一文读懂汽车芯片国产替代买什么

每日调研备忘录 2024-07-24 03:31:14

事件:3月15日,彭博社报道称,中国工业和信息化部今年发文,要求比亚迪、吉利等电动汽车企业扩大采购本土电子零部件,并加速采用国产半导体芯片。

7月17日,彭博社报道称,美国政府正在考虑对中国获取先进芯片制造工具实施更严厉的限制措施,甚至有一些美国盟友称这些措施为“严厉”。

汽车芯片行业有需求提升和国产替代两大逻辑。

同工业和消费级芯片相比,车规级的芯片由于运行面临极端环境挑战:高振动、多粉尘、宽温域、强电磁干扰。要求芯片耐受-40°C至+155°C的极端温度,需要同时具备超长寿命、高可靠性。

认证难度大

也是鉴于车规级芯片的稳定性和可靠性要求,车规芯片的认证过程不仅难度大,而且周期很长。芯片从设计到量产可能需要3至5年时间,但一旦成功,可以享受至少5-10年以上的供货期,行业壁垒很高。

以智能座舱芯片高通骁龙820A为例,发布于2016年,经过多年测试,19-20年才开始在小鹏,理想等主机厂上车。

新能源车需求倍增

根据Omdia的估算,传统燃油车中半导体的单车价值约为490美元,主要包括控制类芯片(如MCU,占30%)、功率半导体(20%)、模拟芯片(20%)、传感芯片(10%)和存储芯片(10%)。相比之下,电动车的半导体单车价值有望增至950美元(未来将进一步提升),包括对SOC、CIS、功率、模拟、MCU等芯片的使用

Yole的分析指出,随着汽车供应链的转型,汽车半导体器件市场预计将以11.9%的年复合增长率快速增长,并预计在2028年达到840亿美元的规模。

新能源汽车是国内的优势产业,2023年我国新能源车市场占有率超过30%,2024年1~6月,新能源汽车销量494.4万辆,同比增长32%。行业需求旺盛,汽车芯片行业有需求提升和国产替代两大逻辑。

车规级芯片的高门槛高行业壁垒下目前国产化率比较低,汽车新品自给率可仅仅不到10%,在高科技行业制裁频发的情况下,国产替代的重要性提高。

汽车芯片情况

⭐主控芯片:

汽车主控芯片是汽车智能化发展的关键,它们主要负责计算分析和决策制定。这些芯片可分为两大类:功能芯片(MCU)和系统级芯片(SoC)全球汽车MCU市场基本被外资垄断,21年的数据CR5市占率在90%左右,市场的集中度高。

微控制器单元(MCU),也称为微控制器或单片机,是一种高度集成的芯片级计算机,它整合了CPU、存储器和多种外围功能。MCU以其多样化的规格,如8位、16位、32位等,服务于广泛的应用场景,包括消费电子产品、汽车控制以及工业自动化。从简单的车窗调节到复杂的整车热管理和电池电机控制,MCU以其强大的控制能力,成为现代电子系统中不可或缺的核心组件。

传统燃油车平均需要大概70个MCU,智能汽车将会提升到平均300个,是普通燃油车的4倍以上。

目前国内MCU市场主要集中于消费级,车规级MCU国产化率不足5%,有非常大的国产替代空间。

SOC:智能汽车的高算力需求推动传统的CPU 向集成 AI 加速器的 SoC 异构芯片 升级从单一芯片模式迈向融合异构多芯片的新模式。这一转变意味着CPU、GPU、FPGA、ASIC等不同功能的芯片将被有机地整合在一起,形成强大的系统级芯片(SOC)。预计 2030 年车规级 SOC 芯片市场将超过 300 亿美元

主要分为“智能座舱SOC”和自动驾驶SOC

⭐功率半导体芯片

功率半导体器件在电路中扮演着功率转换、放大、开关等多重角色,并提供线路保护、逆变和整流等重要功能。功率半导体分为功率IC和功率分立器件两大类,其中功率IC作为模拟芯片的一种,以其集成优势优化电路设计;而MOSFET、功率二极管和IGBT等功率器件,则以其高效性能,在高功率应用中发挥核心作用。

功率半导体是新能源汽车提升最大的,功率半导体价值量提升幅度最大,增幅高达421.6%,价值占比约为55%(传统燃油车仅仅20%左右)。

据芯谋研究的数据,MOSFET占功率分立器件市场份额最大,达到42.6%,其次是IGBT和功率二极管,三者占据了90%以上的功率器件市场。

⭐模拟芯片:

车用模拟芯片是汽车电子系统中不可或缺的关键组件,它们负责处理模拟信号,如声音、光线、温度和压力等,并将这些信号转换为电信号以供进一步处理。这些芯片广泛应用于汽车的各个部分,包括车身、仪表、底盘、动力总成及高级驾驶辅助系统(ADAS)等,主要分为信号链芯片与电源管理芯片两大板块。

据Morder Intelligence 预测, 2024 年全球模拟 IC 市场有望增长至 912.6 亿美元,2029 年模拟 IC 市场有望增长至 1296.9 亿美元。其中亚太地区将成为市场最大的市场

市场份额看2023年模拟芯片主要由外资厂商主导,德州仪器市占率19%,亚德诺9%,思佳讯和英飞凌各7%,意法半导体6%,国产替代的空间比较大。

⭐传感器芯片

用于探测、感受外界信号、物理条件或化学组成,并将探知的信息转变为电信号或其他所需形式传递给其他设备,主要应用于摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、 IMU 、 GPS 等

⭐车载存储

车载存储芯片在汽车智能化和电动化趋势下需求激增,主要用于智能座舱、自动驾驶系统等,需满足高可靠性和大容量存储。随着技术进步,LPDDR5、UFS、PCIe SSD等高性能存储解决方案正逐步应用于车载系统,推动市场快速增长。预计到2025年,全球汽车存储市场规模将显著扩大。

DRAM和NAND Flash是车载存储的主流产品,市场基本被三大原厂,三星,海力士和美光垄断,国内还在加速追赶之中。

国内主要有:北京君正,兆易创新

核心标的:

其他逻辑梳理:

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