汽车半导体行业报告：电动化智能化双轮驱动

汽车电动化智能化带动半导体价值量显著增长，汽车半导体迈入新时代。全球电动化进入加速发展阶段，电动车单车半导体价值量约为传统燃油车2倍，其中功率半导体贡献主要增量；智能化则带动CIS、MCU、存储芯片、SoC芯片等需求量攀升。2021年全球汽车半导体市场规模达467亿美元，预计2025年将突破800亿美元，2021-2 5年CAGR达15%。目前汽车半导体市场主要由海外大厂主导，但国产车崛起+国内厂商加快布局带来各细分赛道国产替代机遇，功率半导体、CIS国产化进程较快，且功率半导体赛道具备较高弹性；车规MCU、模拟和存储芯片国产化率仍较低，国内厂商大多处于导入窗口期，后续国产替代速度：模拟>MCU>存储；车规SoC方面，华为、地平线等国内厂商在产品和客户方面持续突破，未来高算力、高能效比等高端SoC国产化空间较大。 功率半导体：电动化核心增量，高成长与国产替代共演绎。功率半导体在单车半导体中的成本占比从传统燃油车的21%提升至纯电动车的55%。1）IGBT：作为逆变器等系统部件的核心器件，IGBT需求快速增长。我们测算全球新能源车IGBT市场规模将从2021年19.8亿美元增长至2025年73亿美元，CAGR达38.5%。现阶段市场仍由英飞凌等海外厂商主导，缺芯格局和本土电动车品牌崛起将加速IGBT国产替代进程。 2）SiC：800V快充是多数新能源车企布局方向，SiC凭借性能优势和系统成本优势成为800V系统首选，现阶段SiC应用成本较高，预计2025年成本下降20%+后有望迎来爆发增长，2026年规模有望达46亿美元。目前Wolfspeed等海外SiC器件厂商在新能源车领域进展较快，国产厂商亦积极布局。 MCU：智能化大增量，本土厂商迎机遇。短期分布式架构仍是主流，ECU芯片用量增加将推高MCU需求，同时当智能驾驶达到L3级之后，ADAS成为车规MCU显著增量。2022年车规MCU市场规模约87亿美元，2025年有望达120亿美元，CAGR为11.3%。格局方面，瑞萨、恩智浦、英飞凌市占率合计超70%，三巨头产品覆盖较全面，行业集中度较高。近年部分大陆厂商开始从中低端车规MCU领域切入，并逐步向智能化所需的高端MCU延伸。 模拟：遍布各域，BMS带来10亿美金新增量。模拟芯片可分为电源管理和信号链两大类，根据我们统计，目前全球模拟芯片500多亿美元市场中，约25%用于汽车，规模超过100亿美元。全球市场来看，TI、ADI两家占据全球半壁江山，呈现“两超多强”市场格局。模拟芯片起到桥梁和供电的辅助作用，遍及汽车五域的各个角落。增量方面，一是汽车智能化将使得配套使用的信号链、电源管理芯片增多；二是电动化下，BMS模块带来AFE新需求，根据我们测算，其2021年市场规模接近6亿美元，2023年市场规模可达到10亿美元。 SoC芯片：自动驾驶和智能座舱双增量。1）自动驾驶SoC：在ADAS升级需求和硬件预埋驱动下，自动驾驶SoC芯片市场快速增长，我们预计全球自动驾驶SoC市场将从2021年15亿美元增长至2030年235亿美元，CAGR达45%。格局方面，英伟达中高端市场优势显著，高通作为后入局者亦具备较强竞争力，原ADAS龙头Mobileye逐步掉队，国内厂商地平线优势在于较强的芯片性能以及成熟完善的开放平台，华为则有望通过扩充造车产业链+全栈式服务获得更多定点。2）智能座舱SoC：全球智能座舱渗透率将从2021年的49.4%提升至2025年的59.4%，智能座舱渗透和升级同步演进，对SoC芯片需求不断提升，我们测算2021年智能座舱SoC市场约25亿美元，预计2030年将达69亿美元，2021-30年CAGR达11.8%。格局方面，目前高通在中高端市场具备绝对优势；国内厂商方面，华为多个项目已量产，瑞芯微、芯擎科技在中高端产品领域实力初显，有望获得众多国内车企定点。我们认为，相比于自动驾驶S oC，智能座舱SoC安全性要求相对较低、需求更多样化，本土厂商有望率先在该领域实现突破。 CIS：受益车载摄像头高成长确定性。智能驾驶感知层方案的视觉方案和多传感融合方案都将推升摄像头用量，ADAS升级趋势下，摄像头像素、性能提高也将推高ASP。 CIS在车载摄像头中的成本占比约52%，显著受益车载摄像头高成长确定性。我们预计2025年全球车载CIS市场规模将达到496亿元，2021-2025年CAGR达18.4%，2030年有望达到851亿元。格局方面，安森美和豪威是全球车载CIS两大龙头，2021年市占率分别为45%和29%，远高于第三名索尼（6%）。考虑到安森美8MP产品升级滞缓且短期难以解决产能短缺问题，我们认为豪威有望凭借技术、产能优势获得更多新车型定点，在未来2-3年内逐步抢占安森美份额。 存储芯片：智能网联催生存储芯片新需求，国产竞争格局有望逐步向好。在汽车智能化、网联化趋势下，海量数据对车载存储提出更高需求。1）DRAM：2021年市场规模约12亿美元，预计2025年突破20亿美元。车规DRAM领域美光优势显著，市占率高达45%，北京君正（ISSI）市占率15%位居第二，目前逐步从DDR3向DDR4和LPDDR4升级。2）NAND：行业具备增长潜力，我们预计车规NAND市场将从2021年10亿美元增长至2030年119亿美元，CAGR达31%。目前市场主要由三星、铠侠等海外NAND龙头主导，兆易创新、东芯股份等国内厂商主要布局相对小众的利基市场。3）NOR：车载摄像头增加和仪表盘等升级都将推升NOR Flash需求，2025年市场规模预计将达9亿美元。NOR市场高度集中，2021年华邦电子/旺宏/兆易创新市占率分别为34.8%/32.7%/23.2%，兆易创新GD25系列已向多家车企批量出货，正在向45nm 制程升级，未来份额有望逐步提升。4）EEPROM：2022年汽车EEPROM规模预计2.6亿美金，电动化+智能化将带动单车用量提升，2023年单车用量预计将达26.7颗（传统燃油车15-20颗）。意法半导体等海外企业领先，国产厂商加快布局，聚辰股份已有A1、A2、A3等级车规产品，22H1已实现大批量出货；普冉股份车规EEPROM已在车身摄像头和车载中控领域向海内外客户批量出货。 汽车电动智能化大趋势下，汽车半导体迈入新发展阶段，持续看好汽车半导体国产替代机遇。 1）功率半导体：电动化打开功率半导体成长空间，缺芯格局+本土电动车品牌崛起加速IGBT国产替代进程；SiC量产上车前夕，国产厂商积极布局。建议关注：时代电气、斯达半导、士兰微、扬杰科技、宏微科技、新洁能、天岳先进、中瓷电子、三安光电等。 2）MCU：智能化带来增量，大陆厂商逐步从中低端向高端产品突破。建议关注：兆易创新、复旦微电、中颖电子、芯海科技、国芯科技等。 3）模拟：智能化、电气化带来配套增量，BMS带来新需求，大陆厂商从中低端切入。 建议关注：纳芯微、思瑞浦、圣邦股份、希荻微、必易微等。 4）SoC：自动驾驶和智能座舱共同驱动SoC芯片市场扩容，国内厂商在持续实现产品突破的同时，有望凭借本土优势提升市场份额。建议关注：瑞芯微、全志科技、晶晨股份等。 5）CIS：智能驾驶带来车载摄像头高成长确定性，车载CIS迎来量价齐升，国内厂商具备较强竞争力。建议关注：韦尔股份、思特威等。 6）存储芯片：智能网联催生存储芯片新需求，DRAM和NAND增量显著，NOR国产格局逐步向好。建议关注：兆易创新、北京君正、聚辰股份、东芯股份、普冉股份等。 风险提示：电动车渗透率不及预期风险；汽车智能化发展不及预期风险；产业链公司技术进步和客户开拓不及预期风险；研报使用的信息更新不及时风险 - 2 - 一、电动化&智能化发展，驱动车规半导体应用迈入新时代 “电动化”+“智能化”浪潮下，汽车半导体应用边界持续拓宽。汽车半导体按功能可分为功率半导体（IGBT、MOSFET等）、计算控制芯片（MCU、SoC等）、存储芯片（DRAM、NAND、NOR等）、传感器芯片（CMOS、雷达芯片、MEMS等）、通信芯片（总线控制、射频芯片）等。2020年汽车半导体产业中计算控制类芯片、功率半导体、传感器芯片、存储芯片市场规模占比分别为23%、22%、13%和9%。从应用领域看，传统燃油车的半导体主要集中在车身、底盘安全等传统汽车电子领域，随着汽车电动智能化不断发展，动力总成、辅助驾驶、信息娱乐等领域的半导体需求快速提升，2017-2022年辅助驾驶、电动/混合动力系统的半导体应用规模CAGR分别高达23.6%和21%。 图表1：汽车半导体分类 图表2：汽车半导体产品结构（2020） 图表3：汽车半导体应用领域及增速 电动化、智能化将驱动汽车半导体市场快速扩容，目前海外半导体厂商占主导地位。2021年全球汽车半导体市场规模达467亿美元，同比+33%。 在电动化智能化大趋势下，汽车半导体应用需求显著上升，据Omdia预测，2025年全球汽车半导体市场规模将突破800亿美元，2021-25年 - 7 - CAGR达15%。根据我们对各细分市场规模的测算，电动化将驱动新能源车IGBT芯片和BMS模块中AFE芯片市场的增长，2021年全球规模分别为20和6亿美元，2025年将达73和18亿美元，CAGR分别为39%和34%；智能化则带来车规CIS、智能座舱SoC、自动驾驶SoC以及车规DRAM、NAND、NOR三类车规存储芯片市场显著增量，2021年全球规模分别为39、25、15、12、10和5亿美元，对应2025年规模预计分别为76、42、67、22、28和9亿美元，CAGR分别为18%、13%、45%、15%、28%和13%。此外根据IC Insights，全球车规MCU将从2021年的76亿美元增长至2025年的120亿美元，CAGR达12%。 全球汽车半导体市场中，海外半导体龙头厂商占据主导地位，2021年英飞凌/恩智浦/瑞萨/德州仪器/意法半导体市占率分别为12.7%/11.8%/8.4%/8.1%/7.5%，CR5接近50%，行业集中度高。 图表4：全球汽车半导体市场规模 图表5：全球汽车半导体竞争格局（2021） 图表6：汽车半导体细分市场规模预测（亿美元，按2021年规模排序） 汽车半导体可靠性要求高，天然存在认证壁垒。1）AEC-Q100系列是切入车企供应链前必须验证的基础标准，该系列标准按温度范围划分为5个等级，0级（-40°C to +150°C）为最高等级；2）ISO 26262专门针对汽车领域的功能安全，不是全球强制性标准，但该标准越来越受车厂认可，该认证包括生产流程认证和产品功能认证，要求安全机制符合ASIL各等级认证，从低到高分成QM、A、B、C、D五个等级，ASIL等级越高，则认证流程更严苛、周期更长、技术要求和成本都更高；3）IATF 16949侧重汽车品质管理体现，涵盖从设计到生产到封测全流程，更强调产品零缺陷，其覆盖的硬件范围除芯片外还有汽车其他硬件。汽车半导体产品进入车企供应链需要经过上述系列安全性认证，认证周期至少2年，行业天然存在较高壁垒，同时车企考虑到产品稳定性和验证测试成本，一般不会随意更换供应商，因此厂商进入供应链后往往能获得较长期稳定的订单。 图表7：汽车半导体的认证标准 1、汽车电动化加速发展，半导体价值量显著提升 渗透率迎来10%拐点，汽车电动化进入加速发展阶段。从全球市场看，2021年新能源车渗透率为8%，2022年1-9月全球新能源乘用车销量约578万辆，渗透率达13%，已突破10%拐点，全球汽车电动化进入加速发展阶段。相比于全球市场，中国汽车电动化进程较快，渗透率已由2020年的5%提升至2021年的13%，2022年1-9月国内新能源车销量456.7万辆，渗透率达23.5%。 图表8：中国新能源车销量及渗透率 图表9：全球新能源车销量及渗透率 电动车单车半导体价值量显著高于燃油车，功率半导体贡献主要增量。 电动车成本结构与燃油车差距较大，三电系统占