专栏名称: 六合商业研选

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【智能电动汽车专题】产业链篇：汽车芯片市场出现巨大缺口，芯片技术推动汽车智能化

六合商业研选 · 公众号 · · 2021-04-12 08:09

正文

智能电动汽车时代大幕开启，让我们共同见证百年汽车产业变革，洞悉智能电动汽车产业发展趋势，把握其中投资机会。为此，我们精心准备，推出【智能电动汽车专题（第一季）】，深入研究全球智能电动汽车产业及代表性公司，构建智能电动汽车产业分析框架，并做系统性梳理。

智能电动汽车专题第一季，目前规划 49 期报告，分为车企篇（ 19 期）、行业篇（ 1 期）、跨界篇（ 9 期）、产业链篇（ 5 期）、科技篇（ 7 期）、能源篇（ 4 期）、政策篇（ 1 期）、产业史篇（ 2 期）、总结篇（ 1 期） 7 部分； 2020 年 8 月 17 日起，每周一更新一期（国庆、春节等假期暂停更新，自动顺延），预计持续更新时长约 1年。

智能电动汽车专题产业链篇第 33 期：汽车芯片

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汽车逐渐从燃油车，迭代为电动车、智能电动汽车，单车芯片使用量快速增长，汽车成为继电脑、手机之后，符合摩尔定律的新的超级移动智能终端。

芯片主战场未来将从手机转向汽车，汽车产业未来的芯片需求量将是手机产业的 10 倍以上。手机年销量是汽车的 10 倍以上（ 2020 年全球手机与汽车年销量分别为 12.6 亿部与 0.78 亿辆），但汽车单车平均售价是手机的 100 倍量级（假设汽车与手机平均售价分别为 10 万元与 0.1 万元），随着汽车智能化程度持续提升，芯片在整车的重要性与价值量将大幅提升。

智能电动汽车将是中国芯片产业军团实现全面崛起的绝佳机遇期。中国智能手机产业链过去 10 年高速发展，国家产业政策与产业基金的持续大力支持，中国芯片国产化已有相当不错的产业基础；全球性的行业缺芯危机，表明当下的全球芯片产业生态仍以手机为主，汽车产业需要逐步建立并掌握属于自身的芯片产业生态；中国本土智能电动汽车整车企业与品牌将在全球崛起，从产业链的自主安全可控、国产替代角度看，国内芯片产业将迎来历史性的发展机遇并实现全面崛起。

报告摘要：

电动化、网联化、智能化推动汽车产业变革，汽车芯片重要性凸显。 新能源、车联网、自动驾驶成为汽车产业核心发展方向，汽车芯片可实现传感器、数据、人工智能技术有机结合，也是车联网、自动驾驶普及的基石。

汽车内各种零件与系统离不开芯片，芯片主导各类半导体协同工作。 汽车半导体分为模拟芯片、逻辑芯片、存储芯片、分离器件、微控制芯片、光学器件、传感器、执行器七类。根据搜狐汽车研究室数据，平均每辆汽车搭载约 1,600 个半导体，分布在汽车各设备与系统。汽车芯片主导各类半导体协同工作，主要汽车芯片有逻辑计算芯片、存储芯片、微控制器 MCU 、图像传感芯片、显示驱动芯片等。

汽车芯片应用领域主要包括环境感知、决策控制、网络通信、人机交互、电力电气。环境感知： 汽车感知主要通过摄像头、毫米波雷达、激光雷达等传感器实现，传感器内集成多种芯片，将光线、距离、速度、方位等信息，转变成计算机可处理的数字信号。 决策控制： MCU 主要负责数据量较小的计算与控制工作；受车辆运算数据量高速增长推动， CPU 中央处理器、 GPU 图形处理器、 NPU 嵌入式神经网络处理器等通用计算芯片，及 AISC 专用芯片、 FPGA 现场可编程门阵列等专用芯片，被用作车载芯片，实现大规模数据运算。

网络通信： 传统总线传输控制，蓝牙、 WIFI 等车载设备，需要对应的数据传输与信号收发芯片，移动网络与车联网通信普及，带动相关芯片业发展。 人机交互： 车内语音识别、数字仪表、大屏交互等数字功能，需要集成 AI 能力的系统级芯片 SoC 。 电力电气： MOSFET 金氧半场效应晶体管、 IGBT 绝缘栅双极型晶体管等功率半导体芯片，主要控制车上电能高效转换。

汽车芯片行业重点关注汽车内负责计算与控制的芯片，可分为功能芯片与主控芯片。 功能芯片指各功能部件控制器中，负责具体控制功能的微控制器 MCU ， MCU 承担设备内多种数据处理诊断与运算。随着汽车线控系统复杂度提升与更多先进功能普及，控制代码行数增加，对 MCU 计算响应速度要求越来越高，汽车 MCU 应用从 8 位、 16 位芯片向 32 位演进，同时 MCU 处理器对安全与可拓展性要求越来越高。

主控芯片指在智能座舱控制器、自动驾驶控制器等关键控制器中，承担核心处理运算任务的系统级芯片 SoC 。主控芯片按应用主要可分为车载 SoC 系统级芯片（车机芯片）与车控 SoC 系统级芯片（自动驾驶芯片），内部集成 CPU 、 GPU 、 NPU 等系列运算单元。主控芯片在汽车计算中拥有核心地位与极高技术水平要求，受传统汽车芯片厂商及信息与通信技术领域厂商追捧，迎来技术与产业发展风口。

MCU 使用量持续增长，在汽车芯片中占比大。 汽车产业发展早期，需要实现的控制功能少，一般新增 1 个功能，对应新增 1 个 ECU 电子控制单元，形成典型分布式电子电气架构。随着控制功能增加，汽车上 ECU 数量持续增长，每个 ECU 控制不同功能， MCU 芯片嵌入在 ECU 中作为运算大脑。

ECU 由输入处理电路、 MCU 微处理器、输出处理电路、系统通信电路、电源电路组成。 ECU 输入电路接受传感器与其它装置输入信号，经过输入处理后，传递至 MCU 进行运算处理，并将处理结果数据送至输出电路，驱动相应元件工作。

ECU 结构示意图

根据电子制造市场研究公司 iSuppli 数据，按汽车使用芯片数量计算， MCU 芯片约占 30% 。根据 IC Insights 数据，全球车用 MCU 销售额 2020 年近 65 亿美元，预计 2023 年达 81 亿美元， 3 年涨幅 24.6% 。

MCU 微控制器 主要应用模块

资料来源： IHS Markit 、六合商业研选

汽车芯片不同于一般消费类产品芯片，性能要求更严格。 汽车芯片在工作环境、运行稳定性、可靠性、供应周期等都有严格要求，远超消费类产品芯片的技术工艺。

受疫情、生产工艺、自然灾害影响，汽车芯片供需严重失衡。 受新冠疫情影响，大部分车企对汽车市场预期较差，芯片供应商一般提前 6~12 个月规划产能，导致其降低产能或关停工厂。疫情限制消费者外出，带动消费电子产品需求火爆，刺激消费电子芯片需求增长，芯片代工厂下调汽车芯片产能，转向消费电子芯片。汽车芯片使用传统 8 英寸晶圆制造，芯片代工厂积极转向 12 英寸晶圆，供需进一步失衡。汽车芯片巨头恩智浦、英飞凌、瑞萨等部分工厂， 2021 年 Q1 因地震、极寒、火灾等原因停产，导致汽车芯片供应更加紧张。

汽车芯片短缺造成车企减产，预计影响将持续至 2021 年底。 受汽车芯片短缺影响，全球信息提供商 HIS Markit 在 2021 年 2 月 16 日表示，预计 2021 年 Q1 全球减产近 100 万辆汽车，较此前 2 月初预期减产 67 万辆大幅上升。德国汽车零部件巨头大陆集团 2020 年 12 月表示，汽车芯片市场所需额外供应量需要 6~9 个月才能实现，潜在供应瓶颈预计将持续到 2021 年末期。

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