汽车半导体专题（一）：电动智能化叠加国产化，看好汽车半导体投资机会

电动智能化带动芯片用量提升，市场空间超千亿美元 汽车电动化带动功率半导体用量的大幅提升，汽车智能化带来了处理器、存储器、传感器及相关芯片需求的大幅提升。从芯片用量看，新能源汽车搭载芯片数量为燃油车的2倍，智能化汽车所需芯片数量预计为传统汽车的8-10倍，预计到2030年全球汽车芯片的年需求量有望超过千亿颗。伴随着新能源汽车渗透率的提升和高级别智能驾驶的落地，预计到2027年全球汽车半导体市场规模将接近千亿美元。且汽车芯片工艺制程以成熟制程居多，我们认为汽车半导体需求的增长将为国内半导体企业带来新的增长机会。 缺芯潮重塑产业链格局，国内芯片厂加速布局 车规级芯片对温度、可靠性、安全性、一致性、使用寿命以及供应商等方面要求严苛，产品开发、认证和导入周期长，市场壁垒高，当前国产化率也较低。但在缺芯潮影响下，车企更加重视芯片的自主可控，加大了对于国产芯片的评估和导入。国内芯片厂商也积极布局汽车芯片产品线，从进展看，已有多家芯片厂商推出汽车芯片，产品已进入推广期或已开始批量供货，后续将逐步进入上量阶段。 投资建议 我们认为，汽车芯片的结构性短缺仍然存在并将持续，伴随着汽车智能化、电动化升级的持续深入，汽车芯片需求旺盛，叠加国产化，看好汽车半导体板块投资机会。标的上，SOC、MCU领域建议关注：兆易创新、国芯科技、紫光国微、中颖电子、复旦微电、瑞芯微、晶晨股份；模拟IC领域建议关注：纳芯微、赛微微电、中颖电子；存储领域建议关注：北京君正、聚辰股份、普冉股份；传感器领域建议关注：韦尔股份、思特微；功率半导体领域建议关注：时代电气、斯达半导、新洁能、士兰微、宏微科技、东微半导、捷捷微电、三安光电、天岳先进。（以上标的暂未覆盖） 风险提示 半导体行业景气度持续下行；汽车电动化、智能化渗透不及预期； 疫情给供应链造成的不确定性。 1电动智能化带动汽车芯片用量提升，市场空间超千亿美元 新能源汽车渗透率快速提升，高级别智能驾驶开始落地。新能源汽车市场快速发展，根据IEA数据，2021年全球的电动汽车和混合动力汽车的总销量达近660万辆，同比翻番。而国内新能源汽车市场，根据中汽协数据，2021年国内新能源汽车销量超过350万辆，同比增长157.8%。 芯片是汽车智能化的核心，自动驾驶的实现有赖于各种车载传感器对周围信息的感知获取和处理器、AI芯片的实时分析运算处理，高级别自动驾驶对芯片算力需求也将更高，半导体价值量也随之提升。汽车的电动化、智能化升级，以及新势力等车企的发展，将推动汽车半导体市场的增长，给国内半导体企业带来进入汽车市场的机遇。 图表1：中国和全球新能源车渗透率 图表2：全球汽车市场ADAS渗透率 汽车电动化、智能化拉动单车芯片用量成倍增长，市场空间有望超千亿颗。与传统燃油车相比，新能源车电池、电机、电控取代燃油车的油箱、发动机、变速箱，通过逆变器将直流电转换成交流电驱动电机。电动车动力的产生和传输过程中需要频繁实现供电电压和交直流的转换，并且由于续航里程的要求，电动车对电能管理的需求也更加精细，因此，功率半导体用量大幅增加。根据SA数据，电动车单车芯片用量为燃油车的2倍，价值量有望达到950美金。 另一方面，汽车智能化升级下，芯片算力需求不断提升，因此对于处理器、存储器、传感器及相关芯片需求也大幅提升。传统燃油汽车搭载的芯片数量约在500-600颗左右，新能源汽车搭载芯片数量预计为传统燃油车的2倍，而智能化汽车所需芯片数量有望达到传统汽车的8-10倍。以特斯拉ModelY为例，其搭载的芯片数量约为3500颗。据此测算，预计到2030年全球汽车芯片的年需求量有望超过千亿颗。 图表3：全球汽车市场芯片用量预测 图表4：国内汽车市场芯片用量预测 从市场规模看，2021年全球汽车半导体市场规模约500亿美元，根据SA预测，预计到2027年全球汽车半导体市场规模将接近千亿美元。2021年国内汽车半导体市场规模约1000亿元，到2027年将超2000亿元。 图表5：汽车芯片市场规模 汽车芯片工艺制程以成熟制程居多。汽车芯片广泛应用于汽车的动力域、车身域、自动驾驶域、座舱域和底盘域，芯片类型涉及域控类芯片、MCU、存储类芯片、联接类芯片、模拟类芯片、功率类芯片和传感器等。从细分市场看，市场规模增大的为模拟分立类芯片，其次为汽车MCU芯片，市场规模增速最快的有联接类芯片、汽车MCU芯片等。从工艺制程看，除自动驾驶、座舱芯片外，汽车芯片工艺制程以 28nm 及以上成熟制程的占比居多。 图表6：芯片在汽车上的应用及制造工艺 图表7：各类汽车芯片的市场规模及复合增速 2缺芯潮重塑产业链格局，国内芯片厂加速布局 缺芯潮重塑汽车芯片供应链格局，整车厂对于芯片供应链重视程度大幅提升。在传统的汽车产业供应链模式中，半导体厂商在汽车产业链中通常属于Tier 2（二级供应商）、Tier 3（三级供应商）供应商，将芯片产品销售给Tier 1厂商，由Tier1厂商整合成模块交给整车厂装配。全球领先的汽车Tier1厂商有博世、麦格纳、大陆集团、日本电装、法雷奥、德尔福等，全球排名领先的汽车半导体供应商主要有恩智浦、瑞萨电子、英飞凌、意法半导体、TI、英伟达等。 图表8：传统汽车芯片供应模式 受2021年以来的汽车缺芯潮影响，车企对于芯片供应的重视程度大幅提升，甚至出现部分车企在某些领域选择下场造芯。伴随着汽车电动化、智能化的深入，汽车芯片在汽车供应链中的重要性将持续提升，整车企业与芯片企业的沟通协作将进一步加强，有助于国产汽车芯片的快速导入。 图表9：汽车芯片供应链模式的转变 车规芯片要求严苛，壁垒高。相较于消费级芯片和工控级芯片，车规级芯片的使用工况更恶劣，对温度、可靠性、安全性、一致性、使用寿命以及供应商等方面要求均更为严苛。通常，消费级芯片的工作温度范围为0℃~85℃，使用寿命要求3-5年，不良率要求控制在几百PPM，而车规级芯片要求工作温度范围在-40℃~85℃/105℃/125℃/150℃，使用寿命要求10年以上，不良率几乎为0，供货期要求10年以上。由于车规级芯片要求严苛，从设计到制造、封装、测试等全流程均要符合相关标准，开发、认证和导入周期厂，市场壁垒较高，国产化率较低。 图表10：车规芯片要求及认证标准 车规芯片门槛高，国产化空间大。市场格局看，汽车半导体市场主要为欧美日等国际半导体厂商占据，根据SI数据，2021年全球排名前十的汽车半导体厂商分别为英飞凌（市占率8.3%）、NXP（8.0%）、瑞萨电子（6.1%）、TI（5.6%）、STM（5.3%）、博世半导体（3.8%）、安森美（3.3%）、ADI（1.8%）、美芯（1.7%）和罗姆（2.2%），合计市占率约46%。 图表11：全球前十大汽车芯片企业汽车业务营收及市占率 汽车SOC、MCU类芯片国产化率较低，功率半导体、电源类芯片已有切入。国内汽车芯片市场国产化率较低，根据海思统计的国内主流车企2020年采购数据，其中SOC类和MCU芯片占采购额的近60%，但国产化率较低，国内芯片企业切入的主要在功率器件、电源类芯片等领域。 图表12：国内主流车企的汽车芯片采购统计 缺芯潮下车企重视芯片的自主可控，国内芯片厂商迎机遇。由于车厂对芯片需求预估不足，叠加疫情和自然灾害等因素影响，2021年以来，汽车芯片持续短缺。在此背景下，车企也加大了对于国产芯片的评估和导入。广汽成立芯片应对小组，探索重点芯片替代方案，对国产芯片全面评估；吉利提出计划25年主流芯片采购提升自主可控到50%以上；长安汽车与多个自主芯片厂商建立战略合作。2021年2月，工信部牵头编制汽车芯片国产对接手册，推动芯片自主可控。2021年4月，中国汽车芯片产业创新战略联盟成立汽车芯片保险专项工作组，联合保险行业推动汽车芯片保险机制上线。汽车芯片保险机制的上限将有助于国产汽车芯片产品推广应用。 图表13：国内车企及相关部门加快推进汽车芯片国产化 国内芯片厂商积极布局汽车芯片产品线，国产车规级芯片逐步进入推广期。从各家汽车芯片产品的进展情况看，纳芯微深耕汽车电子领域多年，其信号感知类芯片、隔离驱动芯片等广泛应用于汽车电子领域，2022年上半年汽车电子营收占比达到18.26%。国芯科技于2009年启动面向汽车电子和工业控制芯片的关键技术研发，目前车身控制、发动机控制MCU芯片均已开始投放市场，此外公司也在计划开发域控芯片、BMS AFE芯片等。兆易创新于今年9月发布首款基于Cortex-M33内核的GD32A503系列车规级微控制器,正式进入车规级MCU市场。从进展看，已有多家芯片厂商推出汽车芯片，产品已进入推广期或已开始批量供货，后续将逐步进入上量阶段。 图表14：A股上市公司在汽车芯片领域布局 3国际半导体厂商汽车业务收入持续增长 英飞凌、ST、瑞萨电子等海外芯片厂商汽车芯片业务收入持续增长。从海外半导体厂商的汽车芯片业务的收入情况看，自2020年下半年以来，其汽车芯片业务收入基本呈现逐季增长的状态。英飞凌最近一个财季汽车芯片相关业务实现营收17.01亿欧元，同比增长41.16%，环比增长14.08%，NXP 2022年第二季度汽车业务实现销售收入17.13亿美元，同比增长35.74%，环比增长10.02%。ST 2022年第二季度汽车业务实现销售收入14.54亿美元，同比增长35.00%，环比增长15.76%。瑞萨电子2022年第二季度汽车业务实现销售收入1637.70亿日元，同比增长54.34%，环比增长6.42%。 图表15：英飞凌汽车业务季度收入及增速 图表16：NXP汽车业务季度收入及增速 图表17：ST汽车业务季度收入及增速 图表18：瑞萨电子汽车业务季度收入及增速 从各主要汽车芯片厂商对三季度展望看，Q3仍将呈成长趋势。英飞凌预计Q3营收为39亿欧元，环比增长7.80%。NXP预计Q3营收33.50-35.00亿美元，同比增长17%-20%，环比增长1%-3%。ST预计Q3营收42.4亿美元，同比增长32.6%，环比增长10.5%。TI预计Q3营收49-53亿美元，环比变化为-5.99%-1.92%,主要受消费电子疲弱影响。 图表19：全球主要汽车芯片厂商三季度营收指引增长 4投资建议 当前市场关注焦点在于汽车芯片短缺是否已经缓解，我们认为，汽车芯片的结构性短缺仍然存在并将持续，伴随着汽车智能化、电动化升级的持续深入，单车芯片含量成倍式提升，汽车芯片需求旺盛。另外，在汽车缺芯影响下，车企对芯片供应链的重视程度大幅提升，纷纷加强与芯片企业的战略合作，启动对国产芯片的评估认证，国产芯片厂商也在积极开发汽车芯片产品，多方推动下，汽车芯片的供应辆格局有望重塑。标的上，SOC、MCU领域建议关注：兆易创新、国芯科技、紫光国微、中颖电子、复旦微电、瑞芯微、晶晨股份；模拟IC领域建议关注：纳芯微、赛微微电、中颖电子；存储领域建议关注：北京君正、聚辰股份、普冉股份； 传感器领域建议关注：韦尔股份、思特微；功率半导体领域建议关注：时代电气、斯达半导、新洁能、士兰微、宏微科技、东微半导、捷捷微电、三安光电、天岳先进。（以上标的暂未覆盖） 5风险提示 半导体行业景气度持续下行；汽车电动化、智能化渗透不及预期；疫情给供应链造成的不确定性。