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前言:昨天和大家分享了下关于肿瘤筛检的内容,这些相对而言比较前沿的内容,一直是我自己比较看重的,在股票市场里面,买的便宜是永恒的,但这真的需要去花心思。今天在来给大家分享下汽车半导体的内容。

本篇目录

1.汽车行业的变化

2.汽车半导体的地位

3.市场现状

4.产业链

5.发展前景

6.功率器件

7.主控芯片

8.储存芯片

9.模拟芯片

10.传感器

11.相关公司

12.使用须知

PS:由于内容较多,本篇将分为两个部分和大家分享,上篇来看看,目前国内汽车半导体产业的现状,下篇将来说说各细分赛道的机会。

老规矩,加粗内容为重点,方便加快阅读。

一,汽车行业的变化

汽车行业从诞生至今已逾百年,从目前来看,大集团的优势很明显,而另一方面,汽车电动化,智能化和网联化的趋势也很明显,尤其是全球各地区都把电动车的发展放在很重要的位置,更加快了电动车的普及。

由于电动车新增了三电(电池、电机、电控)系统,单车成本构成变化显著。以常规电动汽车而言,电驱动力系统主要由电池、电机和电控组成,一般占50%的价格成本,其中电池又占比38%,电机占比6.5%,电控占比5.5%。

根据测算,汽车电动化推动豪华品牌电池管理、电控系统电子元件单车价值净提升2235 美元;自动驾驶推动豪华品牌单车电子元件价值量净提升 925 美元;数字互联推动豪华品牌单车电子电气架构相关元器件价值净提升 725 美元。简单说,新的造车方式让单车增量达3885 美元,所以这也是多数厂商趋之若鹜的原因之一。

二,汽车半导体的地位

在汽车电子元器件中,半导体将是承担功能实现的核心器件,汽车半导体按种类可分为微控制器(MCU、 SoC 等)、功率半导体(IGBT、MOSFET、电源管理芯片等)、存储(NOR、 NAND、Dram 等)、传感器(压力、雷达、电流、图像等)、以及互联芯片(射频器件),使用范围涵盖车身、仪表/信息娱乐系统、底盘/安全、动力总成和驾驶辅助系统五大板块。传感器、微控制器、存储设备、功率在各个板块都有需求,而互联芯片主要用于车身及信息系统方面。

三,市场现状

2020 年全球汽车半导体市场规模为380 亿美元,同比下降约 9.6%,预计到2026 年将达到 676 亿美元,2019年-2026 年年复合增长率为 7%,我国作为汽车制造大国,汽车产量蝉联全球第一,对汽车半导体需求同样旺盛,2020 年中国汽车半导体市场规模约为 94 亿美元,预计到2030 年将达到 159 亿美元,年复合增长率为 5.40%。简单说,汽车半导体市场空间广阔,我国作为汽车生产大国占据四分之一市场。

1.开发难度大

车规级芯片较消费级和工业级别芯片对可靠性、稳定性有更高的要求。

2.半导体价值和电动化程度成正比

Srategic Analytics 数据显示,传统燃油车中,价值占比最高的半导体器件为 MCU,占比达 23%,而在典型的纯电动汽车中,其中电控系统需要大量的逆变器,对 IGBT、MOSFET 等功率器件产生了大量需求,推动了功率半导体在纯电动车的价值占比大幅提升至55%, MCU 和传感器价值占比分别下降至11%和7%。

3.欧美日巨头占据汽车半导体近 95%份额,我国企业整体市占率极低。

恩智浦、瑞萨电子、英飞凌、意法半导体、德州仪器等传统汽车芯片巨头具备丰富的产品布局和领先的技术实力,2019 年占据全球汽车芯片 50%的市场份额。至今我国未形成具备国际竞争力的汽车芯片供应商,整体在汽车芯片领域的市场份额极低。

由于汽车半导体在可靠性、稳定性等领域要求更高,且我国终端车企品牌市占率远不如消费电子领域,国内品牌对产业链扶持力度有限,所以整体来看,我国汽车半导体与世界领先水平差距仍较大,当然未来国产化的空间也就越大。

四,汽车半导体产业链

汽车半导体产业链同消费电子一样,最下游是各类模组厂商,以汽车摄像头为例,摄像头模组厂商有舜宇光学科技、欧菲光,在摄像头传感器端有安森美、豪威科技,在传感器产业环节则分为了材料、设备厂商,芯片设计厂商、芯片制造厂商、芯片封装测试厂商等,整体来看,汽车半导体产业链环节众多,分工相对明确。

五,发展前景

1.我国适合发展电动新能源车

我国对石油进口依赖度较高,优化能源结构的诉求强烈。我国在传统汽车工业的核心竞争力较弱,在电动车动力系统部分核心器件具备竞争力,发展电动车犹如顺水推舟。

2.车规芯片产业链自主可控难度相对低

车规级芯片普遍采用更为成熟的制程,我国芯片代工企业基本能满足汽车半导体代工需求。我国半导体产业具备在成熟制程领域的芯片大规模量产能力。

3.“缺芯”+客户本土化意愿推动汽车半导体国产化

疫情导致汽车芯片产能失调,汽车“缺芯”愈演愈烈。汽车芯片供应链恢复需要至少半年以上时间,国内半导体企业有望收获更多供应链导入机会。

我国汽车产业链上已逐步涌现出以斯达半导、比亚迪半导体、北京君正、紫光国微、韦尔股份等逐步具备竞争力的企业,在缺芯危机下,国内车厂选择国产汽车芯片产品将解决部分燃眉之急,同时也为提供了汽车芯片企业提供了绝佳的导入机会。

特斯拉Model 3/Y 本土化率超过90%,剩余10%主要为汽车半导体,国内部分汽车半导体产品已逐步具备竞争力,有望延续本土化趋势更进一步。

正如当年苹果供应链向中国大陆转移培养出了立讯精密、歌尔股份等消费电子元器件及代工巨头,特斯拉Model 3、Model Y 的国产化以及国产化率提升同样将助推汽车电子产业链发展。

我国造车新势力快速成长,为国内汽车半导体企业发展提供沃土。我国汽车产业链相对成熟,叠加我国比亚迪、蔚来等新能源车品牌影响力逐渐形成,对核心元器件本地化率的需求旺盛,将进一步推动推动汽车半导体国产化进程。

综上所述,我国发展汽车半导体产业可谓是天时地利人和,由于内容较长,所以我将在下篇中介绍5大细分赛道的机会以及相关的公司。

,功率器件

功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心,通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换。

新能源汽车普遍采用高压电路,当电池输出高压时,需要频繁进行电压变化,对电压转换电路需求提升,此外还需要大量的DC-AC 逆变器、变压器、换流器等,这些对IGBT、MOSFET、二极管等半导体器件的需求量很大。

车是功率半导体下游应用中的主要领域,根据 Omdia 数据,得益于汽车行业复苏以及新能源车的渗透率的快速提升,预计到 2025 年将提升至92 亿美元。

1.IGBT

电动车功率器件增量主要来源于电控系统,IGBT 占据电控系统40%-50%的材料成本,占纯电动车总成本约8%-10%。因此IGBT 需求量将有望保持快速增长。假设 2021-2025 年新能源车销售占比提升至 18%,到 2025 年汽车 IGBT 市场增量将达到 41亿美元。

在汽车IGBT 领域,我国比亚迪半导体和斯达半导具备较强竞争实力,根据 NE 时代数据,2019 年国内新能源车市场中,英飞凌以58.2%一家独大,比亚迪半导体、斯达半导份额分别达18%和 1.6%,位居前列。

2.MOSFET

SiC MOSFET 性能优秀,对Si IGBT 产生了部分替代效应。但是,SIC 产业成熟度较低,成本仍较高。由于普通的电动车也就是350V的电压,IGBT足以胜任,除非是高功率的设备,所以,展望未来,SI IGBT 和SIC MOSFET 将长期共存。

根据测试,新能源车将带动 SIC 市场快速成长,预计 2025 年新能源车 SIC 功率器件市场将达到15.53 亿美元。

 

,主控芯片

电子电气架构简称 E/E 架构,指对汽车的传感器、中央处理器、ECU、线束、信息娱乐系统以及底盘系统等整车软硬件进行系统设计的方案,进而实现车内高效的信号传输、系统布置等效果。对照博世的六个阶段,可以看到,除了已经进入车载电脑的阶段特斯拉 Model 3,大多数车企的汽车 E/E 架构刚刚度过模块化阶段,正在进入集成化阶段。

当前汽车主控芯片主要是MCU(流微控制单元Microcontroller Unit),负责计算和控制。L3 级自动驾驶需要30TOPS 的算力,未来车载计算芯片空间广阔。汽车计算、控制类芯片市场规模约为108 亿美元,SoC 将成为主要增量。

在 MCU 领域,英飞凌、瑞萨、恩智浦、ST 为头部企业, CR5 占据全球约 80%的市场份额。国内份额与国外企业差距较大,上市公司中颖电子、兆易创新、东软载波都涉及汽车电子领域,但市占率极少。

在自动驾驶芯片领域,兼顾高算力和低功耗的芯片是未来的发展趋势,除了特斯拉之外,多数企业用的是第三方技术,比如华为就是这个赛道的领跑者之一,国内目前在这一领域的研发和国外是旗鼓相当,只是目前上午企业上市。

,存储芯片

存储器种类众多,是信息技术中用于保存信息的记忆设备,DRAM 是最常见的系统内存,汽车存储应用在汽车多个模块,传统汽车需求较小,目前国内市场约为7-10 亿人民币。L3 级自动驾驶将为汽车存储带来显著增量,而 L3 级自动驾驶正处于瓶颈期。2020 年车用存储市场空间约为40 亿美元,预计到2025 年翻倍,超过80 亿美元,逐渐成为存储IC 市场中越来越重要的部分。

存储行业具备典型的重资产、高资本壁垒、技术密集属性,全球存储行业集中度非常高。尽管当前市场规模尚小,各大巨头正纷纷发力汽车存储领域提前布局。国内企业近年来逐渐实现存储技术突破,兆易创新与合肥长鑫密切合作,是目前少有的全国产化车规存储器解决方案。

,模拟芯片

汽车的电动化、智能化、网联化大势所趋,模拟IC 必不可少。模拟芯片按照产品可以分为电源管理芯片和信号链芯片。汽车模拟 IC 市场 2024 年将达到 150 亿美元,在模拟 IC 各下游领域中 CAGR最高,达8.9%。

尽管海外巨头主导了模拟芯片市场,但模拟芯片市场相对分散,国内市场集中度相对全球市场更低。全球汽车模拟IC 市场中,德州仪器、ADI、英飞凌、思佳讯、恩智浦、安森美、瑞萨有较强的竞争力,国内企业起步晚,差距较大,巨头普遍走内生发展和外延并购同时进行的成长之路。国内模拟芯片的供应商主要包括矽力杰、圣邦微、思瑞浦、芯海科技等。

值得一提的是,模拟芯片具有 IC 设计依赖资深研发,产品种类繁多,制造工艺相对成熟,产品生命周期长、用户粘性大的特点,使得模拟芯片成为一个长坡厚雪的行业,呈现强者恒强的局面。

1.BMS

BMS(电池管理系统)是新能源车的电源管理芯片主要增量。根据 IDC 预计,未来 5 年中国新能源车市场CAGR 达到36.1%,假设 BMS 市场CAGR 为30%,预计2025年BMS 产品装机量将达到 766 万套。车载电源管理芯片市场稳步增长,预计2025 年市场规模为20 亿美元。

2.信号链芯片

车联网无线通信模块包含四个部分,即天线、射频前端、射频收发、基带,射频器件是实现 C-V2X 的关键器件。车载射频前端市场空间预计到2023 年达到38.15 亿美元,海外龙头企业寡头垄断。通信芯片模块方面,得益于C-V2X 助力市场成长,我国企业已建立较大优势。

此外,新能源汽车 BMS(电源管理系统)同样包含信号链芯片,预计2025年国内动力电池带来的AFE市场规模接近30亿元。

,传感器

传感器是实现汽车智能化的感知端设备,分布于车身各处。自动驾驶对汽车传感器的需求呈倍数级增加。同时,自动驾驶将大幅提升汽车单车传感器价值量,其中L2+车型对L2 车型将带来可观的传感器价值增量。

1.CIS

摄像头是 ADAS 系统、汽车自动驾驶领域不可缺少的传感设备。全球单车摄像头搭载量快速提升。我国企业在车载摄像头产业链布局深厚,未来将充分受益。其中CIS (COMS 图像传感器)是摄像头产业链中价值量的主要部分,价值占比达52%。2019 年车载CIS 市场规模为13.05 亿美元,预计到2025 年达到48 亿美元。汽车在CIS 下游应用中增速位居前列,豪威科技在车载市场排名第二。

2.雷达

未来高级别自动驾驶将需要多种雷达的混合。

1)超声波雷达

超声波雷达近距离识别精度较高,主要用于泊车辅助预警和汽车盲区碰撞预警。超声波雷达市场空间广阔,根据预测,2020 年至2030 年,全球车载超声波雷达市场规模将保持 5.1%复合年增长率,并于 2030年达到61 亿美元。超声波雷达国内外厂商差距不大,市场充分竞争。近

2)毫米波雷达

毫米波雷达是ADAS 核心,预计2025 年规模超280 亿元,目前技术由传统零部件巨头垄断,德美日占主导地位。国内市场以 24GHz 毫米波为主流方向,并且长期依赖于进口。

3)激光雷达

激光雷达是未来自动驾驶必经之路,成本较高暂无大规模汽车应用,但是车载激光雷达市场扩容速度极快。激光雷达市场尚未成熟,国内厂商有望赶超国外优秀同行。而随着国内禾赛科技、速腾聚创的崛起,Velodyne 在华的统治地位开始动摇并被陆续取代。

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十一,相关上市公司

韦尔股份:CIS 巨头,车规级产品全球第二

北京君正:并购ISSI,车载存储技术领先者

斯达半导:国内IGBT 龙头,打入多家车企供应链

华润微:国内MOSFET 器件,IDM 巨头

捷捷微电:国内晶闸管龙头,布局车规级器件

兆易创新:国内MCU、Nor Flash 龙头

士兰微:厚积薄发,功率半导体巨头初显

闻泰科技:收购安世,切入车规级功率器件赛道

另外,有消息报道,比亚迪旗下的比亚迪电子即将登陆创业板,作为国内最大的IDM车规级IGBT厂商,也就是我们熟知的汽车三电系统生产厂商,在今天全球汽车行业「缺芯」的当下,比亚迪能够保持产能,比亚迪电子的作用很明显,所以或许这消息助推一把汽车芯片也是存在的,反正以前上新,不少就这么做的。

后记

以上是我自己研究的方向和思路,也就是和大家一起分享下。

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