相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2025 年我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量在 500 萬(wàn)輛左右。汽車(chē)半導(dǎo)體在整車(chē)成本的占比 將會(huì)從 2000 年的 18%飛速增長(zhǎng)到 2030 年的 45%。其中新能源汽車(chē)發(fā)展最為迅速，預(yù)計(jì) 2025 年中國(guó)新能源半導(dǎo)體中功率半導(dǎo)體價(jià)值量約 124 億元，主要為 IGBT 約為 31 億元， MOSFET 約為 43 億元。微控制器 MCU 價(jià)值量約為 98 億元，其中，8bit MCU 約為 9 億元， 16bit MCU 約為 12 億元，32bit 約為 65 億元。傳感器領(lǐng)域中，毫米波雷達(dá) 150 億元，(長(zhǎng) 距離 50 億，中短距離 100 億元)激光雷達(dá) 43 億元，超聲波雷達(dá) 72 億元，攝像頭 100 億 元。汽車(chē)新能源化帶來(lái)的價(jià)值和量有望同步升級(jí)，汽車(chē)半導(dǎo)體企業(yè)將深度受益于 相關(guān)產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張所帶來(lái)的市場(chǎng)機(jī)遇。

 

 

從傳統(tǒng)燃料汽車(chē)到新能源汽車(chē)，半導(dǎo)體在汽車(chē)領(lǐng)域的占比逐年增加，汽車(chē)含硅量逐步提升。 在市場(chǎng)規(guī)模基數(shù)不斷擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，中國(guó)“十三五”乘用車(chē)市場(chǎng)保持中低速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，預(yù) 計(jì)復(fù)合增長(zhǎng)率為 6%，2020 年年銷(xiāo)售將達(dá)到 2895 萬(wàn)輛。雖然乘用車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)速度緩慢，但 是新能源汽車(chē)保有量持續(xù)上升，市場(chǎng)處于較快發(fā)展階段。以我國(guó)為例，中國(guó)新能源汽車(chē)行 業(yè)在過(guò)去幾年內(nèi)經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，正在從萌芽期向成長(zhǎng)期邁進(jìn)，其保有量在 5 年間增長(zhǎng) 了 9 倍有余。當(dāng)前，由于科技和產(chǎn)業(yè)變革，新能源汽車(chē)已經(jīng)成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的中堅(jiān) 力量，新能源汽車(chē)行業(yè)也迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。按照國(guó)家規(guī)劃的發(fā)展愿景，2025 年 新能源汽車(chē)銷(xiāo)量有望突破 500 萬(wàn)輛，保有量將在 2000 萬(wàn)輛左右。預(yù)計(jì)到 2030 年，汽車(chē)電子在整車(chē)中的成本占比會(huì)從 2000 年的 18%增加到 45%，這是個(gè)不斷攀升的過(guò)程。這 也就為涉足汽車(chē)領(lǐng)域的電子及半導(dǎo)體企業(yè)提供了莫大的機(jī)遇。汽車(chē)新能源化帶來(lái) 的價(jià)值和量有望同步升級(jí)，汽車(chē)半導(dǎo)體企業(yè)將深度受益于相關(guān)產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張所帶來(lái)的市場(chǎng)機(jī)遇。

 

汽車(chē)電子所展現(xiàn)的顛覆性趨勢(shì)不可小覷，智能網(wǎng)聯(lián)和新能源汽車(chē)的加速滲透，國(guó)際龍頭企 業(yè)的紛紛布局入場(chǎng)，汽車(chē)半導(dǎo)體的價(jià)值和量有望同步升級(jí)。

 

 

新能源汽車(chē)的定義:指的是采用非常規(guī)車(chē)用燃料作為能源，或者是使用常規(guī)車(chē)用燃料，但是同時(shí)采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置地新型汽車(chē)。主要包括純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、氫能動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、太陽(yáng)能汽車(chē)等。

 

按照國(guó)家規(guī)劃的發(fā)展愿景，2025 年我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量有望突破 500 萬(wàn)。整體而言， 我國(guó)新能源汽車(chē)行業(yè)仍處于發(fā)展初期，發(fā)展?jié)摿Υ蟆?020 年 11 月 2 日，國(guó)務(wù)院辦公廳 印發(fā)了 《 新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 》 ，提出了到 2025 年新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售量達(dá)到 汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售總量的 20% 左右的發(fā)展愿景。在此愿景下，新政策有望持續(xù)出臺(tái)以推動(dòng)新 能源汽車(chē)行業(yè)快速發(fā)展。同時(shí)未來(lái)幾年也將迎來(lái)新的換購(gòu)周期，大量國(guó) 3 、國(guó) 4 排放標(biāo) 準(zhǔn)的車(chē)輛也將面臨更新?lián)Q代，部分限購(gòu)城市新能源汽車(chē)或?qū)⒋嬖谳^大發(fā)展空間。

 

 

汽車(chē)半導(dǎo)體是汽車(chē)電子控制系統(tǒng)與車(chē)載電子電器系統(tǒng)的總稱(chēng)，應(yīng)用領(lǐng)域可分為發(fā)動(dòng)機(jī)電子、底盤(pán)電子等六大系統(tǒng)，其中信息娛樂(lè)與網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)技術(shù)迭代最為迅速。

 

電子控制裝置主要是汽車(chē)動(dòng)力、駕駛控制等系統(tǒng)組成，后者通常與通信、娛樂(lè)設(shè)備相關(guān)， 汽車(chē)電子根據(jù)功能可分為車(chē)身控制系統(tǒng)(ECU)、安全系統(tǒng)、娛樂(lè)設(shè)備、底盤(pán)控制、高級(jí)駕 駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等，每個(gè)系統(tǒng)需要通過(guò)半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，包括存儲(chǔ)器、傳 感器、光電器件、射頻器件、功率器件等。我們認(rèn)為，汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)將是近年來(lái)發(fā)展最 快的 IC 芯片應(yīng)用市場(chǎng)之一。而其中受益于新能源汽車(chē)的滲透率提升，價(jià)值量和出貨量的 雙重疊加增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)將格外顯著。

 

 

汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)鏈主要由三個(gè)層級(jí)構(gòu)成:上游為電子元器件，中游為系統(tǒng)集成商，下游為整 車(chē)制造廠，其中其中上游包括 Tier2 和 Tier3，其中 Tier2 廠商負(fù)責(zé)提供汽車(chē)電子的相關(guān)核 心芯片及其他分立器件。新能源汽車(chē)半導(dǎo)體中，功率半導(dǎo)體，微處理器和傳感器為需求量 最高的三部分。

 

 

新能源汽車(chē)半導(dǎo)體的增長(zhǎng)兩大原因是因?yàn)橹袊?guó)對(duì)原油的需求過(guò)高以及環(huán)保形勢(shì)嚴(yán)峻。“新 四化”(電動(dòng)化，智能化，網(wǎng)聯(lián)化和共享化)是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。面對(duì)日 趨嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)和國(guó)家能源安全問(wèn)題，向“新四化”方向轉(zhuǎn)型的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將能提供有效 解決方案，同時(shí)，“新四化”也將作為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式的重要補(bǔ)充。

 

“新四化”成產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型方向，產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)政策相繼出臺(tái)。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱 之一，受多重因素影響，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)預(yù)期將愈發(fā)嚴(yán)峻，而面對(duì)“新四化”所帶來(lái)的產(chǎn) 業(yè)潮流，國(guó)家相繼出臺(tái)多項(xiàng)政策支持產(chǎn)業(yè)向智能網(wǎng)聯(lián)、電動(dòng)共享方向發(fā)展。“新四化“的 交匯融合將給汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)帶來(lái)前所未有的發(fā)展契機(jī)。“新四化”持續(xù)拓寬汽車(chē)應(yīng)用場(chǎng) 景，推動(dòng)汽車(chē)從傳統(tǒng)出行工具發(fā)展成為新一代智能終端，而其中諸多功能的實(shí)現(xiàn)都將基于 汽車(chē)半導(dǎo)體系統(tǒng)。此外，消費(fèi)者安全、便利、省時(shí)需求進(jìn)一步刺激新能源汽車(chē)半導(dǎo)體發(fā)展。

 

 

從前瞻產(chǎn)業(yè)研究院調(diào)研數(shù)據(jù)中可以看到，在 2019 全球十大 NEV 產(chǎn)商中中國(guó)廠商占據(jù)四席， 新勢(shì)力提供商也表現(xiàn)亮眼。但是設(shè)計(jì)領(lǐng)域因?yàn)樯婕暗狡?chē)認(rèn)證等嚴(yán)苛的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)具 備新能源車(chē)設(shè)計(jì)的公司尚缺乏，同時(shí)看到在制造領(lǐng)域國(guó)內(nèi)初步具備了制造能力，但仍需進(jìn)一步提升關(guān)鍵工藝水平與良率。

 

從下圖可以看到，2018 年全球 Fabless 芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到 1084 億美金，全球主 要芯片設(shè)計(jì)廠商 69%在美國(guó)，中國(guó)占比 12%。2018 年國(guó)內(nèi)共有 1698 家 IC 設(shè)計(jì)企業(yè)，企業(yè) 營(yíng)收規(guī)模過(guò)億的企業(yè)僅 208 家，其他大部分公司處于起步階段。

 

半導(dǎo)體制造是我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的嚴(yán)重薄弱環(huán)節(jié)，從原材料、生產(chǎn)設(shè)備到制造工藝，與國(guó)外同 行存在較大差距。尤其生產(chǎn)設(shè)備，當(dāng)前嚴(yán)重依賴(lài)國(guó)外廠商，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)自給。2018 年我國(guó)在全球晶圓代工市場(chǎng)規(guī)模占比僅為 10%。

 

 

2019 年全球前十大 NEV 廠商合計(jì)市場(chǎng)份額接近在 60%以上。其中國(guó)內(nèi)廠商占到 4 位。

 

2019 年特斯拉憑借三款車(chē)型近 37 萬(wàn)輛的亮眼戰(zhàn)績(jī)繼續(xù)摘得年度冠軍頭銜。12 月單月表現(xiàn) 來(lái)看，特斯拉交付 6.3 萬(wàn)輛，是排名第二的北汽新能源近兩倍。

 

從銷(xiāo)量增速來(lái)看，特斯拉、大眾集團(tuán)及現(xiàn)代起亞的銷(xiāo)量表現(xiàn)亮眼，同比增速均超過(guò) 50%。

 

 

2021 年 1 月 3 日，蔚來(lái)公布 2020 年 12 月及全年交付數(shù)。數(shù)據(jù)顯示，蔚來(lái) 12 月共交付新 車(chē) 7,007 臺(tái)，連續(xù)第五個(gè)月創(chuàng)品牌單月交付數(shù)新高;其中 ES8 交付 2,009 臺(tái)，創(chuàng)上市以來(lái) 交付量新高;ES6 交付 2,493 臺(tái);EC6 交付 2,505 臺(tái)，同樣創(chuàng)上市以來(lái)交付量新高。至此， 蔚來(lái) 2020 年全年交付量達(dá) 43,728 臺(tái)，自 2018 年 6 月至今共交付 75,641 臺(tái)。

 

理想憑借理想 ONE 一款車(chē)型，在 2020 年 11 月共交付了新車(chē) 4646 輛，再度創(chuàng)下了單月交 付量記錄。2020 年 1-11 月，理想 ONE 已累計(jì)交付了 26,498 輛新車(chē)。

 

2021 年 1 月 4 日，小鵬汽車(chē)公布了 2020 年 12 月及全年交付成績(jī)，12 月總交付量達(dá)到 5,700 臺(tái)，創(chuàng)歷史新高，小鵬 P7 單月交付量 3,691 臺(tái)，小鵬 G3 單月交付 2,009 臺(tái)，均創(chuàng) 2020 年交付量新高。2020 年累計(jì)交付 27,041 臺(tái)。

 

 

2018 年全球 Fabless 芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到 1084 億美金，中國(guó)大陸企業(yè)占比為 12%。 2018 年國(guó)內(nèi)共有 1698 家 IC 設(shè)計(jì)企業(yè)，企業(yè)營(yíng)收規(guī)模過(guò)億的企業(yè)僅 208 家，其他大部分公 司處于起步階段。

 

 

全球主要芯片制造廠商 66%在中國(guó)臺(tái)灣，大陸占比 10%。半導(dǎo)體制造是我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的嚴(yán) 重薄弱環(huán)節(jié)，從原材料、生產(chǎn)設(shè)備到制造工藝，與國(guó)外同行存在較大差距。尤其生產(chǎn)設(shè)備， 當(dāng)前嚴(yán)重依賴(lài)國(guó)外廠商，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)自給。2018 年我國(guó)在全球晶圓代工市場(chǎng)規(guī)模占比 僅為 10%。

 

受到疫情影響，海外規(guī)模較大的晶圓廠和封測(cè)廠陸續(xù)宣布停產(chǎn)，造成全球半導(dǎo)體缺貨嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)大部分中高端以上的汽車(chē)廠家都面臨停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。所以汽車(chē)芯片進(jìn)口替代，刻不容緩。

 

 

新能源汽車(chē)區(qū)別于傳統(tǒng)車(chē)最核心的技術(shù)是“三電”系統(tǒng)，主要是指電機(jī)、電池、電控。和 燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)相比，純電動(dòng)汽車(chē)使用電動(dòng)機(jī)代替了燃油車(chē)的柴油/汽油發(fā)動(dòng)機(jī);以電池 組代替了燃油，為電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力;其中還有一個(gè)最主要的部件就是電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng) 由電池管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，管理電池組和控制電池的能量輸出以及調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速等，是連接新能源電池和電機(jī)的重要中間載體。

 

功率半導(dǎo)體控制了整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)，電控接受整車(chē)控制器的指令，進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，以控制整車(chē)的運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)。功率半導(dǎo)體器件包括了 MOSFET、IGBT(絕緣柵極晶體管)等，主要用于電能變換和電能控制電路的大功率電子器件。其中 IGBT 既有 MOSFET 器件驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單快速的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型功率器件功率容量大的優(yōu)點(diǎn)， 主要用于變流系統(tǒng):如牽引傳動(dòng)、電機(jī)控制、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路等，是其能源 變換與傳輸?shù)暮诵钠骷⑹请姍C(jī)控制的“CPU”。IGBT 占汽車(chē)電機(jī)控制成本的 37%左右，目 前國(guó)內(nèi)基本依賴(lài)進(jìn)口，關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外公司壟斷，成本較高。

 

另外，目前基于 Si 材料的器件性能已經(jīng)逼近于理論極限，而基于 SiC 材料的功率型器件正 在急速發(fā)展，處于發(fā)展的前期，其強(qiáng)大的系能將對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系能帶來(lái)改變。

 

 

IGBT2017 約占全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的 25%，我們估算 IGBT 占中國(guó) 2025 年新能源半導(dǎo)體汽車(chē)功率半導(dǎo)體的 25%。IGBT在中新能源汽車(chē)2025年的價(jià)值量=功率半導(dǎo)體的價(jià)值量*25%=123億元*25%=31億元MOSFET價(jià)值量分析:

 

MOSFET 約占全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的 35%，我們估算 MOSFET 占中國(guó) 2025 年新能源半導(dǎo)體 汽車(chē)功率半導(dǎo)體的 35%。

 

MOSFET在中新能源汽車(chē)2025年的價(jià)值量=功率半導(dǎo)體的價(jià)值量*35%=123億元*35%=43億元。

 

 

IGBT 是 Insulated Gate Bipolar Transistor 的縮寫(xiě)，即絕緣柵雙極型晶體管。它是由 BJT 和MOSFET 組成的復(fù)合功率半導(dǎo)體器件，既有 MOSFET 的開(kāi)關(guān)速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)損耗小的優(yōu)點(diǎn)，又有 BJT 導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小 的優(yōu)點(diǎn)，在高壓、大電流、高速等方面是其他功率器件不能比擬的，因而是電力電子領(lǐng)域 較為理想的開(kāi)關(guān)器件，是未來(lái)應(yīng)用發(fā)展的主要方向。

 

IGBT 是現(xiàn)代電力電子領(lǐng)域的代表性器件，由于具有導(dǎo)通電阻小、開(kāi)關(guān)速度快、工作頻率 高等特點(diǎn)，可以在各種電路中提高功率轉(zhuǎn)換、傳送和控制的效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、提高工 業(yè)控制水平的目的。三電中電控系統(tǒng)的主要作用是接收整車(chē)控制器的指令，進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，以控制整車(chē)的運(yùn)動(dòng)。另外，在制動(dòng)階段，電機(jī)控制器負(fù)責(zé)將驅(qū)動(dòng)電機(jī) 的回饋能量進(jìn)行回收并儲(chǔ)存到動(dòng)力電池以提高能源利用效率。IGBT 模塊為電控系統(tǒng)的核 心器件，擔(dān)負(fù)著電控系統(tǒng)中將動(dòng)力電池直流電能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需交流變頻電能的功能， IGBT 模塊決定了整車(chē)的電能轉(zhuǎn)換效率。

 

IGBT 主要應(yīng)用于新能源汽車(chē)領(lǐng)域中以下幾個(gè)方面:電機(jī)控制器、車(chē)載空調(diào)、充電樁 1.電機(jī)控制器:大功率直流/交流逆變后驅(qū)動(dòng)汽車(chē)電機(jī)，鋰電池+汽車(chē)電池+電機(jī)控制器=新

 

能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)電機(jī)，IGBT 模塊相當(dāng)于汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的 CPU 2.車(chē)載空調(diào)控制系統(tǒng):小功率直流/交流逆變，使用電流較小的 IGBT 模塊 3.充電樁:智能充電樁中 IGBT 被作為開(kāi)關(guān)元件使用

 

IGBT 的制造工藝在持續(xù)革新，IGBT 產(chǎn)品的差異化和性能的提升有賴(lài)于摻雜、擴(kuò)散和薄片 加工等多種工藝的應(yīng)用，相關(guān)工藝的技術(shù)壁壘較高，制造技術(shù)也成為實(shí)現(xiàn) IGBT 自主創(chuàng)新 的關(guān)鍵。

 

 

功率器件產(chǎn)品中，MOSFET 和 IGBT 是汽車(chē)電子的核心。MOSFET 產(chǎn)品是功率器件市場(chǎng)應(yīng)用 最多的產(chǎn)品，2017 年 MOSFET 占功率半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng) 35.4%;IGBT 是功率器件中增 長(zhǎng)最為迅速的產(chǎn)品，2017 占總市場(chǎng)的 25%，其作為新能源汽車(chē)必不可少的半導(dǎo)體器件， 下游需求相當(dāng)強(qiáng)勁。

 

相比于傳統(tǒng)燃油車(chē)，新能源汽車(chē)功率器件使用量更大。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)庫(kù)的 數(shù)據(jù)分析，在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)上，功率半導(dǎo)體裝機(jī)價(jià)值為 71 美元，占據(jù)車(chē)用半導(dǎo)體總價(jià)值 的 21%;而對(duì)于混合動(dòng)力車(chē)，則在傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車(chē)基礎(chǔ)上新增的功率半導(dǎo)體價(jià)值為 354 美 元(2301 元);在純電動(dòng)車(chē)上，功率半導(dǎo)體價(jià)值為 387(2516 元)美元，占據(jù)車(chē)用半導(dǎo) 體總價(jià)值的 55%。

 

根據(jù)中國(guó)國(guó)務(wù)院辦公廳日前印發(fā)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)》提出，2025年，新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售量達(dá)到汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售總量的 20%左右。在國(guó)務(wù)院新聞辦公室 3 日 舉行的國(guó)務(wù)院政策例行吹風(fēng)會(huì)上，辛國(guó)斌表示，如果汽車(chē)年銷(xiāo)售總量是 2500 萬(wàn)輛，20% 則是 500 萬(wàn)輛。根據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)我們預(yù)測(cè):純電動(dòng)車(chē) 2025 年后將在新能源車(chē)中占比 為 80%左右。

 

Yole 的調(diào)查結(jié)果顯示，2019 年功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為 175 億美元(約人民幣 1,225 億元)， 未來(lái)，年均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為 4.3%，2025 年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為 225 億美元(約人民幣 1,575 億元)。

 

 

IGBT 作為汽車(chē)功率半導(dǎo)體的核心，IGBT 約占電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本的一半，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 占整車(chē)成本的 15-20%，也就是說(shuō) IGBT 占整車(chē)成本的 7-10%。由于未來(lái)幾年新能源汽 車(chē)及充電樁市場(chǎng)將進(jìn)入高增長(zhǎng)期，IGBT 將迎來(lái)黃金發(fā)展期。是除電池之外成本第二高的元 件，也決定了整車(chē)的能源效率。

 

外國(guó)企業(yè)占據(jù)絕大部分市場(chǎng): 全球 IGBT 模組市場(chǎng)則主要由英飛凌、三菱電機(jī)、富士電 機(jī)、安森美和賽米控等廠商占據(jù)。中國(guó)的斯達(dá)半導(dǎo)(Starpower)處于全球第八位。

 

目前，IGBT 國(guó)產(chǎn)化已成為國(guó)家關(guān)鍵半導(dǎo)體器件的發(fā)展重點(diǎn)之一，IGBT 已經(jīng)被列為國(guó)家“02 專(zhuān)項(xiàng)”的重點(diǎn)扶持項(xiàng)目。電動(dòng)汽車(chē)(EV+PHEV)IGBT 的市場(chǎng)份額中，英飛凌處于絕對(duì)領(lǐng)先 位置，占 49.2%。

 

 

第三代半導(dǎo)體材料 SiC 中。到 2024 年，SiC 功率半導(dǎo)體市場(chǎng)將以 29%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，達(dá)到 20 億美元。未來(lái)價(jià)值量可期。

 

 

寬禁帶功率器件指基材禁帶寬度較高(大于 2.3eV)的功率器件，一般僅指基于碳化硅、 氮化鎵這類(lèi)第三代半導(dǎo)體材料制作的功率器件。寬禁帶半導(dǎo)體由于基材與硅不同，所以在 器件性能上與硅基器件有較大差異，例如第三代半導(dǎo)體材料的優(yōu)點(diǎn)是禁帶寬度大、擊穿電 場(chǎng)高、熱導(dǎo)率高、抗輻射能力強(qiáng)、頻率高，在高壓、高溫、高頻應(yīng)用領(lǐng)域相較于傳統(tǒng)硅基 器件有更強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，降低損耗，更加節(jié)能，因此第三代半導(dǎo)體材料尤其適用于需要進(jìn)行大功率電流轉(zhuǎn)換的功率器件領(lǐng)域。。另外，第三代半導(dǎo)體材料的另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是安全、環(huán)保，不會(huì)像砷化鎵(GaAs)、磷化銦中(InP)等對(duì)環(huán)境以及人體產(chǎn)生 危害。而由于氮化鎵在材料端制備環(huán)節(jié)仍存在較大技術(shù)難度，當(dāng)前具備大規(guī)模量產(chǎn)條件的 第三代半導(dǎo)體功率器件僅有碳化硅。

 

總結(jié)來(lái)看，對(duì)比硅基器件，碳化硅功率器件主要有三大優(yōu)勢(shì): (1)耐高溫、高壓。碳化硅功率器件的工作溫度理論上可達(dá) 600°C以上，是同等硅基器件的 4 倍，耐壓能力是同等硅基器件的 10 倍，可以承受更加極端的工作環(huán)境。 (2)器件小型化和輕量化。碳化硅器件擁有更高的熱導(dǎo)率和功率密度，能夠簡(jiǎn)化散熱系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)器件的小型化和輕量化。

 

(3)低損耗、高頻率。碳化硅器件的工作頻率可達(dá)硅基器件的 10 倍，而且效率不隨工作 頻率的升高而降低，可以降低近 50%的能量損耗;同時(shí)因頻率的提升減少了電感、變壓器 等外圍組件體積，降低了組成系統(tǒng)后的體積及其他組件成本。

 

 

從全球碳化硅參與者來(lái)看，目前以美國(guó)、歐洲、日本廠商為主，其中 CREE(子公司 Wolfspeed 負(fù)責(zé)器件生產(chǎn))、羅姆(子公司 SiCrystal 負(fù)責(zé)碳化硅晶圓生產(chǎn))實(shí)現(xiàn)了從碳化硅襯底、外 延、設(shè)計(jì)、器件及模塊制造的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，實(shí)力最強(qiáng);除此之外，大部分參與者均集中 于襯底、外延、設(shè)計(jì)、制造中的一到兩個(gè)環(huán)節(jié);國(guó)際主要的上游原材料企業(yè)均實(shí)現(xiàn)從襯底 到外延的連續(xù)布局，如 CREE、SiCrystal、DOW、II-VI;國(guó)際主要的器件生產(chǎn)廠商以 IDM 形式為主，如英飛凌、意法半導(dǎo)體、富士電機(jī)、三菱電機(jī)、安森美、東芝，而其中的日系 廠商還具備從模組到系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)備的整合能力，直面終端客戶(hù)。

 

從國(guó)內(nèi)的碳化硅參與者來(lái)看，與 CREE、ROHM 類(lèi)似的全流程布局的有三安光電、世紀(jì)金 光;主要有負(fù)責(zé)碳化硅襯底生產(chǎn)的企業(yè)有天科合達(dá)、山東天岳;負(fù)責(zé)碳化硅外延片生產(chǎn)的 有東莞天域、廈門(mén)瀚天天成;負(fù)責(zé)器件設(shè)計(jì)的有臺(tái)灣瀚薪、深圳基本半導(dǎo)體;而以 IDM 形 式生產(chǎn)器件和模塊的企業(yè)有泰科天潤(rùn)、瑞能半導(dǎo)體。

 

目前碳化硅器件領(lǐng)域海外公司實(shí)力領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)自給率較低。目前全球碳化硅市場(chǎng)基本 被國(guó)外企業(yè)壟斷。其中，尤以美國(guó)、歐洲、日本為大。美國(guó)的科銳 Cree 居于領(lǐng)導(dǎo)地位， 車(chē)載基板占據(jù)全球產(chǎn)量的 80%以上;歐洲則擁有完整 SiC 襯底、外延、器件以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè) 鏈，代表公司為英飛凌、意法半導(dǎo)體等;日本更是設(shè)備和模塊開(kāi)發(fā)方面的絕對(duì)領(lǐng)先者，代 表企業(yè)為羅姆半導(dǎo)體、三菱電機(jī)等。與國(guó)外大廠相比，國(guó)內(nèi)的 SiC 起步相對(duì)較晚，目前與 美歐日這些公司在部分環(huán)節(jié)還存在一定的差距。但從整體產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，相比于世界一流技 術(shù)，我們大約是處于其五年前的水平階段，而且這個(gè)時(shí)間差正在逐漸縮小，部分技術(shù)環(huán)節(jié) 甚至是齊頭并進(jìn)。

 

 

ADAS 中的半導(dǎo)體部分:目前，乘用車(chē)上 ADAS 信息感知部分(主要用于辨別前方)使用的(半導(dǎo)體技術(shù))傳感器主 要包括攝像頭、雷達(dá)、激光和超聲波，可以檢測(cè)光、熱、壓力或其他用于監(jiān)測(cè)汽車(chē)狀態(tài)的 變量，通常位于前后保險(xiǎn)杠，后視鏡，轉(zhuǎn)向柱內(nèi)或車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上。

 

在 ADAS 系統(tǒng)決策方面，使用的半導(dǎo)體為邏輯芯片。

 

1.長(zhǎng)距離毫米波雷達(dá):77GHz 毫米波雷達(dá)主要負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離探測(cè)

 

2.激光雷達(dá):激光雷達(dá)被認(rèn)為是汽車(chē)市場(chǎng)自動(dòng)駕駛車(chē)輛開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的關(guān)鍵部件。該技術(shù)是 光檢測(cè)和測(cè)距的簡(jiǎn)稱(chēng)，它使用激光計(jì)算物體的距離，這些激光的光脈沖會(huì)生成這些物體的 3D 信息。在汽車(chē)市場(chǎng)上，激光雷達(dá)將這些信息回傳給汽車(chē)，以避開(kāi)道路上的障礙物、行 人、其他車(chē)輛，并對(duì)汽車(chē)的環(huán)境產(chǎn)生總體感知。L3 級(jí)別以上的自動(dòng)駕駛還需要激光雷達(dá)， 因?yàn)榧词箶z像頭也在光學(xué)探測(cè)的范圍內(nèi)，還做不到足夠的精確來(lái)達(dá)到諸如定位等功能。探 測(cè)角度廣，精度高，厘米級(jí)精度的激光雷達(dá)結(jié)合高精地圖可以實(shí)現(xiàn)高精度自定位和物體識(shí) 別跟蹤，定位可以精確到具體車(chē)道，但是價(jià)格昂貴，使用壽命較短。

 

3.攝像機(jī):直接識(shí)別可見(jiàn)光，價(jià)格適中，技術(shù)成熟，可以識(shí)別行人、車(chē)輛、路標(biāo)等物體，但易受視野、夜晚暗光、雨雪天氣等因素影響。攝像機(jī)在汽車(chē) ADAS 有舉足輕重的位置。 現(xiàn)在攝像機(jī)在中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中主要應(yīng)用于后視、360°環(huán)視、行車(chē)記錄儀。在不久的將來(lái)， 前視 ADAS 系統(tǒng)、艙內(nèi)監(jiān)控和電子后視鏡將也有廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在車(chē)內(nèi)攝像頭有 1~5 個(gè)，隨 著自動(dòng)駕駛進(jìn)程的提升，汽車(chē)可能安裝 12~15 個(gè)攝像頭。

 

4.中短距離毫米波雷達(dá):近程雷達(dá)主要用于盲點(diǎn)探測(cè)、碰撞預(yù)警和防撞功能的后置雷達(dá)、 泊車(chē)輔助等，通常在翼子板或車(chē)身四角位置。而中遠(yuǎn)程雷達(dá)則通常作為 ACC 巡航、剎車(chē)輔 助、緊急剎車(chē)、車(chē)距保持等功能的傳感器。毫米波雷達(dá)在眾多傳感器中的全天候性最好， 在大霧、雨雪天氣中也能發(fā)揮其應(yīng)有的性能，但其自身也有不足之處，例如交通信號(hào)的識(shí) 別、車(chē)道線(xiàn)檢測(cè)等，這方面需要與攝像頭配合使用，互為補(bǔ)足和冗余。距離遠(yuǎn)，可以在雨 雪天氣等各種惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作，但是精度不高。

 

5.超聲波雷達(dá)-倒車(chē)?yán)走_(dá):主要應(yīng)用:倒車(chē)?yán)走_(dá)測(cè)距，泊車(chē)庫(kù)位檢測(cè)和高速橫向輔助三個(gè)場(chǎng) 景。由于超聲波散射角大，方向性較差，在空氣中傳播損耗也大，在測(cè)量較遠(yuǎn)距離的目標(biāo) 時(shí)，其回波信號(hào)會(huì)比較的弱，影響測(cè)量精度;同時(shí)由于聲音傳播速度相對(duì)較低，超聲波探 測(cè)高速移動(dòng)的物體時(shí)延遲較大，誤差嚴(yán)重，所以不適合高速移動(dòng)的物體測(cè)距。但低速短距 離測(cè)量時(shí)優(yōu)勢(shì)就很明顯了，所以適合作為泊車(chē)?yán)走_(dá)使用。泊車(chē)輔助系統(tǒng)通常使用 6-12 個(gè) 超聲波雷達(dá)，車(chē)后部的 4 個(gè)短距超聲波雷達(dá)負(fù)責(zé)探測(cè)倒車(chē)時(shí)與障礙物之間的距離，兩側(cè) 的長(zhǎng)距超聲波雷達(dá)負(fù)責(zé)探測(cè)停車(chē)位空間。

 

 

邏輯芯片中 SoC 占比最大，IHS 數(shù)據(jù)預(yù)計(jì) 2025 全球汽車(chē) SoC 市場(chǎng)約為 82 億美元(533億元)。

 

ADAS 產(chǎn)業(yè)鏈分析:按照智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)，ADAS 系統(tǒng)對(duì)應(yīng)駕駛相關(guān)類(lèi)裝備及 DA、PA 輔助駕駛類(lèi)裝備，成為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的先行條件。近年來(lái)，各大車(chē)廠、廠商紛紛 競(jìng)逐 ADAS 市場(chǎng)，ADAS 也成為車(chē)企轉(zhuǎn)型升級(jí)實(shí)現(xiàn)突破的關(guān)鍵。隨著國(guó)家政策法規(guī)的相繼 出臺(tái)，ADAS 產(chǎn)業(yè)鏈日趨壯大，包括上游二級(jí)供應(yīng)商、中游一級(jí)供應(yīng)商、下游企業(yè)前裝、 后裝市場(chǎng)應(yīng)用，目前 ADAS 產(chǎn)業(yè)鏈已非常完善。在產(chǎn)業(yè)鏈中，傳感器、算法、芯片等是 ADAS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，多數(shù)國(guó)外零部件廠商均已掌握了大部或部分核心技術(shù)，但是國(guó)內(nèi)企業(yè)在 此方面仍有一定差距。

 

根據(jù)《中國(guó)乘用車(chē) ADAS 市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)淺析》文獻(xiàn)，傳感器技術(shù)主要涉及攝像頭與雷達(dá)， 在產(chǎn)業(yè)鏈上游的二級(jí)供應(yīng)商中攝像頭的核心組件 COMS 感光芯片主要掌握在以索尼、三 星為代表的日本和韓國(guó)公司手中;鏡頭部分，舜宇光學(xué)是全球領(lǐng)先的車(chē)載鏡頭廠商，2018 年上半年就出貨 1800 萬(wàn)顆。攝像頭的中游一級(jí)供應(yīng)商主要有賓尼、麥格納、MCNEX、松 下、偉創(chuàng)力、法雷奧等廠家。汽車(chē)?yán)走_(dá)可以細(xì)分為毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等。

 

其中超聲波雷達(dá)技術(shù)門(mén)檻較低，供應(yīng)商較多;激光雷達(dá)最獲得資本市場(chǎng)的追捧，但因成本 高昂，未能商業(yè)化;毫米波雷達(dá)成本在前兩種雷達(dá)之間，技術(shù)門(mén)檻較高，是目前自主和外 資企業(yè)主要的雷達(dá)商品方向。毫米波雷達(dá)的供應(yīng)商中外資企業(yè)主要有博世、大陸、電裝、 德?tīng)柛！W托立夫等，自主企業(yè)主要有北京新科迪、焊創(chuàng)電子、江蘇彤明、曉林產(chǎn)業(yè)、浙 江萬(wàn)超等。算法、芯片在 ADAS 系統(tǒng)中至關(guān)重要，行業(yè)集中度高，主要有 Mobileye、飛 思卡爾、ADI 等公司。

 

 

ADAS 主要包含三個(gè)技術(shù)層面:傳感器、信息獲取和輔助決策。其中車(chē)載傳感器是信息獲 取和輔助決策的前提和基礎(chǔ)，目標(biāo)分類(lèi)識(shí)別技術(shù)是精細(xì)化信息獲取和輔助決策的核心車(chē)載 傳感器作為輔助駕駛的核心部件，具有獲取道路信息的能力，多個(gè)傳感器相互配合共同構(gòu) 成汽車(chē)的感知系統(tǒng) 。根據(jù)無(wú)源和有源探測(cè)機(jī)制的區(qū)別可將目前應(yīng)用的主流車(chē)載傳感器分 為光學(xué)傳感器與雷達(dá)傳感器兩大類(lèi)型，光學(xué)傳感器主要包含可見(jiàn)光和紅外傳感器，二者利 用目標(biāo)對(duì)環(huán)境光源的發(fā)射以及自身熱輻射進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)。超聲波、激光和毫米波等雷達(dá)傳 感器利用目標(biāo)對(duì)雷達(dá)主動(dòng)輻射電磁波的散射回波進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)。

 

1.)激光雷達(dá)的數(shù)量/車(chē)預(yù)測(cè):由于成本高昂，激光雷達(dá)屬于選配。2021 年初，小鵬宣布 P5 搭載激光雷達(dá)，為全球首款搭載激光雷達(dá)量產(chǎn)車(chē)。我們預(yù)計(jì) 2025 年新能源汽車(chē)激光雷 達(dá)搭載量為每三車(chē)一顆。

 

2.)車(chē)載激光雷達(dá)的價(jià)格:

 

從歷史上看，激光雷達(dá)系統(tǒng)過(guò)于昂貴，無(wú)法大量生產(chǎn)用于消費(fèi)類(lèi)汽車(chē)。現(xiàn)在，這個(gè)趨勢(shì)正 在逆轉(zhuǎn)，激光雷達(dá)制造商們制定了積極的策略，使其價(jià)格在過(guò)去三年內(nèi)有了大幅下降。去 年，Luminar 發(fā)布了價(jià)格不到 1000 美元的 LiDAR 解決方案。而 2005 年首推實(shí)時(shí) 3D LiDAR 的 Velodyne 公司則計(jì)劃到 2024 年將平均售價(jià)從 2017 年的 17,900 美元降至 600 美元。 中國(guó) LiDAR 制造商的價(jià)格通常是其他公司的五分之一，他們已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)低于 1000 美元 的產(chǎn)品，而且正在獲得更多市場(chǎng)份額。但是，價(jià)格下降并不一定意味著銷(xiāo)量的增加。迄今 為止，銷(xiāo)量并未見(jiàn)顯著增長(zhǎng)，并且尚未大規(guī)模采用。“激光雷達(dá)必須滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，” Debray 說(shuō)。“在包括制造和物流在內(nèi)的工業(yè)市場(chǎng)中，自動(dòng)化趨勢(shì)非常明顯，激光雷達(dá)在其中發(fā)揮 著關(guān)鍵作用。但在汽車(chē)領(lǐng)域，與平均 80 美元的 ADAS 攝像頭相比，600 美元的汽車(chē)傳感器 價(jià)格仍然過(guò)于昂貴。我們預(yù)計(jì) 2025 年車(chē)載激光雷達(dá) 400 美元每顆。

 

3.)新能源車(chē)未來(lái)銷(xiāo)量:2025 年新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量占比達(dá) 25%，即時(shí)，中國(guó)新能源汽車(chē) 年銷(xiāo)量將達(dá)突破 500 萬(wàn)這一量級(jí)。

 

4.)中國(guó) 2025 年新能源車(chē)激光雷達(dá)價(jià)值量。

 

雷達(dá)總數(shù):500 萬(wàn)新能源車(chē)*1/3 顆=150 萬(wàn)顆(假設(shè)每 3 輛車(chē)中有一個(gè)激光雷達(dá)) 價(jià)值量:150 萬(wàn)顆*400 美元/顆(2600 元)=43 億元。

 

全球市場(chǎng):

 

Yole 技術(shù)和市場(chǎng)分析師 Alexis Debray 表示:“高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS) 的 LiDAR 市 場(chǎng)將實(shí)現(xiàn) 114%的年增長(zhǎng)率，從 2019 年的 1900 萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2025 年的 17 億美元(102 億元)。

 

 

激光雷達(dá)被認(rèn)為是汽車(chē)市場(chǎng)自動(dòng)駕駛車(chē)輛開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的關(guān)鍵部件。該技術(shù)是光檢測(cè)和測(cè)距的簡(jiǎn)稱(chēng)，它使用激光計(jì)算物體的距離，這些激光的光脈沖會(huì)生成這些物體的 3D 信息。

 

與雷達(dá)工作原理類(lèi)似，激光雷達(dá)通過(guò)測(cè)量激光信號(hào)的時(shí)間差和相位差來(lái)確定距離，但其最 大優(yōu)勢(shì)在于能夠利用多譜勒成像技術(shù)，創(chuàng)建出目標(biāo)清晰的 3D 圖像。激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射和 接收激光束，分析激光遇到目標(biāo)對(duì)象后的折返時(shí)間，計(jì)算出到目標(biāo)對(duì)象的相對(duì)距離，并利 用此過(guò)程中收集到的目標(biāo)對(duì)象表面大量密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，快速 得到出被測(cè)目標(biāo)的三維模型以及線(xiàn)、面、體等各種相關(guān)數(shù)據(jù)，建立三維點(diǎn)云圖，繪制出環(huán) 境地圖，以達(dá)到環(huán)境感知的目的。由于光速非常快，飛行時(shí)間可能非常短，因此要求測(cè)量 設(shè)備具備非常高的精度。從效果上來(lái)講，激光雷達(dá)維度(線(xiàn)束)越多，測(cè)量精度越高，安 全性就越高。

 

 

目前汽車(chē)科學(xué)研究的多家機(jī)構(gòu)與汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域的多家廠商紛紛采用激光雷達(dá)作為車(chē)載傳 感與車(chē)載通信的主要方式。對(duì)比傳統(tǒng)的傳感方式與通信方式，采用激光雷達(dá)手段具有無(wú)可 比擬的優(yōu)點(diǎn)。

 

激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)相比的優(yōu)點(diǎn):

 

毫米波雷達(dá)常用于自適應(yīng)巡航、防撞和盲區(qū)檢測(cè)，毫米波的分辨率略低，探測(cè)角度較小， 獲取視野有限，對(duì)于近距離小障礙物的測(cè)量效果欠佳。

 

激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)測(cè)距和測(cè)速原理相同，但是激光雷達(dá)的波長(zhǎng)更短，波束更窄，分辨 率高，測(cè)量距離遠(yuǎn)，且抗干擾能力強(qiáng)。激光雷達(dá)還常應(yīng)用在汽車(chē)自適應(yīng)巡航系統(tǒng)中，檢測(cè) 自車(chē)和前車(chē)距離和相對(duì)速度 ，以及利用激光雷達(dá)測(cè)距防止汽車(chē)追尾 。

 

相比毫米波雷達(dá)和攝像頭，激光雷達(dá)在目標(biāo)輪廓測(cè)量、角度測(cè)量、光照穩(wěn)定性、通用障礙 物檢出等方面都具有極佳的能力。而在難點(diǎn)場(chǎng)景下，例如城區(qū)非規(guī)范行人、非規(guī)范道路， 甚至是非規(guī)范駕駛的行為，急需激光雷達(dá)來(lái)解決。可以說(shuō)激光雷達(dá)是解決連續(xù)自動(dòng)駕駛體 驗(yàn)的關(guān)鍵傳感器，其帶來(lái)的智能駕駛體驗(yàn)將遠(yuǎn)超任何一個(gè)已商用的智能駕駛系統(tǒng)。

 

 

總體而言，國(guó)內(nèi)公司在多線(xiàn)激光雷達(dá)上較國(guó)外高水平企業(yè)還有較大差距。國(guó)內(nèi)的激光雷達(dá) 產(chǎn)品多用于服務(wù)機(jī)器人、地形測(cè)繪、建筑測(cè)量等領(lǐng)域，在這些方面國(guó)內(nèi)外的水平其實(shí)是接 2019 近的。但是國(guó)內(nèi)企業(yè)尚未研制出可用于 ADAS 及無(wú)人駕駛系統(tǒng)的 3D 激光雷達(dá)產(chǎn)品， 主要還是處在探索研發(fā)階段。以激光雷達(dá)為代表的傳感方向的國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司一旦實(shí)現(xiàn)技術(shù) 突破，就會(huì)在這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條中迸發(fā)出價(jià)值。

 

 

2019 年全球車(chē)載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模為 42 億美元，隨著越來(lái)越多企業(yè)采用“攝像頭+毫 米波雷達(dá)”的自動(dòng)駕駛方案，預(yù)計(jì) 2025 年全球車(chē)載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)可達(dá) 130 億美元(約 845 人民幣)。我們預(yù)計(jì) 2025 年中國(guó)車(chē)載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)為 211 億元。

 

 

超聲波雷達(dá)工作原理和優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)

 

超聲波雷達(dá)的工作原理是通過(guò)超聲波發(fā)射裝置向外發(fā)出超聲波，到通過(guò)接收器接收到發(fā)送 過(guò)來(lái)超聲波時(shí)的時(shí)間差來(lái)測(cè)算距離。目前，常用探頭的工作頻率有 40kHz, 48kHz 和58kHz 三種。一般來(lái)說(shuō)，頻率越高，靈敏度越高，但水平與垂直方向的探測(cè)角度就越小， 故一般采用 40kHz 的探頭。超聲波雷達(dá)防水、防塵，即使有少量的泥沙遮擋也不影響。 探測(cè)范圍在 0.1-3 米之間，而且精度較高，因此非常適合應(yīng)用于泊車(chē)。

 

2025 中國(guó)新能源車(chē)載超聲波雷達(dá)價(jià)值量分析：

 

1.)超聲波的數(shù)量/車(chē):12 顆

 

2.)車(chē)載超聲波雷達(dá)的價(jià)格:120/顆

 

4.)新能源車(chē)超聲波雷達(dá)價(jià)值量(中國(guó) 2025 年) 雷達(dá)總數(shù):500 萬(wàn)新能源車(chē)*12 顆=6000 萬(wàn)顆 價(jià)值量:6000 萬(wàn)顆*120 元/顆=72 億元。

 

全球價(jià)值量:

 

根據(jù)下圖可知 2025 年 ADAS 全球超聲波雷達(dá)價(jià)值量約為 43 億美元(280 億人民幣)。

 

 

攝像頭成像原理:

 

景物通過(guò)鏡片組生成光學(xué)圖像投射在 CMOS 光學(xué)傳感器上，光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)， 經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再由 DSP 將信號(hào)處理成特定格式的圖像在顯示屏 上顯示。

 

車(chē)載攝像頭的半導(dǎo)體部分

 

1.)感光元件 CMOS: CMOS 是攝像頭的感光元件，相比 CCD 感光元件成像質(zhì)量稍差一些， 但是成本更低，也更加省電，在像素要求不高的車(chē)載攝像頭領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。

 

2.) ISP 芯片:(圖像信號(hào)處理器，Image Signal Processing)是通過(guò)圖像處理算法對(duì)前端圖 像傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行處理的單元。ISP 有獨(dú)立和集成兩種方案。獨(dú)立 ISP 芯片性能強(qiáng)大， 但成本較高。

 

3.)數(shù)字信號(hào)處理芯片 DSP:所謂數(shù)字信號(hào)處理芯片 DSP，其實(shí)就是攝像頭的大腦，作用 等同于個(gè)人計(jì)算機(jī)里的 CPU(中央處理器)，它的功能主要是通過(guò)一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法 運(yùn)算，對(duì)由 CMOS 傳感器傳來(lái)的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理，并把處理后的信號(hào)通過(guò) USB 接口傳到 PC 等設(shè)備上，是攝像頭的核心設(shè)備。

 

車(chē)載攝像頭的價(jià)值量分析

 

1) 車(chē)載攝像頭數(shù)量/車(chē)

 

傳統(tǒng)汽車(chē)無(wú)前裝車(chē)載攝像頭或者有 1-2 顆車(chē)載攝像頭，隨自動(dòng)化程度提高攝像頭數(shù)量增加， 目前特斯拉 AutoPilot2.0 使用 8 顆攝像頭，我們預(yù)計(jì)未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的前裝車(chē)載攝像頭 需求在 10 顆以上，預(yù)計(jì)單顆平均成本 200 人民幣，車(chē)載攝像頭未來(lái)價(jià)值量可觀。

 

2.)攝像頭相對(duì)于激光雷達(dá)等其它傳感器價(jià)格更加低廉，易于普及應(yīng)用。隨著硬件成本的 逐漸下降，攝像頭方案能夠在中低端車(chē)型市場(chǎng)得到更好地推廣，尤其在后裝市場(chǎng)會(huì)有更多 車(chē)主愿意加裝視覺(jué)系統(tǒng)。

 

4.)中國(guó)2025年新能源車(chē)載攝像頭價(jià)值量

 

500萬(wàn)新能源車(chē)*10顆攝像頭/車(chē)*200元/顆=100 億元。

 

下圖為前瞻產(chǎn)業(yè)研究院對(duì)于 2015-2025 全球及中國(guó)車(chē)載攝像頭行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)車(chē)載攝像頭規(guī)模為230億元，全球1755億元。

 

我國(guó) 2025 新能源車(chē)載 CMOS 圖像傳感器價(jià)值量前景可期

 

根據(jù) Yole Development 及 IC insights 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016-2018 年全球車(chē)載 CMOS 圖像傳 感器市場(chǎng)規(guī)模分別為 5.4 億美元、6.6 億美元和 8.7 億美元，占比從 4.66%提升至 6.13%。 預(yù)計(jì) 2023 年將上升至 32 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率 29.7%。(預(yù)計(jì) 2025 年為 54 億美元=351 億元 351/1755=20%)

 

根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)和上圖數(shù)據(jù)可以預(yù)測(cè):CMOS 圖像傳感器 2025 年大約占攝像頭總成本的 20%。也就是說(shuō)中國(guó) 2025 新能源車(chē)載 CMOS 價(jià)值量約為 20 億元。

 

車(chē)載攝像頭芯片主要公司:車(chē)載攝像頭存在機(jī)會(huì)。這方面主要有聯(lián)創(chuàng)光電、韋爾股份(攝像頭芯片)、歐菲光、舜宇 光學(xué)等。

 

 

除了功率半導(dǎo)體和 ADAS 中的傳感器，邏輯芯片外，微處理器 MCU 中的 32bit 未來(lái)價(jià)值量 大，我們估算到 2025 年 32bit MCU 約占總 MCU 市場(chǎng)的 67%。2025 年全球汽車(chē)微控制器 市場(chǎng)規(guī)模中 MCU 約為 89 億美元，其中 8bit 為 8 億美元，16bit11 億美元，32bit60 億美元。 全球汽車(chē)存儲(chǔ) IC 市場(chǎng)規(guī)模 2025 年約為 83 億美元。其中 NAND 占比最大約為 29 億美元， LPDDR 約為 26 億美元，NOR 約為 12 億美元。

 

 

MCU 將 CPU、存儲(chǔ)器等主要部件集成在同一塊芯片上，形成芯片級(jí)計(jì)算機(jī)。MCU (Microcontroller Unit)，又稱(chēng)微控制器或單片機(jī)，是把 CPU 的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并 將內(nèi)存(memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D 轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA 等周邊接口， 甚至 LCD 驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)。微處理器 MCU 有 8 位， 16 位，32 位和 64 位。在新能源汽車(chē)中主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)，電動(dòng)馬達(dá)控制以及 燈光控制。

 

2025 中國(guó)新能源車(chē) MCU 價(jià)值量:

 

1.)MCU 車(chē)載數(shù)量/車(chē):在 MCU 方面，傳統(tǒng)汽車(chē)平均每輛車(chē)用到 70 顆以上的 MCU 芯片， 而每輛智能汽車(chē)有望采用超過(guò) 300 顆 MCU。車(chē)規(guī)級(jí) MCU 的需求將大幅提升。預(yù)計(jì) 2025 新能源車(chē)每車(chē) 300 顆。

 

2.)MCU 價(jià)格:根據(jù)下圖預(yù)估 2025MCU 價(jià)格 1 美元/顆

 

4.)新能源車(chē) MCU 價(jià)值量(中國(guó) 2025 年)MCU 總數(shù):500 萬(wàn)新能源車(chē)*300 顆=15 億顆2025 中國(guó)新能源車(chē) MCU 價(jià)值量:15 億顆 *1 美元/顆=15 億美元=98 億元

 

隨著汽車(chē)不斷從電動(dòng)化向智能化深度發(fā)展，MCU 在汽車(chē)電子中的應(yīng)用場(chǎng)景也不斷豐富。作 為汽車(chē)電子系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算和處理的核心，MCU 是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)智能化的關(guān)鍵。在汽車(chē)應(yīng)用中， 從雨刷、車(chē)窗到座椅，從安全系統(tǒng)到車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)，再到車(chē)身控制和引擎控制，幾乎都離 不開(kāi) MCU 芯片，汽車(chē)電子的每一項(xiàng)創(chuàng)新都要通過(guò) MCU 的運(yùn)算控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。微控制器 領(lǐng)域，MCU 占據(jù)主要的市場(chǎng)份額，隨著汽車(chē)處理復(fù)雜運(yùn)算和控制功能的需求提升，32 位 MCU 為行業(yè)應(yīng)用主流，8 位和 16 位市場(chǎng)需求減弱。

 

據(jù) iSuppli 報(bào)告顯示，一輛汽車(chē)中所使用的半導(dǎo)體器件數(shù)量中，MCU 芯片約占 30%。在汽 車(chē)向智能化演進(jìn)過(guò)程中，對(duì) MCU 的需求增長(zhǎng)得越來(lái)越快。

 

 

新一代 ADAS 系統(tǒng)需要大容量存儲(chǔ)和高效運(yùn)算支撐系統(tǒng)的快速反應(yīng)，尤其是圖像傳感器的 數(shù)量和分辨率不斷提升，會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。汽車(chē)存儲(chǔ)芯片如下圖所示主要分為 ADAS 系統(tǒng)存儲(chǔ)芯片、信息娛樂(lè)系統(tǒng)存儲(chǔ)芯片、其他系統(tǒng)存儲(chǔ)芯片。目前對(duì)于存儲(chǔ)芯片的 要求主要為:存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量極大提升，速度要求更高，穩(wěn)定性要求極高。在汽車(chē)存儲(chǔ) IC 領(lǐng)域， 智能座艙和自動(dòng)駕駛的應(yīng)用導(dǎo)致汽車(chē)程序、數(shù)據(jù)量激增，LPDDR(低功耗內(nèi)存)和 NAND(閃 存)等高性能的存儲(chǔ)器件成為重點(diǎn)需求，2019 年市場(chǎng)規(guī)模分別約為 8 億美元和 10 億美元， 2018-2025 年預(yù)計(jì)保持 16%和 21%的年復(fù)增長(zhǎng)。

 

見(jiàn)下圖可知，全球汽車(chē)存儲(chǔ) IC 市場(chǎng)規(guī)模 2025 年約為 83 億美元。其中 NAND 占比最大約 為 29 億美元，LPDDR 約為 26 億美元，NOR 約為 12 億美元, DDR 約為 9 億美元。

 

 

三星、海力士、鎂光全球存儲(chǔ)三巨頭引領(lǐng)存儲(chǔ)芯片技術(shù)的發(fā)展潮流，同時(shí)在汽車(chē) ADAS、 信息娛樂(lè)系統(tǒng)中提供多種行業(yè)解決方案，從 NAND、eMMC 到容量更大、讀寫(xiě)更快的 UFD、 PCLe SSD，緊跟自動(dòng)駕駛和車(chē)聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的大數(shù)據(jù)量、大帶寬吞吐需求。國(guó)內(nèi)企業(yè)近年來(lái)逐 漸實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)技術(shù)突破，面對(duì)智能汽車(chē)給車(chē)載存儲(chǔ)帶來(lái)的機(jī)遇，兆易創(chuàng)新與合肥長(zhǎng)鑫密切合 作，2019 年推出 GD25 全系列 SPI NOR FLASH，滿(mǎn)足 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn),是目前唯一全國(guó)產(chǎn) 化車(chē)規(guī)存儲(chǔ)器解決方案;宏旺半導(dǎo)體推出 eMMC/DDR/LPDDR/SSD/DIMM 等嵌入式存儲(chǔ)、 移動(dòng)存儲(chǔ)，拓展車(chē)電子應(yīng)用領(lǐng)域。

 

 

全球車(chē)載通信模塊市場(chǎng)規(guī)模 2025 年預(yù)計(jì)達(dá)到 78 億美元。中國(guó)經(jīng)過(guò)多年艱苦 卓絕的追趕，目前在 4G、5G 時(shí)代實(shí)現(xiàn)后來(lái)居上，通信技術(shù)和市場(chǎng)應(yīng)用均處于國(guó)際領(lǐng)先地 位。在國(guó)家對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的鼓勵(lì)和支持下，車(chē)載通信取得迅速發(fā)展，在 C-V2X 車(chē)聯(lián)網(wǎng)通 信領(lǐng)域走出一條自主化的道路，實(shí)現(xiàn)了從芯片、模組、設(shè)備、整車(chē)、測(cè)試認(rèn)證與運(yùn)營(yíng)服務(wù) 的全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋。

 

IHS 數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)有望在全球 V2X 市場(chǎng)上占據(jù)領(lǐng)先地位，預(yù)計(jì)中國(guó)將在 2020 年生產(chǎn) 62.9 萬(wàn)輛配備 C-V2X 技術(shù)的輕型汽車(chē)，并有望在 2024 年之前始終保持領(lǐng)先地位。

 

新冠疫情帶來(lái)的產(chǎn)能緊缺:新冠疫情所帶來(lái)的不確定性影響到了一些特定汽車(chē)電子元件的 芯片供應(yīng)。2020 年下半年以來(lái)，由于疫情導(dǎo)致的“宅經(jīng)濟(jì)”，讓居家辦公成為大趨勢(shì)，智 能手機(jī)和個(gè)人電腦需求增加。半導(dǎo)體廠商在爭(zhēng)奪產(chǎn)能的同時(shí)，導(dǎo)致了用于車(chē)輛控制系統(tǒng)的 半導(dǎo)體產(chǎn)能緊缺，面向汽車(chē)零部件廠商的半導(dǎo)體供應(yīng)陷入停滯。

 

全球汽車(chē)芯片供應(yīng)商產(chǎn)能供不應(yīng)求，芯片供應(yīng)商陸續(xù)漲價(jià):從 2020 年 11 月 27 日開(kāi)始， 全球汽車(chē)芯片供應(yīng)商開(kāi)始陸續(xù)漲價(jià)。以芯片制造商臺(tái)積電為例 TSMC 走在全球尖端微縮化 的最前沿，但其產(chǎn)能卻嚴(yán)重不足。換句話(huà)說(shuō)，蘋(píng)果、高通、AMD、NVIDIA、博通、賽靈思 (Xilinx)、聯(lián)發(fā)科等全球 Fabless 都希望設(shè)計(jì)出最先進(jìn)的半導(dǎo)體，并委托給 TSMC 生產(chǎn)。

 

半導(dǎo)體行業(yè)硅周期的風(fēng)險(xiǎn):集成電路產(chǎn)業(yè)具有明顯的周期性，行業(yè)的周期通常也稱(chēng)為“硅周期”，是指集成電路產(chǎn)業(yè)在 4-5 年左右的時(shí)間內(nèi)會(huì)歷經(jīng)從衰落到昌盛的一個(gè)周期。同時(shí)， 本行業(yè)的發(fā)展受到集成電路技術(shù)發(fā)展規(guī)律的影響，即芯片性能每隔一段時(shí)間提升一倍的 摩爾定律，因此，本行業(yè)還呈現(xiàn)新產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)、舊產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模下降的周期性規(guī)律。

 

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