一文了解需求暴涨的汽车芯片

我们看好智能化浪潮＆碳中和政策下，汽车行业将迎来价值向成长的重估机会，汽车芯片将在智能化赋能下重估，有望成为半导体行业的新推动力。

智能化驱动下汽车行业有望实现产业变革升级，加速步入万物互联＋万物智联的新时代。目前消费电子已经先一步步入智能化时代，而汽车行业目前落后于消费电子（功能机到智能机）行业仍处在信息时代，未来面临着从信息时代到智能时代新的产业升级，整体过程可以类比功能机到智能机。

增长动能：电动化＋智能化加速，汽车芯片为增速最高下游

根据海思在2021中国汽车半导体产业大会发布的数据，汽车智能化＋电动化时代开启，带动汽车芯片量价齐升，预计汽车电子占比汽车总成本在2030年会达到50％。电动化＋智能化趋势下，带动主控芯片、存储芯片、功率芯片、通信与接口芯片、传感器等芯片快速发展，芯片单位价值不断提升，整车芯片总价值量不断攀升。

汽车智能终端将成为智能时代的神经末梢，汽车芯片是助力汽车步入智能时代的核心。从物理世界的感知到物理世界的表达，汽车智能终端将成为智能时代的神经末梢，需要具备四种基础能力：联接能力、感知能力、表达能力以及计算能力，这四种能力需要大量的芯片来支撑实现。

政策端受益碳中和推动，电动化浪潮迭起，看好新能源汽车快速起量。根据意法半导体在2021中国汽车半导体产业大会公布的全球禁售燃油车时间表，我国预计2040年将全面禁售汽油及燃油车。IEA预计到2050年电能将占据整体交通领域45％的份额，化石能源占比降低为10％。

电动化，在上半场完美地完成了自己的减碳任务的宣示，行业格局渐已成型。时间来到了下半场，众多新能源汽车玩家之间应该如何竞争呢？接力棒随即传到了“智能化”的手中，这是车企在下半场角逐的重中之重。不仅是新能源、“新势力”之争。

汽车智能化趋势明确，L2＋／L3已经是消费者刚需。iResearch预计2025年中国智能驾驶汽车产销量超过2000万台，其中L2＋／L3数量将超过半数， 自动驾驶不断迭代带动汽车芯片快速成长。

从L0－L5，需要越来越多的依赖于机器而非个人，也相应的对应传感器、主控芯片、存储芯片、功率半导体等越来越高。

汽车智能化＋电动化带动汽车半导体含量持续提升，其中智能化带动更高的半导体含量提升。电动车半导体含量约为燃油车的两倍，智能车的半导体含量是传统汽车的N倍，看好新能源汽车开启半导体行业新一轮成长趋势。

以智能传感器为例，汽车智能化浪潮下半导体含量将从L2级别的160－180美金提升至L2＋级别的280－350美金，到L4／L5级别的1150－1250美金以上。

历史来看，半导体行业的增长是由少数杀手级应用推动的，我们看好智能化＋电动化时代背景下汽车半导体的需求快速增长，有望成为引领半导体发展的新驱动力。从过去几十年的半导体行业发展中可以看到2000以前半导体为专用领域主要受益于航天、军事等下游领域带动需求，2000－2010年间半导体主要受益于计算机及笔记本电脑带动起量，2010－2020年间手机、平板电脑等迭起带动半导体需求起量，2020－2030年间我们预判汽车可能成为引领半导体发展的新驱动力。

价值测算：新四化发展明确，汽车芯片需求＋价值量双翼齐飞

汽车新四化（“M．A．D．E”，即M－Mobility移动出行，A－Autonomous driving自动驾驶，D－Digitalization数字化，E－Electrification电气化）将带来整车电子电气相关价值的大幅提升。 汽车电子电气相关的BOM（物料清单）价值（含电池与电机），将从2019年的～3，145美元（豪华品牌 L1级别ADAS汽油车）提升至2025年的～7，030美元（豪华品牌L3级别自动驾驶纯电车）。

根据ST在2021中国汽车半导体产业大会发布的数据：

与传统汽车相比，预测新能源汽车用到的各类芯片数量都会有显著的提升。以下为新能源汽车相较于传统汽车的半导体增量测算：

1）电源管理芯片：预计新能源汽车需要用到的电源管理芯片相较于传统汽车需要的芯片要增长将近20％的芯片达到50颗；

2）Gate driver：预计新能源汽车用到的Gate driver相较于传统汽车是全新的需求，每辆车需要30颗芯片；

3）CIS、ISP：预计新能源汽车用到的CIS、ISP增加50％的需求每辆车用到20颗；

4）Display：预计每辆新能源车需要8片；

5）MCU：新能源汽车用到MCU需要增加30％的需求量每辆车至少需要35片；

6）SiC：同样也是新能源车对于半导体的全新的需求

全球汽车销量变化对于半导体芯片的需求增量测算：

假设传统汽车需要的半导体芯片为500－600颗芯片／辆，新能源汽车需要的半导体芯片为1000－2000颗芯片／辆：

以2020年传统汽车销量7276万台测算，新能源汽车324万台测算，整体全球需要的汽车芯片为439亿颗每年。

预计2026年传统汽车销量6780万台测算，新能源汽车4420万台测算，整体全球需要的汽车芯片增加为903亿颗每年。

预计2035年传统汽车销量2400万台测算，新能源汽车9600万台测算，整体全球需要的汽车芯片增加为1285亿颗每年。

全球汽车销量变化对于半导体芯片的价值增量测算：

假设传统汽车需要的半导体芯片为397－462美元／辆，新能源汽车需要的半导体芯片为786－859美元／辆：

以2020年传统汽车销量7276万台测算，新能源汽车324万台测算，全年整体全球汽车芯片价值量为339亿美元。

预计2026年传统汽车销量6780万台测算，新能源汽车4420万台测算，全年整体全球汽车芯片价值量为655亿美元。

预计2035年传统汽车销量2400万台测算，新能源汽车9600万台测算，全年整体全球汽车芯片价值量为893亿美元。

全球汽车销量变化对于半导体晶圆需求增长预测：

12寸：2020年需求为198万片预计到2026年提升为404万片，CAGR 12．6％。

8寸：2020年需求为1121万片预计到2026年提升为2088万片，CAGR10．9％。

6寸：2020年需求为443万片预计到2026年提升为1306万片，CAGR19．7％。

4寸：2020年需求为252万片预计到2026年提升为845万片，CAGR22．3％。

汽车电子市场规模预测：

根据海思在2021中国汽车半导体产业大会发布的数据，2021全球汽车电子市场约为2700亿美元，预计到2027年，汽车电子部件的整体市场规模接近4000亿美金。汽车电子部件市场年复合增长率接近7％，电子部件增长速度超过汽车市场增速，电子化率持续增加。

汽车半导体市场规模预测：

根据海思在2021中国汽车半导体产业大会发布的数据，2021年全球汽车半导体市场约为505亿美元，预计2027年汽车半导体市场总额将接近1000亿美元，2022－2027年增速保持在30％以上。中国车载半导体市场稳步上升，2020年约1000亿人民币。

缺芯分析：汽车缺芯或将持续全年，交货周期持续拉长

从2020年9月以来，因缺芯导致停工、停产问题异常突出，汽车芯片保供压力空前。2020年下半年以来，在疫情，需求等多重因素影响下，缺芯问题持续影响ECU正常供应和整车生产制造，部分领域芯片供应有恶化趋势。

汽车行业缺芯原因分析：

－汽车智能化与电动化趋势，推动全球车规级芯片的需求增加

－全球芯片产能投资相对保守，供需不平衡的问题一直存在

－5G与IoT快速发展，带动消费电子对于芯片的旺盛需求，进一步挤压汽车芯片产能

－全球疫情与各类突发事件叠加，使得部分芯片厂商减产或间断性停产，正常供给关系出现中断

－贸易战与“卡脖子”使得正常国际贸易关系紧张，市场情绪升温，出现非正常囤货与炒货

2022．3月，全球汽车芯片平均交付周期（芯片从订购到交付的周期）相较于2月增加了两天，达到26．6周，创自2021年3月以来的历史新高。

根据汽车行业数据预测公司AutoForecast Solutions（以下简称为AFS）的最新数据，截至4月10日，由于芯片短缺，今年全球汽车市场累计减产量约为143．78万辆。其中，中国汽车市场累计减产量继续保持7．09万辆不变，占全球汽车市场累计减产量的4．9％。

细分到汽车芯片来看，汽车缺芯的主要种类包括： 主控芯片MCU＋功率类的电源芯片、驱动芯片，根据广汽研究院测算三者占中高风险缺芯的74％，其次是信号链芯片CAN／LIN等通信芯片。

从汽车芯片缺芯品牌分布可以看到，缺芯主要来自恩智浦、德州仪器、英飞凌、意法半导体等传统汽车芯片企业，整体来看75％的中高风险缺芯来自以上四家公司。

从缺芯的产地分布来看，77％的缺芯来自东南亚和美国，主要由于东南亚及美国的疫情较为严重，其他包括中国台湾、日本、欧洲都面临缺芯情况。

汽车芯片持续紧缺，“四化”加剧汽车短缺问题。我们认为，汽车芯片缺货主要原因为后疫情时代原有汽车市场需求快速回温叠加新能源汽车等新需求持续超预期，以及汽车新四化带动芯片量价齐升。

整体来看，

1）功率半导体：有望优先实现国产替代，MOS、IGBT今年恐难缓解，6、8寸尤为紧缺。

2）MCU：结构性缓解持续，尤其是车规级MCU方面。

3）传感器芯片：未来伴随着搭载数量增加，短缺问题会长期存在。

4）SoC芯片：高性能产品集中度较高，缺货风险持续存在。

5）存储类芯片：占汽车半导体市场比重有望持续提升，缺货引发产品价格上浮。

6）电源管理芯片：电源管理芯片供给仍然紧张，其中汽车相关应用最为紧俏。

1）功率半导体：有望优先实现国产替代，MOS、IGBT今年恐难缓解，6、8寸尤为紧缺。

MOS紧缺年内恐难缓解，6、8寸尤为紧张。MOS份额占上百亿规模的功率半导体市场四成左右，下游应用广泛，存量空间大，不同细分市场的景气度存在差异。新能源的半导体器件价值量约750－850美金，其中40％－45％属于功率半导体，后者半数左右是功率MOS、IGBT等，价值量约300－350美金。目前汽车不管高低压现在都非常紧缺，特别是新能源三电多用到的6寸、8寸高压器件产能极为紧缺，IGBT、超级MOS管等还没有转为12寸，今年或不能缓解。士兰微此前曾表示，高端Mos管供不应求，无法满足大客户需求。Mos降价主要集中在平面Mos和低压Mos，超结Mos价格依旧坚挺。

IGBT方面，车规级IGBT的需求进入持续放量阶段，单车价值量持续提升。IGBT及IGBT模块在新能源汽车成本结构中，占驱动系统的比重已达50％，占全车成本的比重也高达8－10％，是新能源汽车中，成本最高的单一元器件，单车价值量在持续提升，价值量占新增器件比重超过80％。根据Omdia 2020年报告显示，2019年中国车用IGBT市场规模为2．8亿美元。而随着新能源汽车产业超预期增长车规级IGBT的需求量持续攀升。据集微网消息，由于优质产能跟不上市场需求，预计今年下半年，车规级IGBT将持续紧缺，可能成为制约汽车生产的主要瓶颈，并延续至2023年。

IGBT功率器件国产率超三成，部分缓解市场增量需求。本土2019年比亚迪电机驱动控制器用IGBT模块全球排名第二，市场占有率18％。但车厂自有产能尚不足以解决产量不足问题，为此，比亚迪向士兰微、斯达半导、时代电气、华润微等具备车规级IGBT生产能力的本土企业下单，订单级别达亿元，保障激增的新能源汽车生产对IGBT的需求。东风汽车旗下智新半导体的IGBT生产线已完全进入自动化生产流程，一期年产能为30万只，二期建成后，年产能将达到120万只，产品已应用于东风风神、岚图等自主品牌车型。时代电气目前已在广汽、东风汽车、长安汽车、理想汽车、小鹏汽车等主机厂中得到装车使用，750V的IGBT模块获市场高认可度。

本土企业产能中低端占比大，高端产能仍受欧美厂商产能制约。高端产能掣肘于英飞凌、安森美等国际供应商，欧美企业扩产节奏与市场需求错频。目前，英飞凌采取优先满足头部客户的策略，以缓解IGBT模块供应短缺问题，而德国英飞凌和上汽英飞凌的产能均处于爬坡阶段，优质产能供应不足，高端产品短缺。安森IGBT模块产能超五十万，但产能利用率有待进一步提升，无法满足市场的快速增长需求。

2）MCU：结构性紧缺持续，尤其是车规级MCU方面

32位MCU、HPC控制体系将部分抵消电动化带来的MCU增量需求。一方面，未来传统8位MCU、16位MCU将通过迁移到32位MCU而从汽车中移除，集成度更高、功能更强大的32位MCU将成为主流。另一方面，未来大部分驾驶功能将由汽车HPC控制。现在，一辆车上有70到100个ECU，每个ECU（包括其中的MCU）控制一个特定的驾驶功能，而这种分布式计算体系结构将被更集中的HPC体系结构所取代。

但在一些工业领域尤其是车规级MCU方面，预计到今年下半年供应依然紧张，或有望年底实现供需平衡。考虑到全球汽车销量整体稳中有降的现状，我们预计单车MCU用量将在2025年达到峰值，随着汽车智能化、控制集中化发展，车规级MCU的用量将会开始逐步下降。Gartner数据显示，单辆车对MCU的需求量并不会随着汽车电动化、智能化的增加而出现明显增加。但由于单价更高的32位MCU应用比例继续提升，汽车MCU整体市场规模仍将处于持续增长趋势，车载传感器的增加和汽车销量的增加或将带来MCU需求量抬头。

车规级MCU国产替代将是未来发展主旋律。目前车规级MCU国产化率约为5％，随着本土企业的发力，国产化率有望在未来几年得到飞速提升。

3）传感器芯片：未来伴随着搭载数量增加，短缺问题会长期存在。

毫米波雷达方面，部分缺货或成常态。毫米波雷达的生产厂商主要是博世、英飞凌、恩智浦、安森美等企业，此前，博世毫米波雷达芯片组装厂受马来西亚疫情影响而减少供应。第五代毫米波雷达芯片的短缺共影响了11家车企，包括小鹏汽车、长城汽车、广汽埃安等。博世（中国）总裁陈玉东曾表示21Q4供货率会非常低，2022年会恢复到历史情况。缺货10％到20％将成为常态，市场需求不能全部得到满足。

小鹏和理想的毫米波雷达供应或将缓解。理想ONE和小鹏 P5交付方案中表明，后续毫米波雷达将于今年3月底分批补装，考虑到上游芯片厂商产能恢复的时滞，此举可能是传感器芯片供求紧张将有所缓解的一个信号。

4）SoC芯片：高性能产品集中度较高，未来存在缺货风险。

车规级AI芯片需求量逐级提升，算力突破要求指明未来缺货风险。根据麦肯锡预测，到2030年，全球车载AI SoC芯片的市场规模将达303．4亿美元，其中中国市场规模为104．6亿美元。不同的自动驾驶等级对AI SoC芯片的需求价值量不一样。至2025年，L1级单车AI SoC芯片价值量为69美元，L2级为190美元／辆，L3级为685．9美元／辆，L4／L5级为1487．9美元／辆。此外，华为指出，到2030年，车载算力将超过5000 TOPS，未来智能汽车对算力的需求量非常高，而本土车载AI芯片的算力仍普遍处于100 TOPS，未来企业算力提升的需求将使得车规级SoC芯片面临一定的缺货压力。

5）存储类芯片：占汽车半导体市场比重有望持续提升，缺货引发产品价格上浮

短期来看，NAND 各型号价格均有所上涨，创近年新高。NAND方面涨价明显，西部数据宣布部分3D NAND 生产线遭到污染，今年一季度产能受损不久，全部产品涨价。随后，美光也进一步跟进，宣布NAND产品合约价涨 17％ 至 18％，现货价 上涨25％ 以上。本轮涨价中，NAND 各型号价格均有所上涨，其中，64Gb 8Gx8 MLC 闪存合约涨幅最大，远高于 32Gb 4Gx8 MLC 闪存合约涨幅，而且价格已经创下三年来新高。

6） 电源管理芯片：电源管理芯片供给仍然紧张，其中汽车相关应用最为紧俏。

受益于下游车用、服务器与固态硬盘等终端需求持续旺盛，以及国外IDM大厂转单影响，2022M03台系电源管理IC厂商业绩表现亮眼。矽力杰实现营收22．2亿台币，同比增长41％；致新实现营收9．4亿台币，同比增长24％。受供求紧缺影响，2021年电源管理IC平均销售单价上涨近10％。进入2022Q1，电源管理IC产能供给仍然紧张，但相较于2021年有所缓解，供应处于健康水平。

俄乌战争＋我国疫情或将使汽车缺芯情况更为严峻：

从国际上来看，俄乌冲突升级，迅速发展为第二次世界大战以来欧洲最大规模战争；由于乌克兰是氖气（芯片原材料之一）的重要出口国，俄乌冲突也会对芯片和汽车产业链产生扰动。同时，美国举起“制裁之刃”对准俄罗斯，再次精准打击了全球半导体供应链。

展望2022年二季度供应链物流对半导体企业仍有一定的不确定性或影响，或将使汽车缺芯情况更为严峻。22年3月起上海市政府采取分区管控以来，人力与物流受到较大管制。据Trendforce消息，周边OEM、ODM厂仅能依赖厂内库存来低度满足产线需求，长短料问题进一步扩大。即使在周边地区封控解除后，可能会出现短期内物流量激增，造成海关闸口阻塞，交期延长的可能。封控期间供应链物流存在问题，具体而言，半导体制造厂的设备运输几乎停滞，由于公路作业受限，货物下船只能暂存码头；PCB厂商也将面临运输成本增加，部分产品出货延迟等状况；下游汽车产业所受影响较大，上海停摆对全国乃至全球的汽车产业链造成了连锁反应。

竞争格局：美日欧三足鼎立，国产化浪潮及产业链重构带来新机遇

2020年汽车芯片主要厂商分布中美日欧三足鼎立，前五大厂商包括英飞凌、恩智、瑞萨、德州仪器、意法半导体，前25强中闻泰科技名列第19位，是中国唯一一家上榜的公司。

汽车芯片主要厂商分布及产品布局情况，按照2020年汽车半导体市场份额排序。

细分领域来看，我们在汽车计算、控制类芯片的自主率不到1％，传感器4％，功率半导体8％，通信3％，存储器8％，国产化浪潮下有望加速。

整体技术上，在计算，控制领域的计算、控制领域：MCU／GPU／FPGA等通用芯片高度垄断，前三大市场占率约七成，面向ADAS的ASIC技术路线尚不确定。

传感器：在车身感知领域，国外企业高度垄断，前三大市场占率七成以上，国内基础不足。在视觉、毫米波雷达等新型环境传感器具备基础。

功率半导体：IGBT／MOSFET领域与国外相差较大，国内在功率分立器件和模块领域更为擅长，化合物半导体领域国内正在布局。

通信：V2X属于增量市场，国内依靠5G布局有发展基础。

存储器：存储器属于车用半导体增量市场，主要被美光、三星等垄断，国内车用SRAM，立基型DRAM等环节有基础。

整体来看汽车传统汽车时代的汽车半导体市场存在三大竞争壁垒

业务稳定－整体市场份额稳定，市场规模稳步增加

格局垄断－市场日益形成垄断格局，外企通过并购巩固竞争优势

关系牢固－芯片－TIER1－车企已形成强绑定供应链，汽车对芯片性能／可靠性要求高，车规芯片需要长周期供货能力所以对于新进企业构成行业壁垒

汽车智能化＋电动化推动产业链重构。汽车进入了电动化＋智能网联的时代， 新时代给予追赶者机会，车联网／新能源／智能化／自动驾驶四个领域趋势带来新的半导体需求。新需求为国内新进芯片企业进入汽车带来全新的产业机遇。

OEM＋Tier1＋Tier2原有金字塔格局有望被打破，向平台＋生态模式跃迁，我国汽车芯片厂商迎来入局机遇。对于未来规模化和个性化的挑战，智能车软件会逐步走向平台＋生态模式，原来的开发模式都是塔状，有Tier－X供应商给OEM提供部件和服务，由主机厂去总成和验证。未来OEM除了跟传统部件合作之外，有些车企会考虑自建平台，比如说大众等企业宣称做自己的操作系统。这个平台车厂自建或和供应商厂商合建，除了平台车厂还需要和算法供应商，生态伙伴，投资伙伴等合作。所以我们认为未来合作模式是以车厂为中心的平台＋生态的合作模式，逐步走向平台＋开放带来更多的开放和创新。

未来汽车产业的生态圈将会从过去的“整车厂是主导”，发展到“掌握核心技术关键环节的企业是主导”，而且可能是一个圈和另外一个圈形成生态的竞争，从而组成一个更大的新一代汽车生态体系。

原文标题 : 一文了解需求暴涨的汽车芯片