电子行业专题报告：智能化驱动车规MCU 国产化替代前途远大

智能化驱动车规MCU国产化替代前途远大 电子行业专题报告 2023年2月14日 证券分析师：周啸宇，执业证书编号：S0630519030001 联系人：陈宜权，邮箱：chenyq@longone.con.cn 证券研究报告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明1 核心观点和推荐 汽车电动化和智能化共振，车规MCU将迎量价齐升 推荐五大要素： 1 依附我国汽车电动化及智能化快速发展，国内车规MCU企业持续受益，这是MCU最大的市场增量来源。 2 智能汽车对MCU需求量至少是传统燃油汽车4.3倍，车规MCU需求旺盛。 3 电动化及智能化汽车对MCU性能要求不断提升，高端车规MCU产品占比进一步提高，带动MCU行业整体ASP提升。 4 我国是车规MCU最大的需求市场，产业具有较大发展前景，但我国车规MCU自给率不足5%，国产替代仍有较 大的提升空间。 5 本土MCU产商积极布局车规级产品，且性能逐渐成熟，加速国产化车规MCU产品市场渗透，逐步切入高端市场。 推荐关注：兆易创新、国芯科技、中颖电子、四维图新等。 证券研究报告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明2 CONTENTS 目录 1车规MCU市场概况及技术发展路径 2全球和A股车规MCU龙头梳理 3A股车规MCU标的对比 4风险提示 证券研究报告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明3 MCU市场：新能源汽车驱动量价齐升 根据ICInsights，2022年全球MCU市场规模有望达239亿美元，同比增长8.1%；其中，2022年中国MCU市场规模预计约为58亿美元，同比增长约7.7%。受益于汽车电动化及智能化对汽车电子的需求提升，MCU作为汽车电子的核心，全球MCU市场规模有望逐年提升。我国新能源汽车产销量已连续8年位居全球第一，未来将保持快速发展态势，间接扩大我国MCU市场需求，是我国MCU市场强劲的驱动力，未来增速将高于全球平均水平。 针对车规级MCU，随着全球新能源汽车的蓬勃发展，以及汽车智能化对MCU性能以及需求量不断提升，将间接提高MCU在整车的成 全球MCU市场规模及预测 239 248 260 272 285 186 204 9.7% 207 221 6.8% 8.1% 3.8% 4.8% 4.6%4.8% 0.0% 1.5% 本比重，不断拓宽车规MCU成长空间，驱动车规MCU量价齐升。 300 20% 600 中国MCU市场规模及预测 483513 40% 250 200 150 100 10% 500 400 300 200 223 256269 14.8% 35.7% 365390 420455 7.7%8.3% 30% 20% 10% 50 00% 100 0 0.0% 5.1% 6.8% 6.2% 6.2% 0% 2018201920202021E2022E2023E2024E2025E2026E 全球MCU市场规模（亿美元）YoY 2018201920202021E2022E2023E2024E2025E2026E 中国MCU市场规模（亿人民币）YoY 资料来源：ICInsights，前瞻产业研究院，东海证券研究所资料来源：IHS，公开资料整理，东海证券研究所 $0.80 $0.75 $0.70 $0.65 $0.60 $0.55 $0.50 MCU平均售价及预测 $0.70 $0.71 $0.73 $0.76 $0.64 $0.64 $0.67 $0.58 2019202020212022E2023E2024E2025E2026E MCUASP（美元） 资料来源：ICInsights，东海证券研究所 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 汽车电子占整车制造成本比重及预测 49.6% 29.6% 34.3% 19.1% 2000201020202030E 汽车电子占整车制造成本 资料来源：中商产业研究院，东海证券研究所 证券研究报告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明4 新能源汽车：MCU市场强劲的驱动力 根据中汽协的数据，自2021年起，我国新能源汽车持续爆发式增长，2022年我国新能源汽车产销分别完成705.8万辆和688.7万辆，同比增长 96.9%和93.4%，渗透率达到25.6%，高于上年12.1个百分点。 根据搜狐汽车研究室和中国市场学会，传统普通燃油车携带ECU（由MCU、存储器、输入/输出接口等等大规模集成电路组成）约70个，豪华燃油车约150个，而智能汽车由于智能座舱和自动驾驶的高算力需求，ECU数量会激增至约300个，为普通燃油车4.3倍，而每个ECU单元里至少需要使用一颗MCU芯片，因此随着汽车智能化程度加深，MCU的需求也随之增多，这也佐证了汽车电子在全球MCU下游构成占比逐年升高至近 40%的原2因0。13-2022年中国新能源汽车销量以及增长率 689 352 126121 137 2 8 33 51 78 800 600 400 200 0 2013201420152016201720182019202020212022 新能源汽车销量（万辆）YoY%(右轴) 资料来源：中国汽车工业协会，东海证券研究所 智能车ECU搭载数量是传统燃油车的4.3倍 300 150 70 400 300 200 100 0 普通燃油车豪华燃油车智能汽车 车载ECU数量 400% 300% 200% 100% 0% -100% 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 全球MCU下游应用构成：汽车电子逐年升高占比近40% 221 204 207 39% 37% 33% 25% 23% 25% 22% 25% 14% 8% 7% 8% 11% 9% 14% 250 200 150 100 50 0 201920202021 汽车电子工业控制 计算&存储通信&其它 消费电子市场总规模（亿美元-右轴） 资料来源：搜狐汽车研究室，中国市场学会，东海证券研究所 资料来源：ICInsights，JWInsights,中国汽车半导体产业大会，东海证券研究所 证券研究报告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明5 车规MCU：汽车电子的核心部件 汽车电子中所使用的半导体即车规级芯片，主要有主控芯片（MCU/SoC），功率芯片（IGBT），传感器芯片(CIS)和存储芯片(Flash)四大类，车规级芯片广泛应用于汽车的动力系统、智能座舱及自动驾驶系统，是汽车电子不可或缺的核心元器件。 MCU（MicrocontrollerUnit），即主控芯片，又称微控制器/单片机，是将CPU、存储、外围功能都整合在单一芯片上具有控制功 能的芯片级计算机，广泛应用于消费电子、汽车、工业控制等领域。 依规格种类不同，MCU有8位、16位、32位等类型，小到车窗和座椅调节，大至动力总成，车身控制，电池电机控制，整车热管理系统，都有MCU的参与。 辅助驾驶 ACC自适应巡航，车道保持系统，车道偏离报警系统，雷达探测，360环视 底盘安全 主动悬挂，安全气囊系统，胎压监测系统，电子制动助力器系统 电机电控和动力系统 HV-LV直流电源，电动真空泵控制，电动水/油泵控制，转向助力，ABS系统，变速箱控制 车身控制BCM，座椅控制，门窗控制，停车辅助，雨刮器，后视镜模块，RKE/PKE 汽车照明系统 自适应远近光灯系统，转向灯，尾灯，刹车灯 整车热管理系统 发动机冷却系统，风扇 智能控制系统 车身及智能座舱系统 HUD抬头显示,电子仪表通信辅助，车联网,车机控制系统,信息娱乐系统，空调面板，疲劳检测，PM2.5检测系统 车规MCU应用领域一览车规MCU示例 恩智浦32位车规级MCU示例 恩智浦16位车规级MCU示例 资料来源：比亚迪半导体招股书，东海证券研究所 资料来源：恩智浦官网，东海证券研究所 证券研究报告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明6 车规MCU的种类及应用 不同位数MCU的特点，用途及市场价格 类型 主要特点 主要用途 市场价格 8位MCU 架构简单，易设计;尺寸、功耗和成本方面相比更低。 低端控制功能:风扇控制、空调控制、车窗升降、低阶仪表板、天窗、集 线盒座椅控制、门控模块等。 <1美元 16位MCU 具有比8位更高的 性能，又有比32 位更快的响应时间、更低的成本。 中端控制功能:动力系统，如引擎控制、离合器控制，电子式动力方向盘、电子刹车等。 1-5美元 32位MCU 性能优、功耗低，RAM高，可处理多个外部设备 高端控制功能:高阶仪表板控制、车身控制、多媒体信息系统、引警控制及智能驾驶安全及动力系统等。 5-10美元，部 分高端产品10美元以上 32位MCU需求占比独占鳌头：从不同位数MCU规模占比来看，目前全球MCU芯片产品以32位为主。受益于其体积小性能优的特性以及汽车智能化的趋势，32位MCU销售额占比已经从2010年的38.1%提升至2015年的53.7%，进而跃升至2021年65.8%。 随着汽车智能化和电动化进一步发展，汽车电子功能将日趋复杂，势必推动车规MCU向更高性能，更小尺寸，更低功耗的方向发展，32位芯片占比有望进一步提高，从而带动行业的ASP随之升高。 39% 54% 62% 23% 24% 23% 37% 22% 15% 全球MCU的市场需求构成以及趋势 资料来源：金鉴实验室，东海证券研究所 车规MCU按位数可分为8位、16位和32位。位数即MCU单次处理数据宽度，位数越高，MCU性能越强。 8位MCU成本/功耗低，便于开发，性能可满足大部分场景需要，广泛应用于基础功能如风扇、雨刷、天窗，座椅控制等领域。 32位MCU运算能力更强，能满足高速处理的需求，多用于解决复杂场景问题，如汽车智能座舱、车身控制、辅助驾驶，行车安全系统等领域。 32位的CPU内核以ARM为主流架构，由于CPU指令集庞大，软件开发难度较高，单价一般数倍于8位MCU，因而也有较高的研发壁垒。 100% 80% 60% 40% 20% 0% 201120152020 4/8位16位32位 资料来源：ICInsights，东海证券研究所 证券研究报告HTTP://WWW.LONGONE.COM.CN请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明7 车规级MCU的技术工艺门槛 参数要求 工业级 消费级 汽车级 温度要求 -40-85°C -20°C-70°C -40-150°C 环境要求 防水防潮防腐防霉变 防水 耐振动冲击、高低温交变、防水、防晒、抗干扰 不良率 百万分之一 千分之三 十亿分之一 供货时间 5年 2年 15年以上 工作寿命 5-10年 3-5年 15-20年 车规芯片与消费级和工业级芯片要求对比 资料来源：搜狐汽车研究室，东海证券研究所 车规级芯片认证难，周期长，标准严苛，进入门槛极高 汽车芯片工作环境复杂，一旦失灵就意味着严重后果，因此车规MCU对于安全性和稳定性要求极高。 与消费和工业级MCU相比，车规级芯片工作环境复杂多变，具有高振动、多粉尘、多电磁干扰、温度范围广等特点，对温度耐受性要求一般在-40-155℃，同时还要具备耐振动冲击、高低温交变、防水、防晒、抗干扰能力。 同时，由于汽车生命周期较长，产品工作寿命要求为15-20年，供货周期要 求也在15年以上，因而对产品不良率和可靠性也提出了极为严苛的标准。 车规芯片有三大认证体系：AEC-Q100,IATF16949,ISO26262,认证难度大，周期长，从流片至