展望未来,功能集中已然成为汽车芯片行业发展的必然趋势。随着汽车进入了电动化+智能网联的时代,车联网、新能源、智能化、自动驾驶四个领域趋势带来了新的半导体需求,也为国内新进芯片企业进入汽车领域带来全新的产业机遇。
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汽车芯片产业链剖析
上游:半导体材料和设备是产业链基石
中游:汽车芯片制造为重要一环
从市场规模来看,在汽车电动化、智能化、网联化的影响下,汽车芯片市场整体呈现增长趋势。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。而我国作为汽车制造大国,对汽车半导体需求旺盛,预计到2025年将达到137亿美元,年均复合增长率达3.03%。
汽车电子化程度的加速驱动MCU市场需求的增长,汽车端成为全球MCU最大的应用市场。通常汽车中一个ECU负责一个单独的功能,配备一颗MCU,也会出现一个ECU配备两颗MCU的情况,而与传统燃油车相比,新能源车丰富功能提高,对MUC性能、功耗、数量的需求都有所提升。
车载MCU分类及应用
车规级MCU市场规模预测
随着新能源汽车渗透率不断上涨,全球车规级MCU市场规模也随之增长。2020年全球车用MCU市场规模为62亿美元。2021年,汽车MCU需求旺盛,市场规模大幅增长23%,达到76.1亿美元;预计2025年,市场规模预计将达到近120亿美元,对应2021-2025年复合平均增速为14.1%。
我国车规级MCU市场规模同样保持稳定增长,2021年我国车规级MCU市场规模达30.01亿美元,同比增长13.59%,预计2025年市场规模将达42.74亿美元。
SoC:异构集成扬帆起航
根据IHS数据,预计2025年全球汽车SoC市场规模将达到82亿美元,并且L3级别以上自动驾驶预计2025年之后开始大规模进入市场,配套高算力、高性能SoC芯片将会带来极高附加值,有望带动主控芯片市场快速扩容。
智能座舱芯片:未来“一芯多屏”技术的强支撑
据国际电子商情,预计全球智能座舱市场在2022年将达到438亿美元。随着智能座舱从电子座舱逐步演化为第三生活空间,“一芯多屏”的座舱方案成为未来趋势。
顺应智能座舱多传感器融合、多模交互及多场景化模式发展的演进趋势,作为处理中枢的座舱SoC需要不断发展突破。因此,座舱SoC的算力将不断提升,据IHSMarkit,预计2024年座舱NPU算力需求将是2021年的十倍,CPU算力需求是2022年的3.5倍。同时,芯片本身也将朝小型化、集成化、高性能化的方向发展。
自动驾驶芯片:算力基础决定自动驾驶高度
功率半导体:电能转换与电路控制的核心器件
功率半导体在各类汽车半导体产品中受益最大
根据StrategyAnalytics数据,受益于汽车电动化趋势,功率半导体的使用量增幅高达四倍以上,在各类汽车半导体产品中受益最大。
预计2025年全球新能源汽车销量将达到2240万辆,功率半导体市场规模将突破100亿美元,而中国新能源汽车功率半导体市场2025年则将达到61.39亿美元,保持20%以上的增长速度。
IGBT是当前新能源车中应用最广的功率器件
而SiCMOSFET高压下性能优越,未来随着SiC成本下降以及800v高压平台架构的应用,SiCMOSFET有望迎来规模上车。根据Yole数据,预计到2025年新能源车将贡献15.53亿美元的SiC功率市场,年复合增长率达38%。
模拟芯片:覆盖整车核心板块
传感器芯片:自动驾驶催生的刚需
随着ADAS系统渗透率提升和自动驾驶技术的突破,车载摄像头市场将在未来保持快速增长态势。预计到2025年全球车载摄像头市场将达1762.6亿元,其中中国市场237.2亿元。
而CIS作为车载摄像头的核心部件,将受益于汽车智能化下ADAS渗透率提升快速增长。据ICVTank数据,2021年全球车载CIS总收入38.1亿美元,预计2026年有望达90.7亿美元,CAGR为18.94%。
存储芯片:从GB到TB
在汽车电动化和智能化的趋势推动下,叠加上产业升级带来汽车格局重塑机遇,汽车存储芯片市场将成为一个高成长的半导体细分赛道,根据IHS的数据,2020年全球汽车存储芯片市场规模约40亿美元,2025年预计达82亿美元。
目前主流智能汽车的自动驾驶技术仍处于1/2级,预计在2030年自动驾驶将会发展至L4和L5等高等级。中短期来看,在电动化取得实质性进步,和L4/L5获得实质性突破的前夜,ADAS升级和车内体验是汽车存储现阶段增长核心。
长期来看,自动驾驶技术升级带来车规存储的带宽持续高增长是长期趋势,未来汽车存储将由GB级走向TB级别。以美光预测的ADAS为例,Level5与Level1相比,带宽提高20倍,DRAM容量提高8倍,NAND容量提高125倍,达到TB级别。
下游:新能源车发展势头强劲
2021年以来我国新能源车渗透率持续走高,2022年1-7月,新能源汽车产销分别为327.9万辆和319.4万辆,同比均增长1.2倍,市场占有率为22.1%。在汽车电动化趋势日渐明确的背景下,新能源汽车销量持续增长,渗透率不断提高,将持续打开汽车芯片的增长空间。
汽车芯片行业竞争格局
从全球市场竞争格局来看,国际厂商在车规级半导体领域中占据领先地位,车规级半导体国产化率较低。
从国内竞争来看,近年来,外部收购、成熟企业布局车规半导体业务、以及新兴领域创业,成为目前支撑我国汽车半导体发展的主要路径。2019年,闻泰科技收购安世半导体一举成为国内最大的汽车半导体公司。
车规级半导体自主率底的原因
从各细分领域来看,由于设计、生产等方面的技术差距较大,至今我国未形成具备国际竞争力的汽车芯片供应商,不仅在汽车芯片领域的市场份额较低,自主率也普遍较低。
而另一方面,整车厂在认证车规级半导体的新供应商时,通常会要求其产品拥有一定规模的上车数据,国产厂商缺乏应用及试验平台,在车规级半导体正常供给的状态下较难寻得突破。
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我国汽车芯片行业发展趋势预测
功能集中已经成为行业发展趋势
无论是自动驾驶还是智能座舱领域,功能集中已然成为行业发展的必然趋势。随着传感器数量和种类逐渐增多,将不同功能的计算芯片集成到一块板子上,对各传感器的原始感知信息实行后端融合计算成为必然选择。同时ECU模块也将逐渐集成合并,形成集中运算的车载计算平台。
进口替代已经逐步实现
汽车智能化+电动化推动产业链重构
随着汽车进入了电动化+智能网联的时代,车联网、新能源、智能化、自动驾驶四个领域趋势带来了新的半导体需求,也为国内新进芯片企业进入汽车领域带来全新的产业机遇。OEM+Tier1+Tier2原有金字塔格局有望被打破,智能车软件会逐步走向平台+生态模式,形成新一代汽车生态体系。
软硬结合、服务能力将成为厂商比拼关键
综合考虑整车项目开发流程与芯片设计开发流程,未来汽车芯片厂商在产业合作中,将与主机厂建立更多前端沟通,挖掘市场真实需求,提高产品定义与设计前瞻性,芯片厂商将进一步提升自身的算法与软件技术积累与理解,优秀的服务能力将成为面对主机场差异化需求时的关键竞争优势。