控系統(tǒng)中的功率變換模塊(PowerConverter)負(fù)責(zé)對電機(jī)電流進(jìn)行控制。電動汽車經(jīng)常使用的功率器件有大功率晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、功率場效應(yīng)管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)以及智能功率模塊(IPM)等。汽車是功率器件最主要的下游應(yīng)用,未來市場可期。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),汽車是功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用中的主要領(lǐng)域,2019年汽車在功率半導(dǎo)體下游終端市場占比35.4%,根據(jù)Omdia數(shù)據(jù),由于新冠疫情對汽車銷量的負(fù)面影響,2020年全球汽車功率器件市場下降至45億美元,得益于汽車行業(yè)復(fù)蘇以及新能源車的滲透率的快速提升,預(yù)計(jì)到2025年將提升至92億美元。IGBT:汽車電機(jī)控制系統(tǒng)中IGBT需求量快速增長,IGBT占據(jù)電控系統(tǒng)40%-50%的材料成本,占純電動車總成本約8%-10%。IGBT全稱絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合式半導(dǎo)體,IGBT兼具M(jìn)OS和BJT的優(yōu)點(diǎn),導(dǎo)通原理與MOSFET類似,都是通過電壓驅(qū)動進(jìn)行導(dǎo)通,電動汽車使用到IGBT的裝置主要有五項(xiàng)(包含逆變器、直流/交流電變流器、車載充電器、電力監(jiān)控系統(tǒng)以及其他附屬系統(tǒng)),在配合高電壓高功率的工作條件下,功率元件的采用需替換成IGBT元件或IGBT模塊,對IGBT元件的需求量較大。在純電動車的電控系統(tǒng)中,IGBT主要用于逆變器中,成本占比區(qū)間大致為40%-50%。IGBT增量空間廣闊。特斯拉后三相交流異步電機(jī)每相要用到28個(gè)IGBT總共使用84個(gè)IGBT,加上電機(jī)其他部位的IGBT,特斯拉ModelS共使用96個(gè)IGBT。按照每個(gè)IGBT5美元的價(jià)格計(jì)算,雙電機(jī)IGBT價(jià)格約為480美元左右。由于ModelS定位相對高端,且考慮到部分插混車型電機(jī)對IGBT需求較低,我們假設(shè)新能源車電動機(jī)IGBT平均數(shù)量為48個(gè),價(jià)格以5美元計(jì),平均每輛車的IGBT增量空間為240美元,假設(shè)2021-2025年全球乘用車銷量穩(wěn)步復(fù)蘇至9600萬輛,新能源車銷售占比提升至18%,到2025年汽車IGBT市場增量將達(dá)到41億美元。新能源車充電樁對功率器件也將產(chǎn)生可觀的需求。與新能源汽車相配套的充電樁對功率半導(dǎo)體需求也很大,新能源汽車充電樁分為直流IGBT充電樁和交流MOSFET充電樁,直流充電樁的優(yōu)點(diǎn)在于充電速度快,缺點(diǎn)是價(jià)格高昂。按照國家電網(wǎng)充電樁招標(biāo)價(jià)格(直流充電樁10萬元/個(gè);交流充電樁1.8萬元/個(gè))來測算的話,2020年我國直流電充電樁市場規(guī)模在4128億元,交流電充電樁市場規(guī)模在121億元,預(yù)計(jì)到2030年整體充電樁市場規(guī)模為21172.2億元。此外,IGBT模塊在電動汽車中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,是充電樁的核心技術(shù)部件,IGBT模塊占充電樁成本約20%。據(jù)此我們預(yù)測,2030年我國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將超過4200億元。2.1.2、SiCMOSFET:大功率、高頻率催生需求,未來市場可期SiCMOSFET性能優(yōu)秀,對SiIGBT產(chǎn)生了部分替代效應(yīng)。MOSFET和IGBT都用作開關(guān),不同點(diǎn)在于硅基MOSFET不耐高壓,只能用在低壓領(lǐng)域,開關(guān)頻率高,損耗低。IGBT結(jié)合了BJT和MOS的優(yōu)點(diǎn),耐高壓性能較強(qiáng),開關(guān)頻率低于MOSFET,損耗較高。SiCMOSFET具有較高的擊穿電場強(qiáng)度,比傳統(tǒng)SiMOSFET更耐高壓,同時(shí)擁有更高的開關(guān)頻率和下降的通態(tài)電阻,開關(guān)速度比SiIGBT快,損耗比SiIGBT小,在高頻、高電壓領(lǐng)域正取代SiIGBT和SiMOSFET,此外,SiCMOSFET模塊的體積可以大幅減小,由于電動車電池模塊重量和體積較大,引入SIC可以節(jié)省部分電驅(qū)系統(tǒng)的體積,為整體空間布局的設(shè)計(jì)帶來更大優(yōu)勢。SIC產(chǎn)業(yè)成熟度較低,成本仍較高。當(dāng)前SIC的器件產(chǎn)業(yè)化的主要問題在于SiC外延生產(chǎn)遇到材料應(yīng)力的不整合,在晶片尺寸增大的情況下,外延層鍵合表面應(yīng)力超過拉伸極限,這會損壞晶體光柵并降低良率。此外,SiC芯片現(xiàn)在產(chǎn)量較低,晶片尺寸仍然主要為4英寸或6英寸,這些都使得難以實(shí)現(xiàn)大尺寸晶片的成本效率,同類型的SiCMOSFET的成本是SiIGBT的八到十二倍,與傳統(tǒng)的SiIGBT相比,汽車SiC解決方案的成本高出約300美元。SIIGBT和SICMOSFET將長期共存:展望未來,純電動乘用車的工作電壓將以350V起步為主,在這個(gè)電壓范圍,大功率的IGBT仍能長期勝任,且在成本端具備優(yōu)勢,在中高端乘用車、客車以及貨車領(lǐng)域,對工作電壓有更高要求的情況下,比如600V、800V乃至1000V,SICMOSFET性能優(yōu)勢逐漸顯露,由于SIC產(chǎn)業(yè)化仍需要較長時(shí)間,目前來看成本下降到硅基芯片仍有較大難度,因此在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),SIIGBT和SICMOSFET將長期共存。新能源車將帶動SIC市場快速成長,預(yù)計(jì)2025年新能源車SIC功率器件市場將達(dá)到15.53億美元。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示,2019年SiC功率器件市場中有2.25億美元來源于新能源車,且是SiC功率器件下游的主要單一市場,預(yù)計(jì)到2025年,新能源車將貢獻(xiàn)15.53億美元的SiC功率市場,年復(fù)合增長率達(dá)38%,此外,受益于新能源車充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施快速落地,2019年應(yīng)用于充電樁的SIC市場僅為500萬美元,預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到2.25億美元,年復(fù)合增長率達(dá)90%。國家政策大力助推車規(guī)SiC發(fā)展,產(chǎn)業(yè)前景向好。國家對第三代半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展極為重視,在車規(guī)級SIC領(lǐng)域提出的總體目標(biāo)為:到2025年,SiCMOSFET關(guān)鍵性能與國際先進(jìn)水平的差距縮小到一代內(nèi),突破芯片新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及先進(jìn)工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)SiCMOSFET芯片產(chǎn)業(yè)化;到2030年,SiCMOSFET關(guān)鍵性能達(dá)到國際先進(jìn)水平;到2035年,SiCMOSFET關(guān)鍵性能與國際最高水平相當(dāng)。2.1.3、歐美日企業(yè)占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢,我國企業(yè)任重道遠(yuǎn)歐美日占據(jù)大部分汽車功率器件份額,我國企業(yè)快速追趕。功率半導(dǎo)體廠商以歐美日為主,中國廠商起步較晚,技術(shù)比較落后,與歐美日廠商差距較大。目前功率半導(dǎo)體廠商可以分為三個(gè)梯隊(duì),第一梯隊(duì)是英飛凌、安森美等歐美廠商為主,第二梯隊(duì)億三菱電機(jī)、富士電機(jī)等日本廠商為主,第三梯隊(duì)是士蘭微、安世半導(dǎo)體等中國廠商。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),2019年英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體、三菱電機(jī)在功率器件和模組領(lǐng)域領(lǐng)先。功率半導(dǎo)體廠商大多有完整的晶圓廠、芯片制造廠和封裝廠,英飛凌、安森美等龍頭企業(yè)均為IDM模式,對成本和質(zhì)量控制能力很強(qiáng),實(shí)力強(qiáng)勁,以高端產(chǎn)品為主;中國大陸的廠商大多也是IDM模式,產(chǎn)品以低端二極管和低壓MOSFET為主,實(shí)力較弱;中國臺灣以Fabless模式為主,主要負(fù)責(zé)芯片制造和封裝。以比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)為代表的國內(nèi)IGBT優(yōu)秀企業(yè)正在冉冉升起。在汽車IGBT領(lǐng)域,我國比亞迪半導(dǎo)體和斯達(dá)半導(dǎo)具備較強(qiáng)競爭實(shí)力,根據(jù)NE時(shí)代數(shù)據(jù),2019年國內(nèi)新能源車市場中,英飛凌以58.2%一家獨(dú)大,比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)份額分別達(dá)18%和1.6%,位居前列。標(biāo)確立,國內(nèi)企業(yè)在SIC領(lǐng)域持續(xù)加大布局,從SIC襯底到外延片,再到芯片及器件均有企業(yè)布局,以LED龍頭三安光電為例,其規(guī)劃布局了SiC襯底、SiC外延、SiC芯片器件全流程,6寸SiCMOSFET預(yù)計(jì)2021年量產(chǎn),擬投資160億元在長沙建設(shè)SiC產(chǎn)業(yè)園,產(chǎn)品將涵蓋6寸SiC導(dǎo)電襯底、4寸半絕緣襯底、SiC二極管外延、SiCMOSFET外延、SIC封裝二極管、SiC封裝MOSFET。2.2、主控芯片:控制走向中心化,算力需求持續(xù)提升2.2.1、汽車算力快速增長,主控芯片市場將大幅擴(kuò)容汽車電動化推動電子電子電氣架構(gòu)變革,由分布式向集中式發(fā)展。電子電氣架構(gòu)簡稱E/E架構(gòu),指對汽車的傳感器、中央處理器、ECU、線束、信息娛樂系統(tǒng)以及底盤系統(tǒng)等整車軟硬件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車內(nèi)高效的信號傳輸、系統(tǒng)布置等效果。如果沒有電動車的興起,傳統(tǒng)E/E架構(gòu)將延續(xù)輝煌,而電動車和自動駕駛技術(shù)席卷了整個(gè)行業(yè),大量新出現(xiàn)的ECU和信號傳輸效率需求,讓原來的分布式E/E架構(gòu)受到挑戰(zhàn),甚至正在成為技術(shù)發(fā)展的桎梏。以ASIC為核心的自動駕駛芯片是汽車主控芯片的終極目標(biāo)。對照博世的六個(gè)階段,可以看到,除了已經(jīng)進(jìn)入車載電腦的階段特斯拉Model3,大多數(shù)車企的汽車E/E架構(gòu)剛剛度過模塊化階段,正在進(jìn)入集成化階段,每演進(jìn)一個(gè)階段,E/E架構(gòu)的效率會更高,比如,在集成化階段,CAN總線的傳輸速率可達(dá)100kBit/s,按照模型預(yù)測,如果采用車載以太網(wǎng),可以實(shí)現(xiàn)比CAN總線高1000倍的帶寬,也即達(dá)到100Mbps高實(shí)時(shí)帶寬,如果搭載車規(guī)級芯片,還可以讓汽車擁有中央計(jì)算機(jī)的處理能力,可以滿足車輛向智能終端演變的算力需求。當(dāng)前汽車主控芯片主要是MCU(流微控制單元MicrocontrollerUnit),負(fù)責(zé)計(jì)算和控制。MCU是把中央處理器(CentralProcessUnit;CPU)的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減,并將內(nèi)存(memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口,甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一主板上,形成能完整處理任務(wù)的微型計(jì)算機(jī)。MCU主要作用于最核心的安全與駕駛方面,自動駕駛(輔助)系統(tǒng)的控制,中控系統(tǒng)的顯示與運(yùn)算、發(fā)動機(jī)、底盤和車身控制等。L3級自動駕駛需要30TOPS的算力,未來車載計(jì)算芯片空間廣闊。根據(jù)國內(nèi)自動駕駛芯片廠商地平線數(shù)據(jù),L1/L2級別對算力的需求不足2TOPS(1TOPS代表一秒鐘進(jìn)行1萬億次計(jì)算),而到了L3級別自動駕駛,算力需求將迅速來到30TOPS,為了冗余設(shè)計(jì)的考慮,我們看到當(dāng)前主流自動駕駛芯片的設(shè)計(jì)算力多達(dá)到了大幾十TOPS,到L4和L5級別,自動駕駛對算力的需求將來到300和4000TOPS,當(dāng)然,目前滿足L3級別的芯片已經(jīng)陸續(xù)流片,而L3級別的自動駕駛技術(shù)仍需時(shí)日,自動駕駛芯片算力再短期內(nèi)并沒有顯著再提升的需求。汽車計(jì)算、控制類芯片市場規(guī)模約為108億美元,SoC將成為主要增量。根據(jù)IHS數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前MCU芯片市場規(guī)模約為70億美元,預(yù)計(jì)2025年將增長至78億美元,受益于汽車電動化以及自動駕駛技術(shù)的發(fā)展,汽車電子電氣架構(gòu)由分布式向集中化躍進(jìn),SoC是未來汽車計(jì)算、控制類芯片的主要增量來源,2020年汽車SOC芯片市場規(guī)模約為37億美元,預(yù)計(jì)到2025年將迅速增長至約82億美元,CAGR達(dá)14.87%。2.2.2、歐美大廠領(lǐng)跑控制類芯片,我國企業(yè)奮力追趕功能芯片:在MCU領(lǐng)域,英飛凌、瑞薩、恩智浦、ST為頭部企業(yè),均具有覆蓋不同應(yīng)用和功能的完整MCU產(chǎn)品線,近年加快了并購步伐,市場進(jìn)一步集中,CR5占據(jù)全球約80%的市場份額。國內(nèi)份額與國外企業(yè)差距較大,上市公司中穎電子、兆易創(chuàng)新、東軟載波都涉及汽車電子領(lǐng)域,但市占率極少。計(jì)算類芯片:瑞薩電子、恩智浦、德州儀器等傳統(tǒng)汽車芯片企業(yè)是當(dāng)前量產(chǎn)環(huán)節(jié)的主導(dǎo)力量,憑借深厚的汽車芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),在嵌入式計(jì)算處理器領(lǐng)域與汽車軟件、系統(tǒng)開發(fā)商深度綁定,能夠更好地協(xié)同車輛控制,把控功能安全需求。英偉達(dá)、高通、Intel雖為傳統(tǒng)ICT企業(yè),近年來在汽車主控芯片領(lǐng)域大舉布局,現(xiàn)已躋身全球汽車半導(dǎo)體前25,主打ADAS、自動駕駛以及智能座艙領(lǐng)域的芯片設(shè)計(jì),具備傳統(tǒng)芯片企業(yè)難以比擬的算力優(yōu)勢,IntelMobileye的EyeQ系列芯片、高通驍龍820A就是典型代表,而其他產(chǎn)品多處于研發(fā)應(yīng)用和預(yù)量產(chǎn)階段。我國企業(yè)在自動駕駛芯片領(lǐng)域快速發(fā)力,后來居上之勢已顯。在自動駕駛芯片領(lǐng)域,兼顧高算力和低功耗的芯片是未來的發(fā)展趨勢,目前除了特斯拉等少部分車企采用自研方案外,其他主要采用第三方方案,我國企業(yè)在自動駕駛芯片領(lǐng)域快速追趕,雖然還未在量產(chǎn)車上有搭載,但在關(guān)鍵參數(shù)方面已逐步達(dá)到世界先進(jìn)水平,以地平線征程2自動駕駛芯片為例,其能效比達(dá)到了2,與特斯拉當(dāng)前的主力芯片F(xiàn)SD相當(dāng),且地平線使用的是相對落后的28nm工藝。2.3、存儲芯片:車載數(shù)據(jù)量提升,打開存儲芯片空間2.3.1、算力提升存儲帶寬及容量需求,L3級是分水嶺存儲器種類眾多,是信息技術(shù)中用于保存信息的記憶設(shè)備,目前市場上DRAM和NANDFlash為主流存儲器,而NORFlash、SRAM、SLCNAND等屬于利基型存儲器。DRAM是最常見的系統(tǒng)內(nèi)存,具有體積小、集成度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn);Flash具備電子可擦除可編程、斷電不丟失數(shù)據(jù)以及快速讀取數(shù)據(jù)等性能。汽車存儲應(yīng)用在汽車多個(gè)模塊,傳統(tǒng)汽車需求較小,目前國內(nèi)市場約為7-10億人民幣。為實(shí)現(xiàn)自動駕駛汽車的互聯(lián)性,包括儀表盤系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)、電話通訊系統(tǒng)、平視顯示器(HUD)、傳感器、CPU、黑匣子等,都需要存儲技術(shù)為自動駕駛汽車提供基礎(chǔ)代碼、數(shù)據(jù)和參數(shù)。汽車電子產(chǎn)業(yè)對存儲的需求主要來自于IVI、TBOX和數(shù)字儀表盤等產(chǎn)品,根據(jù)存儲模組廠商江波龍統(tǒng)計(jì),目前每臺車對存儲的需求量平均在32GB左右。L3級自動駕駛將為汽車存儲帶來顯著增量,而L3級自動駕駛正處于瓶頸期。L1-L5級自動駕駛對內(nèi)存和存儲產(chǎn)品分別提出了不同的需求:在L1、L2級別時(shí),存儲帶寬大多數(shù)需求能夠由LPDDR4滿足,而隨著技術(shù)要求越來越高,未來更多將會由LPDDR5和GDDR6產(chǎn)品來滿足更高的計(jì)算性能。同時(shí),在存儲容量中,現(xiàn)有的e.MMC產(chǎn)品基本能滿足現(xiàn)有應(yīng)用需求,基本上可以滿足8G到64G到128G的容量,但未來對于存儲的寫入速率、容量要求和性能的要求越來越高,會從e.MMC轉(zhuǎn)到UFS再轉(zhuǎn)到Pcle,根據(jù)SemicoResearch,對L1,L2級而言,每車存儲容量差別不大,一般配置8GBDRAM和8GBNAND,但是L3,L4級別的自動駕駛的高精度地圖、數(shù)據(jù)、算法都需要大容量存儲來支持,一輛L3級的自動駕駛汽車將需要16GBDRAM和256GBNAND,一輛L5級的全自動駕駛汽車估計(jì)需要74GBDRAM和1TBNAND。2020年車用存儲市場空間約為40億美元,預(yù)計(jì)到2025年翻倍。根據(jù)江波龍信息,國內(nèi)的汽車存儲市場的規(guī)模約為7到10億人民幣,市場規(guī)模相較存儲器市場而言占比還非常低。根據(jù)HIS數(shù)據(jù),2020年汽車存儲IC市場規(guī)模在40億美元左右,而根據(jù)WSTS數(shù)據(jù),2020年全球存儲IC市場為1175億美元,汽車用存儲IC份額不足4%,展望未來,隨著汽車自動駕駛功能的迭代,全球汽車存儲IC市場空間將快速增長,預(yù)計(jì)到2025年將至少翻倍,超過80億美元,逐漸成為存儲IC市場中越來越重要的部分。2.3.2、美韓日臺主導(dǎo)市場,國內(nèi)企業(yè)尋求突圍機(jī)會存儲行業(yè)具備典型的重資產(chǎn)、高資本壁壘、技術(shù)密集屬性,全球存儲行業(yè)集中度非常高。NAND和DRAM是存儲市場的兩大主要產(chǎn)品類型,根據(jù)Yole數(shù)據(jù),2018年,三星、東芝、西部數(shù)據(jù)、SK海力士、美光在NAND市場的份額分別達(dá)到了38%/19%/14%/11%/11%,前五大市場份額合計(jì)達(dá)93%,而DRAM市場幾乎被三星、SK海力士、美光三家瓜分,2018年三家企業(yè)市占率合計(jì)達(dá)到了95%,呈現(xiàn)寡頭壟斷格局。盡管當(dāng)前市場規(guī)模尚小,各大巨頭正紛紛發(fā)力汽車存儲領(lǐng)域提前布局。三星、海力士、鎂光全球存儲三巨頭引領(lǐng)存儲芯片技術(shù)的發(fā)展潮流,同時(shí)在汽車ADAS、信息娛樂系統(tǒng)中提供多種行業(yè)解決方案,從NAND、eMMC到容量更大、讀寫更快的UFD、PCLeSSD,緊跟自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)帶來的大數(shù)據(jù)量、大帶寬吞吐需求。國內(nèi)企業(yè)近年來逐漸實(shí)現(xiàn)存儲技術(shù)突破,面對智能汽車給車載存儲帶來的機(jī)遇,兆易創(chuàng)新與合肥長鑫密切合作,2019年推出GD25全系列SPINORFLASH,滿足AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn),是目前少有的全國產(chǎn)化車規(guī)存儲器解決方案;旺宏半導(dǎo)體推出eMMC/DDR/LPDDR/SSD/DIMM等嵌入式存儲、移動存儲,拓展汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域;北京君正旗下ISSI(北京矽成)2016年上半年公司SRAM產(chǎn)品收入在全球SRAM市場中位居第二,僅次于賽普拉斯;DRAM產(chǎn)品收入在全球DRAM市場中位居第八位,目前是國內(nèi)在車規(guī)級存儲芯片市場具備全球競爭力的少數(shù)企業(yè)之一。2.4、模擬芯片:電池管理、通信器件助推賽道成長汽車的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化大勢所趨,模擬IC必不可少。模擬芯片按照產(chǎn)品可以分為電源管理芯片和信號鏈芯片。電源管理系統(tǒng)(BMS)能夠處理好整車系統(tǒng)的能源管理;汽車的智能化除了需要各種AI芯片外,還需要MCU和傳感技術(shù)的配合,高性能傳感器和傳感融合技術(shù)同樣也需要信號鏈芯片進(jìn)行信號傳輸、處理;汽車的網(wǎng)聯(lián)化,即V2X,需要實(shí)現(xiàn)人車交互、車車交互等,這些通訊都離不開射頻芯片的發(fā)出接收處理。從燃油汽車到油電混合汽車、再到純電動車,不僅對汽車電子的需求量增大,而且對汽車電子的要求也越來越高,更加需要能耐受高電壓、大電流的電子元器件,模擬IC亦是如此,通過對數(shù)據(jù)的收集、處理、轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)信息交互。外界真實(shí)信號被傳感器感知,得到的模擬信號經(jīng)過放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理最終由MCU控制其他系統(tǒng)的信號的輸出。汽車模擬IC市場2024年將達(dá)到150億美元,在模擬IC各下游領(lǐng)域中CAGR最高,達(dá)8.9%。根據(jù)ICInsights,2019年,汽車模擬IC市場規(guī)模97.96億美元,同比下降1.30%,預(yù)計(jì)2020年市場規(guī)模達(dá)到104.81億美元,同比增長6.99%,隨著電動車滲透率的提升,預(yù)計(jì)到2024年,汽車模擬IC市場將達(dá)到150.29億美元。2019-2024年模擬IC下游應(yīng)用中,汽車市場的CAGR最高為8.9%,超過第二的通訊市場1.1pct,可見未來模擬IC中,汽車市場是一個(gè)重要的增長點(diǎn)。盡管海外巨頭主導(dǎo)了模擬芯片市場,但模擬芯片市場相對分散,國內(nèi)市場集中度相對全球市場更低。目前不論是從全球市場還是國內(nèi)市場,模擬芯片的主要供應(yīng)商還是被德州儀器、英飛凌、Skyworks占據(jù)絕大部分份額。全球Top5模擬IC廠商的市占率之和約為49%,而國內(nèi)市場Top5模擬IC供應(yīng)商的市場份額總和約為35%,相較于全球市場,我國模擬IC市場市場集中度更低。全球汽車模擬IC市場中,德州儀器、ADI、英飛凌、思佳訊、恩智浦、安森美、瑞薩有較強(qiáng)的競爭力,國內(nèi)企業(yè)起步晚,差距較大,巨頭普遍走內(nèi)生發(fā)展和外延并購?fù)瑫r(shí)進(jìn)行的成長之路。德州儀器在電源管理和運(yùn)算放大器這兩個(gè)領(lǐng)域處于龍頭地位,下游市場集中于工業(yè)和汽車電子市場;ADI常年占據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器龍頭,目前專注于工業(yè)和通信市場;英飛凌則是著名的汽車電子廠商,在電源管理和功率半導(dǎo)體中排名靠前。思佳訊是射頻芯片巨頭之一,恩智浦、安森美、瑞薩均是實(shí)力較強(qiáng)的汽車電子廠商。國內(nèi)模擬芯片的供應(yīng)商主要包括矽力杰、圣邦微、思瑞浦、芯??萍嫉?。國內(nèi)供應(yīng)商相比國外起步較晚,從產(chǎn)品豐富程度到技術(shù)水平還普遍存在著較大差距,尤其車規(guī)類產(chǎn)品差距會更大。不同于數(shù)字芯片,模擬芯片具有IC設(shè)計(jì)依賴資深研發(fā),產(chǎn)品種類繁多,制造工藝相對成熟,產(chǎn)品生命周期長、用戶粘性大的特點(diǎn),使得模擬芯片成為一個(gè)長坡厚雪的行業(yè),呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)的局面。國內(nèi)外模擬IC廠商的擴(kuò)大主要通過兩個(gè)方面,工程師隊(duì)伍的擴(kuò)大和企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,即通過培養(yǎng)工程師或高薪聘請工程師來增強(qiáng)研發(fā)實(shí)力,通過企業(yè)并購來擴(kuò)大產(chǎn)品種類、專利數(shù)量和企業(yè)規(guī)模。2.4.1、BMS芯片:動力電池裝機(jī)驅(qū)動,市場穩(wěn)步增長BMS(電池管理系統(tǒng))是新能源車的電源管理芯片主要增量。電動汽車的動力電池由幾千個(gè)小電芯組成,而電池包主要由電芯、模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、箱體和BMS組成。BMS是一個(gè)保護(hù)動力鋰離子電池使用安全的系統(tǒng),包括估測電流的電荷狀態(tài)、檢測電池的使用狀態(tài)、管理電池的循環(huán)壽命、在充電過程中對電池進(jìn)行熱管理等功能。近兩年在國內(nèi)新能源汽車市場的快速發(fā)展帶動下,國內(nèi)動力電池BMS市場需求規(guī)模也迅速增長,根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2020年我國新能源汽車動力鋰電池實(shí)現(xiàn)裝機(jī)量94.5萬套,同比增長38.97%,預(yù)計(jì)到2023年將迅速增長至246.5GWh。根據(jù)IDC預(yù)計(jì),未來5年中國新能源車市場CAGR達(dá)到36.1%,這里我們保守假設(shè)BMS市場CAGR為30%,預(yù)計(jì)2025年BMS產(chǎn)品裝機(jī)量將達(dá)到766萬套。車載電源管理芯片市場穩(wěn)步增長,預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模為20億美元。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),2018年全球電源管理芯片市場規(guī)模為191億美元,應(yīng)用在汽車及交通運(yùn)輸領(lǐng)域的電源管理芯片市場為15億美元,受益于新能源車滲透率不斷提升,動力電池對電源管理芯片的需求持續(xù)上升,預(yù)計(jì)到2024年汽車及交通領(lǐng)域的電源管理芯片市場規(guī)模將達(dá)到20億美元,CAGR為4.91%。電源管理芯片市場歐美大廠同樣占據(jù)絕大部分份額,根據(jù)Yole數(shù)據(jù),德州儀器、高通、模擬器件、美信、英飛凌、安森美、恩智浦、戴洛格半導(dǎo)體、瑞薩電子合計(jì)市場份額超過75%。2.4.2、信號鏈芯片:C-V2X助推,市場空間迅速成長AFE(模擬前端):新能源汽車BMS(電源管理系統(tǒng))同樣包含信號鏈芯片,預(yù)計(jì)2025年國內(nèi)動力電池帶來的AFE市場規(guī)模接近30億元。BMS中包含AFE,即模擬前端,主要用于處理信號源過來的模擬信號,并將處理完的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送往后續(xù)數(shù)字電路進(jìn)行處理。應(yīng)用領(lǐng)域一般包含模擬信號放大、信號調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等。目前新能源車BMS產(chǎn)品中多采用集連多顆AFE芯片(不包含采樣電路)的方式,我們選取ADI公司LTC6813芯片進(jìn)行新能源車BMS系統(tǒng)的AFE市場空間測算,一般情況下,單車使用AFE數(shù)量在12~15顆之間,單價(jià)在30~35元之間,這里我們?nèi)诬?3顆AFE芯片,AFE單價(jià)在30~35元之間逐次遞減進(jìn)行市場空間測算。我們估計(jì)出2019年AFE的市場規(guī)模在7.22億元,預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模將達(dá)到29.86億元。射頻前端:車聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊包含四個(gè)部分,即天線、射頻前端、射頻收發(fā)、基帶,射頻器件是實(shí)現(xiàn)C-V2X的關(guān)鍵器件。除BMS外,車載無線通信系統(tǒng)同樣需要用到大量射頻器件(主要由信號鏈芯片組成),射頻器件是指能夠?qū)⑸漕l信號與數(shù)字信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的芯片,它包括功率放大器PA、濾波器、低噪聲放大器LNA、天線開關(guān)、雙工器、調(diào)諧器等,在車身重主要應(yīng)用于衛(wèi)星通信、信息娛樂、V2X以及定位等功能中。車載射頻前端市場空間預(yù)計(jì)到2023年達(dá)到38.15億美元,海外龍頭企業(yè)寡頭壟斷。IDC預(yù)計(jì)2020年全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車出貨量約為4440萬臺,到2023年全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車的出貨量將進(jìn)一步增至7630萬臺,假設(shè)射頻前端芯片單車成本50美元,經(jīng)測算2020年能網(wǎng)聯(lián)汽車射頻前端市場空間維22.20億美元,預(yù)計(jì)到2023年達(dá)到38.15億美元美元。射頻前端市場由歐美日廠商寡頭壟斷,2018-2019年,QORVO、思佳訊、博通、村田、高通、英飛凌合計(jì)市場份額達(dá)到87%,市場集中度非常高。通信芯片模塊:C-V2X助力市場成長,我國企業(yè)已建立較大優(yōu)勢。當(dāng)前主要應(yīng)用為信息娛樂系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程通信ECU和ADAS中應(yīng)用的V2X無線通信模塊,2019年市場規(guī)模約為49億美元,預(yù)計(jì)到2025年達(dá)到約76億美元,年復(fù)合增長率約為7.6%。我國經(jīng)過多年艱苦卓絕的追趕,在4G、5G時(shí)代實(shí)現(xiàn)后來居上,通信技術(shù)和市場應(yīng)用均處于國際領(lǐng)先地位,在車載通信也取得了迅速發(fā)展,在C-V2X車聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域走出一條自主化的道路,實(shí)現(xiàn)了從芯片、模組、設(shè)備、整車、測試認(rèn)證與運(yùn)營服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋,蜂窩通信領(lǐng)域,華為已累計(jì)為全球數(shù)百萬輛汽車提供4G通信模組,5G模組也已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車;C-V2X領(lǐng)域,國內(nèi)涌現(xiàn)出華為、大唐、高新興、移遠(yuǎn)通信等為代表的一大批C-V2X芯片\模組企業(yè),華為基帶芯片Balong765、Balong5000相繼應(yīng)用于車載單元和路邊單元,大唐高鴻順利實(shí)現(xiàn)C-V2X車規(guī)級模組DMD3A量產(chǎn)。國外企業(yè)高通與高新興、移遠(yuǎn)通信等國內(nèi)模組廠商廣泛合作,推動C-V2X芯片組在中國的推廣應(yīng)用,Autotalks積極與大唐等中國廠商進(jìn)行C-V2X芯片組級互操作測試。2.5、傳感器:汽車感知層核心器件,受益智能化崛起傳感器是實(shí)現(xiàn)汽車智能化的感知端設(shè)備,分布于車身各處。隨著自動駕駛技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的汽車廠商將傳感器整合到ADAS或自動駕駛車中。汽車傳感器分布于車身內(nèi)外,通過獲取的車身狀態(tài)、外界環(huán)境信息,將模擬信號轉(zhuǎn)化為電信號后,傳遞至汽車的中央處單元中。汽車傳感器分為車身感知和環(huán)境監(jiān)測兩大類,而汽車自動化技術(shù)將更多地帶動環(huán)境監(jiān)測類傳感器的需求增加。汽車環(huán)境監(jiān)測類傳感器包括:超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭等。自動駕駛對汽車傳感器的需求呈倍數(shù)級增加。在不同的自動駕駛等級下,車輛功能越多,傳感器數(shù)量也會越多。根據(jù)Yole,汽車自動化駕駛技術(shù)L1至L5發(fā)展過程中,超聲波雷達(dá)應(yīng)用從6個(gè)增加至8個(gè),攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)也將分別從2個(gè)增加至9個(gè)、1個(gè)增加至5個(gè)、0個(gè)增加至4個(gè)。自動駕駛將大幅提升汽車單車傳感器價(jià)值量。根據(jù)英飛凌和strategyanalytics數(shù)據(jù),L2級別的自動駕駛車輛對傳感器的單車BOM為160美元,而為了給L3級自動駕駛做好充分的冗余設(shè)計(jì),在L2+級自動駕駛車輛中,攝像頭、雷達(dá)、傳感器融合模塊價(jià)值都將大幅提升,單車傳感器BOM將達(dá)到560美元,較L2級增長400美元,L3級車輛的單車傳感器價(jià)值量對L2+級別不會有顯著提升。L2+車型對L2車型將帶來可觀的傳感器價(jià)值增量。受疫情影響,自動駕駛研發(fā)及投資有所減緩,目前汽車自動化等級正處于L2,預(yù)計(jì)2025年L3市場化完成,即實(shí)現(xiàn)ADAS各項(xiàng)功能。根據(jù)新車銷量及自動駕駛級別滲透率,假設(shè)2025年全球汽車銷量為9600萬輛,其中L2+車型銷量占比達(dá)到8%,我們測算至2025年汽車傳感器市場將較2020年增長31億美元。2.5.1、CIS:智能化迅速擴(kuò)容市場,國內(nèi)企業(yè)后來居上攝像頭是ADAS系統(tǒng)、汽車自動駕駛領(lǐng)域不可缺少的傳感設(shè)備。攝像頭在汽車中分布位置不同,功能也不一樣,包括前視、側(cè)視、環(huán)視、后視、內(nèi)置等。前視攝像頭安裝在擋風(fēng)玻璃上,作用是前車防撞預(yù)警、車道偏離預(yù)警、交通標(biāo)志識別以及行人碰撞預(yù)警等,有單目或者雙目,雙目測距能力更好,成本也更貴;環(huán)視攝像頭安裝在車四周,用于全景泊車,一般裝配4-8個(gè)攝像頭,通過圖像拼接的方式實(shí)現(xiàn)全景觀察,還可以加入算法實(shí)現(xiàn)道路感知;后視攝像頭安裝在后尾箱上,提供倒車影像,實(shí)現(xiàn)泊車輔助;測視攝像頭安裝在后視鏡下方,用于盲點(diǎn)監(jiān)測,一般盲點(diǎn)監(jiān)測只需使用超聲波雷達(dá),目前也有使用攝像頭代替;內(nèi)置攝像頭安裝在車內(nèi)后視鏡處,監(jiān)測司機(jī)狀態(tài),用于疲勞駕駛提醒。全球單車攝像頭搭載量快速提升。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),受益于汽車智能化程度提升,車載攝像頭出貨量快速提升,2015年全球車載攝像頭出貨量僅為3360萬顆,到2019年達(dá)到了6967萬顆,CAGR達(dá)20.0%,將每年汽車攝像頭出貨量除以每年汽車產(chǎn)量,我們看到全球單車攝像頭搭載量也在快速成長,2015年單車僅為0.37顆,2019年已達(dá)到0.76顆,CAGR為19.5%。我國企業(yè)在車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈布局深厚,未來將充分受益。攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈主要包括光學(xué)鏡頭、CIS傳感器、模組封裝、音圈馬達(dá)、紅外截止濾光片,其中CIS(COMS圖像傳感器)是攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈中價(jià)值量的主要部分,價(jià)值占比達(dá)52%。車載攝像頭鏡頭中舜宇光學(xué)出貨量位居全球第一、攝像頭芯片出貨量第一的是安森美,而攝像頭模組廠商包括松下、法雷奧、富士通、信利國際、??低?、比亞迪、聯(lián)合光學(xué)、德賽西威等??傮w來看,我國企業(yè)在車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈布局深厚,有望借汽車智能化滲透率提升快速成長。2019年車載CIS市場規(guī)模為13.05億美元,預(yù)計(jì)到2025年達(dá)到48億美元。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),2019年全球CIS市場規(guī)模約為193億美元,其中汽車CIS市場13.05億美元,占比7%,2019年全球車載CIS出貨量為6967萬顆,單顆平均價(jià)格為18.73美元,考慮到汽車智能化對攝像頭像素要求持續(xù)提升,帶動單顆CIS價(jià)值提升,我們假設(shè)到2025年平均單顆車載攝像頭價(jià)值緩慢增長至20美元,單車平均用量則從2019年的0.76顆增長至2.5顆,預(yù)計(jì)到2025年,全球車載CIS市場將增長至48億美元。汽車在CIS下游應(yīng)用中增速位居前列,豪威科技在車載市場排名第二。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),2019年CIS下游市場增速中,汽車市場同比增長41%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過手機(jī)、計(jì)算機(jī)、安防、工控等其余主要領(lǐng)域,從競爭格局來看,2018年安森美以36%的市場份額占據(jù)第一,國內(nèi)企業(yè)豪威科技以22%位居第二,索尼、松下、三星緊隨其后,全球CISTop3廠商供應(yīng)超過65%,行業(yè)集中度較高。國內(nèi)企業(yè)韋爾股份通過收購豪威科技切入CIS領(lǐng)域,一舉成為CIS領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)。2.5.2、雷達(dá):滲透率持續(xù)提升,國產(chǎn)替代迎大好良機(jī)未來高級別自動駕駛將需要多種雷達(dá)的混合。單個(gè)超聲波雷達(dá)售價(jià)大約為數(shù)十元,一套倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的雷達(dá)硬件成本不到200元,一套自動泊車系統(tǒng)的雷達(dá)硬件成本在500元左右。毫米波雷達(dá)的售價(jià)仍然在千元級別,而激光雷達(dá)則需數(shù)萬至數(shù)十萬元的成本,未來智能汽車傳感器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將是多種雷達(dá)融合的方案。(1)超聲波雷達(dá)超聲波雷達(dá)近距離識別精度較高,主要用于泊車輔助預(yù)警和汽車盲區(qū)碰撞預(yù)警。車載超聲波雷達(dá)能以1-3厘米精度測算0.2-5m范圍內(nèi)障礙物,通過計(jì)量發(fā)射超聲波和回傳超聲波的時(shí)間差來測算障礙物距離,測算范圍在0.1-3m,主要應(yīng)用于泊車輔助預(yù)警和汽車盲區(qū)碰撞預(yù)警,具備短距離測量成本低、精度高的優(yōu)點(diǎn),但受惡劣天氣影響較大。隨著自動化駕駛的發(fā)展,超聲波搭載率有望進(jìn)一步提升,中短期市場前景較好,而長期可能收到其他雷達(dá)傳感器的替代壓力。超聲波雷達(dá)市場空間廣闊。根據(jù)P&SIntelligence數(shù)據(jù),2019年,全球車載超聲波雷達(dá)市場規(guī)模為34.6億美元(約合243.9億元);該機(jī)構(gòu)預(yù)測,2020年至2030年,全球車載超聲波雷達(dá)市場規(guī)模將保持5.1%復(fù)合年增長率,并于2030年達(dá)到61億美元。超聲波雷達(dá)國內(nèi)外廠商差距不大,市場充分競爭。近年來中國超聲波雷達(dá)廠商不斷打破國外廠商壟斷,市占率接近50%,并且超聲波雷達(dá)也完全可以勝任倒車輔助的功能,但中國廠商普遍存在研發(fā)能力較低,難以提供完整的輔助駕駛解決方案等情況。(2)毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)是ADAS核心,2025年規(guī)模超280億元。毫米波雷達(dá)的工作頻率在24-300GHz,波長在1-10mm,主流車用規(guī)格為24GHz和77GHz。24GHz安裝在車側(cè)方和后方,用于盲點(diǎn)監(jiān)測、輔助停車系統(tǒng),77GHz安裝在車前方,進(jìn)行中遠(yuǎn)距離的探測,價(jià)格相對昂貴。毫米波雷達(dá)作為ADAS系統(tǒng)核心傳感器完全實(shí)現(xiàn)ADAS各項(xiàng)功能一般需要“1LRR+4S/MRR”5個(gè)毫米波傳感器,奧迪A8搭載5個(gè)毫米波雷達(dá)(1LRR+4MRR),奔馳S級搭載6個(gè)毫米波雷達(dá)(1LRR+6SRR)。目前77GHz的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價(jià)在1000元左右,24GHz毫米波雷達(dá)單價(jià)在500元左右,單車價(jià)值量超過3000元,根據(jù)普華永道數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2025年中國市場規(guī)模超過280億元。毫米波雷達(dá)領(lǐng)域:技術(shù)由傳統(tǒng)零部件巨頭壟斷,德美日占主導(dǎo)地位。根據(jù)Ofweek,2018年全球前五大毫米波雷達(dá)廠商博世、大陸、海拉、富士通天、電裝分別占據(jù)市場份額的19%、16%、12%、11%和10%,共計(jì)68%,市場集中度較高,德日美企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。受限于國外技術(shù)封鎖,國內(nèi)市場以24GHz毫米波為主流方向,并且長期依賴于進(jìn)口,24GHz供應(yīng)鏈中,國內(nèi)產(chǎn)品體可以從英飛凌和飛思卡爾獲取芯片。77GHz毫米波技術(shù)則由海外巨頭博世、大陸等壟斷。(3)激光雷達(dá)激光雷達(dá)是未來自動駕駛必經(jīng)之路,成本較高暫無大規(guī)模汽車應(yīng)用。激光雷達(dá)是L3-L5自動駕駛的關(guān)鍵部件,主要用于計(jì)算距離和實(shí)時(shí)3D環(huán)境建模,常見有8線、16線、32線。激光雷達(dá)逐漸從機(jī)械旋轉(zhuǎn)式向固態(tài)化趨勢發(fā)展,是業(yè)內(nèi)降低成本的方式之一,同時(shí)具備小型化、低成本、集成度高的優(yōu)點(diǎn)。激光雷達(dá)短期因成本、技術(shù)等原因不會大規(guī)模應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中。車載激光雷達(dá)市場擴(kuò)容速度極快。中長期來看,受益于激光雷達(dá)成本持續(xù)下降,激光雷達(dá)滲透率將逐漸提升,根據(jù)Yole數(shù)據(jù),2019年,車載激光雷達(dá)市場規(guī)模僅為1900萬美元,預(yù)計(jì)到2025年達(dá)到17億美元,CAGR達(dá)111%。激光雷達(dá)市場尚未成熟,國內(nèi)廠商有望趕超國外優(yōu)秀同行。行業(yè)內(nèi)主要的激光雷達(dá)公司包括美國的Velodyne、Luminar、Aeva、Ouster,以色列的Innoviz,德國的Ibeo,以及國內(nèi)的禾賽科技、速騰聚創(chuàng)。Velodyne在激光雷達(dá)的測距精度、抗干擾、時(shí)間同步、穩(wěn)定性等方面均處于領(lǐng)先地位,而隨著國內(nèi)禾賽科技、速騰聚創(chuàng)的崛起,Velodyne在華的統(tǒng)治地位開始動搖并被陸續(xù)取代。3、三大因素助推,汽車半導(dǎo)體國產(chǎn)替代

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