深入探讨汽车半导体行业的投资机会

‍近几，全球汽车产量从2012年的8213万辆增长至2017年的9704万辆。根据中国信息产业网预估，从2018到2022年，全球汽车销量年复合增长率约为3.2%，预计到2022年，全球汽车销量将增加至1.14亿辆。与此同时，中国汽车产业快速发展，增长率处于世界前列，产量由2012年的1930万辆增长至2017年的2900万辆，平均年复合增长率为8.5%，已成为全球最大的汽车制造国和消费国。2017年，中国汽车产量约占全球总产量的29.8%，预计到2022年，中国汽车产量将增长至3970万辆，约占全球产量的36.6%，年复合增长率为6.5%。

‍汽车半导体市场正在蓬勃发展，在老牌芯片制造商和新兴公司之间掀起了一场全球争夺战。手机仍是半导体行业销量最高的市场，但增长势头已趋平缓。相比之下，汽车半导体市场的价值正在迅速上升。根据Semico预测，到2023年，汽车半导体市场将增长到730亿美元。以下，华信研究院就车用SoC芯片、功率半导体、传感器等重点领域进行了分析。

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车用SoC芯片

未来几年，电动汽车的销量增速有望超过50%。根据EV sales统计，2017年全球电动车销量超过122万辆，同比增长了58%。2018年，电动车销量明显提速，1—4月，全球电动车销售达到43.55万辆，较去年同期增长了68.18%，销量呈现出加速增长的态势。随着汽车电气化转型、政府政策出台及技术的发展，自动驾驶车辆的发展将如火如荼。‍在未来十年内，车用级片上系统（系统级芯片，SoC）需求将大幅提升。2017年，全球车用级片上系统市场的市值达到了120亿美元。据估计，全球片上系统市场的年复合增长率（CAGR）将达到7.7%，预计2028年该市场的市值将达到268亿美元。

1、研发增多及汽车电气化转型等核心要素将推动车用级SoC的应用

业内主流车企都在投资自动驾驶车辆的研发，从而满足用户的需求，实现无缝式搭乘及驾驶体验。语音识别、音频及视频感知、图像、GPS、雷达、先进驾驶辅助与安全、集成电路LED车、头灯等先进技术都在汽车自动化方面（自动驾驶）发挥着重要作用，而上述功能的实现都离不开片上系统的支持。随着电动车及混动车的提升，车用级片上系统的应用量也将随之提升。车载蜂窝网络技术及车载通讯技术是用作自动驾驶车联网的重要技术。

2、各国政府对电动车生产的支持与激励也将强化车用级片上系统市场的发展

各国政府制定各项举措大力推动电动车及混动车的量产，在全球范围内吸引了许多投资机构纷纷大力投资半导体行业及相关集成芯片领域，进一步推动了全球车用级片上系统市场的增长。

3、豪华型商用车的需求持续增长，为车用级片上系统制造商创造了良好的投资机遇

尽管北美、亚太、西欧等地区对电子产品及消费电子品征收了进口关税，导致上述地区半导体及相关集成芯片的销售受到影响，从而限制了全球车用级片上系统市场的发展。但是，该市场现状同样蕴含着机遇。北美、欧洲、亚太地区的豪华型商用车需求持续增长，为车用级片上系统制造商提供了巨大的市场机遇。而沃尔沃和戴姆勒-克莱斯勒等正致力于为其商用车提供全新的驾驶体验并为旗下车型整合片上系统。

‍按应用分类，车载信息娱乐系统将占据车用级片上系统市场的主导地位，其市场份额占比将高达63%。IHS预计，2018-2028年间，先进驾驶辅助系统（ADAS）细分市场的年复合增长率最高，2020年全球ADAS渗透率将增至30%，欧洲地区由于车规要求渗透率更高，达86%。相应的，全球ADAS市场不断扩大，据Grand View Research统计，全球ADAS市场规模将从2016年的141.5亿美元增长至2025年的674.3亿美元，年复合增长率约19%。

02

功率半导体

受益于政策支持及销售补助，预计全球及中国新能源电动车销量的年复合增长率将达到32%，这将带动相关半导体产业链的快速发展。新能源汽车新增半导体用量中大部分是功率半导体。‍Infineon预估，功率半导体市场未来3—5年增速约为8%。根据麦肯锡统计，纯电动汽车的半导体成本为704美元，比传统汽车的350美元增加了1倍，其中功率半导体成本高达387美元，占55%。纯电动汽车相比传统汽车新增的半导体成本中，功率器件成本约为269美元，占新增成本的76%。

1、IGBT增长突出

新能源电动车动力产生和传输过程与汽油发动机有较大差异，需要频繁进行电压变换和直流-交流转换。加之纯电动车对续航里程的高需求，使得电能管理需求更精细化，这些对IGBT、MOSFET、二极管等功率分立器件的需求远高于传统汽车。以上这些极大带动了汽车电子系统对功率器件需求的增加。

功率半导体是电动车成本占比仅次于电池的第二大核心零部件。随着新能源汽车的普及，IGBT作为新兴功率器件，将出现爆发式增长。

IGBT广泛运用于汽车电机控制系统，目前，汽车电机控制系统需要用到数十个IGBT。以特斯拉为例，特斯拉后三相交流异步电机每相要用到28个IGBT，总计要用84个IGBT，加上电机其他部位的IGBT，特斯拉共计使用了96个IGBT（双电机还要加前电机的36个）。按照4—5美元/个的价格计算，双电机IGBT价值大概在650美元左右。

2、车载充电机用量较大

电动汽车车用充电机（OBC）主要用于保证电动车动力电池安全和为电池自动充电。依据电池管理系统（BMS）提供的数据，充电机能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的操作，完成充电过程。

车用充电机作为一个电力电子系统，主要由功率电路和控制电路组成。对于功率电路，由变压器和功率管组成的DC/DC变换器是其重要的组成部分。对于控制电路，控制器是核心，用来实现与BMS和CAN的通信，并控制功率电路按照三段式充电曲线给锂电池组充电。当车载充电机接上交流电后，并不是立刻将电能输出给电池，而是首先通过BMS电池管理系统对电池的状态进行采集分析和判断，进而调整充电机的充电参数。

随着电动车的普及，车用充电机的用量越来越大，对相关功率器件和电源管理IC的需求量很大，而这些在传统的燃油动力车中是没有的，其市场发展前景不容忽视。

3、中国新能源汽车销量占全球销量一半以上

中国是新能源汽车最重要的市场之一，在这样的背景下，国际半导体大厂纷纷与国内汽车主机厂建立战略合作关系。例如，2018年3月，上汽集团与英飞凌成立合资企业——上汽英飞凌半导体公司，上汽集团持股51%，英飞凌持股49%。上汽英飞凌半导体聚焦IGBT模块封装业务，旨在服务上汽集团及其他国内新能源汽车厂商，项目一期投资16亿元，预计未来2—3年实现100万套的年产能。

另外，不久前，闻泰科技已取得安世半导体控股权，安世半导体源于NXP的标准产品业务，在汽车功率半导体器件领域有着深厚的积累，其有两座晶圆厂（6英寸、8英寸）及三座封测厂，2017年销售额超过13亿美元，该公司超过50%的产品应用在汽车领域。按照规划，安世半导体未来有望在中国大陆扩产，这可以说是给我国本土汽车功率半导体产业的发展打了一针强心剂。

在传统汽车电子半导体市场，国外厂商凭借技术优势和稳定的配套关系掌握着主动权，国内厂商难以取得突破，对外收购成为了国内厂商涉入汽车电子半导体领域的捷径，除了安世半导体，四维图新、旷达科技等厂商通过收购快速进入了汽车半导体领域。电动化为汽车半导体市场带来新增需求的同时，也为国内汽车半导体厂商提供了不少机遇。目前，国内厂商已经开始在新能源汽车功率半导体和智能汽车芯片上布局，功率半导体方面的代表厂商包括比亚迪、中国中车、士兰微电子等，而智能汽车芯片方面的代表企业有寒武纪和地平线等。

对比汽车半导体的竞争格局和国外厂商的发展史，中国国内厂商主要有两种发展路径：一是在传统芯片领域通过收购获得技术和客户资源；二是在新能源汽车功率半导体和智能汽车芯片上发力。

03

传感器

汽车传感器是感知层的核心部件，遍布车辆全身。一辆汽车所搭载的传感器数量的多少，直接决定了其智能化水平的高低。目前，普通家用轿车中约配有数十个传感器，高档轿车中则多达100多个。整体而言，目前全球汽车传感器市场主要由博世、电装、森萨塔等Tier 1厂商所把控。在少数细分领域中，中国厂商凭借高性价比和定制化服务等优势，已经占据一席之地。例如，奥迪威的UPA超声波传感器器件全球市占率达9%，舜宇的车载摄像头镜头全球市占率超30%等。

1、摄像头/毫米波雷达/激光雷达技术创新活跃，市场规模增长迅速

汽车传感器中，MEMS传感器和超声波雷达的技术和应用已经相对成熟，而摄像头、毫米波雷达和激光雷达正随着自动驾驶技术的蓬勃发展，迎来活跃的技术创新。预计2016-2025年，MEMS传感器和超声波雷达市场规模年复合增速分别为5%和10%，摄像头、毫米波雷达和激光雷达市场规模年复合增速分别为26%、22%和48%；汽车传感器整体市场2025年时将达615亿美元（18% CAGR），未来成长空间广阔。

MEMS传感器是传统汽车电子系统的重要组成部分，其中，压力传感器、加速计、陀螺仪与流量传感器是汽车中使用最多的MEMS传感器，总份额占汽车MEMS系统的99%。超声波雷达主要应用于倒车雷达，以及自动泊车系统中近距离障碍监测。倒车雷达已经由高端车型下沉到中低端车型，渗透率较高，前装率达80%左右；汽车摄像头按视野覆盖位臵可分为前视、环视（侧视+后视）及内视摄像头。虽然双目或多目摄像头具有更高的测距精度和更广的视角，但由于其成本较高以及对精度和计算芯片的高要求，使得其仍未能大规模量产。目前，以Mobileye领衔的单目摄像头解决方案是市场的主流。按辐射电磁波的方式不同，毫米波雷达可分为脉冲类型和连续波类型，目前连续波类型中的调频连续波是主流方案。近年来，受益于自动驾驶的提振，毫米波雷达广受关注，全球范围内掀起研发热潮。

2、超声波雷达国内厂商成功局部突围，国产替代前景可期

全球超声波雷达模组市场由博世、法雷奥主导，国内厂商有***同致电子、航盛电子、豪恩、辉创电子、上富电技等。超声波传感器器件市场由博世、日本村田制作所、尼赛拉等主导，国内厂商以奥迪威为代表。

超声波雷达的发展已经相当成熟，国内厂商与国外巨头相比技术差距并不大。然而，国内超声波雷达厂商虽多，大部分却未能进入前装市场。一方面，国内厂商的产品在稳定性和可靠性方面还有待进一步打磨，另一方面整车厂的Tier 1供应商较为稳定、进入验证周期漫长。

凭借着高性价比的产品、快速及时的服务，国内的同致电子、豪恩、奥迪威的UPA产品，已成功突围进入国内各大车厂。同致电子的UPA超声波雷达在亚洲OEM市场中份额第一，客户有上海通用、上海大众、东风日产、上汽、奇瑞、吉利等。豪恩的UPA超声波雷达成功切入上海大众、一汽大众、吉利汽车、力帆汽车、上海通用五菱等客户。2016年，奥迪威的UPA超声波传感器器件销量达2627万，据公司招股说明书估算，其占全球市场的份额约为9%。此外，公司的APA超声波传感器也已经于2016年投放市场。同致电子、豪恩分别是奥迪威2017年第一、第三大客户，占其营收比例为24%、5%。

3、车规级摄像头模组海外大厂主导，零部件已有国产突破

考虑到安全性及复杂的驾驶环境，车规级摄像头在耐高温、抗震、防磁和稳定性等四方面有着严苛的性能要求。车载摄像头模组均价超500元，而类似配臵的手机摄像头均价不足百元。

目前，车载摄像模组市场主要被海外大厂瓜分，包括日本的松下、富士通天、索尼，欧洲的法雷奥、大陆等，几乎都是全球前列的Tier 1供应商。国内手机摄像头产业链厂商舜宇光学、欧菲光、晶方科技等正积极发展车载摄像头模组业务。摄像头模组的上游主要有CMOS图像传感器（CIS, CMOS Image Sensor）以及镜头的供应商。在车载摄像头零部件方面，豪威科技（并购）和舜宇光学（手机产业链基础延伸）已实现国产突破。

相比CCD，CMOS图像传感器的高速、高动态、低成本特性更适合应用于高速运行且光线条件变化剧烈的实际驾驶环境。CIS由于其较高的技术壁垒，大部分市场份额同样被国外大厂所把控，车载CIS全球前五大厂商安森美、豪威（中资控股）、Pixelplus、索尼和松下的合计份额近90%。摄像头镜头是中国企业的传统优势产业，***大立光电、舜宇光学、玉晶光电位列全球摄像头镜头企业前列。据舜宇相关负责人，自2012年起，舜宇全球车载镜头出货量第一，市占率达30%以上。在摄像头模组下游的是车载摄像头解决方案供应商，这类企业的核心技术往往是视觉算法或视觉处理ASIC芯片。Mobileye是全球车载摄像头解决方案龙头；国内相关初创企业有MINIEYE、地平线、中科慧眼、天瞳威视、苏州智华、纵目科技、前向启创、创来科技、Maxieye等。

随着自动驾驶技术的兴起，车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达等新兴高成长领域市场空间广阔、创新活跃，其中涌现了一大批中国创业公司。这些新兴领域中，技术路线百家争鸣、技术标准尚未被国外大厂垄断。同时，在国内良好的创业环境、海内外优秀人才加盟、近年电子产业链积累等因素的共同作用下，中国企业有望突围。

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小结

半导体组件是汽车电子产品组成的核心，其中包括基于视觉的图形处理器（GPU）、应用处理器、传感器及DRAM和NAND闪存等推动汽车创新技术实现的关键零部件。按照汽车制造厂商和型号的不同，现代汽车可能需要多达8000个芯片，并且这个数字只会随着自动驾驶汽车的普及而增加。随着汽车复杂程度的提高，对汽车半导体的需求势必会稳步增长，因此汽车板块对半导体产业而言属于推动其长期发展的新引擎。尽管汽车相比其他领域对整个半导体产业而言占比只有大约10%，但据Gartner预测，到2020年，汽车半导体这一业务板块的利润增长率将是全球半导体市场的两倍。

汽车半导体市场的快速增长将为汽车半导体厂商带来巨大的利润，这是毋庸置疑的。但中国半导体公司想在其中分一杯羹，仍有差距。例如，比亚迪联手上海先进半导体公司,发力新能源汽车芯片。双方将充分利用各自的优势，将具有自主知识产权的IGBT核心关键技术和半导体芯片制造技术进行“强强联合”，加快新能源汽车用IGBT芯片国产化步伐，共同推进IGBT设计与芯片制造进程，完善中国IGBT产业链。中芯国际在2016年收购意大利集成电路晶圆代工厂70%股份，凭借此项收购正式进驻全球汽车电子市场……国内车用芯片领域积极信号不断，一派蓬勃景象。然而，我们也需要面对一个残酷的现实：与国外先进水平相比，我国车用芯片技术的差距仍然很大。

‍但是，中国芯片厂商有“得天独厚的资源优势”，特别是在自动驾驶处理器、AI处理器方面，比如我们去年有2800万台汽车市场的容量，未来会增长到4200万台的市场，这让我们比国际同行更加了解中国消费者的需求，更加了解中国的路况，能更准确地预测行人过马路时的行为，因为能够采集更多数据。此外，自动驾驶对边缘计算的高要求，加上极其广阔的应用场景，决定了应用于自动驾驶的AI芯片是初创芯片企业的极好突围点。到目前，国内企业中地平线、寒武纪、四维图新、西井科技、森国科等均在2017年发布了自动驾驶芯片规划。