2022汽车芯片行业发展现状和未来趋势

随着汽车进入了电动化+智能网联的时代，新能源、智能化、自动驾驶等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。

 

一、汽车芯片行业概况

（一）汽车芯片的定义和分类

汽车芯片指用于车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的半导体产品，大致可以分为主控芯片、功率芯片、存储芯片、通信芯片和传感芯片五大类。

 

（二）车规级芯片认证标准

1、可靠性标准AEC-Q系列。AEC-Q系列是主要针对可靠性评估的规范，详细规定了一系列的汽车电子可靠性测试标准。其中，AEC-Q100是基于失效机理的集成电路应力测试鉴定，是适用于车用芯片的综合可靠性测试，强调的是保障芯片长期可靠能用。通过AEC-Q100可靠性认证试验条件，需要多轮验证且过程中更多侧重多方协作（晶圆厂、封测厂等产业链企业的配合），周期一般较长。

2、功能安全标准ISO26262。ISO26262是全面规范汽车零部件以及芯片功能安全的基本规则，强调的是保障功能正常，分为功能流程认证和功能安全产品认证。

综合来看，真正的车规级芯片一般需要通过可靠性测试认证+功能安全流程认证+功能安全产品认证 ，才能算完全满足车规认证中的所有要求，才算是“车规级芯片”。

 

（三）车规芯片和消费芯片的区别

1、设计目标不同。消费类芯片主要考虑性能、功耗和成本，车规芯片还会综合考虑可靠性、安全性、一致性和长效性。

2、工作环境不同。消费类芯片一般满足0-70℃环境温度，而车规芯片要满足-40-105℃的使用温度要求。

3、设计寿命不同。消费类产品一般不超过5年；汽车设计寿命是10-15年，汽车芯片寿命也要按此设计。

4、生产制造不同。汽车芯片在制造和封装测试上比消费电子要求相对高。

 

（四）我国汽车芯片行业的发展历程

我国汽车芯片行业发展主要分了四个阶段：第一阶段（1970年前），以传统车载音响喇叭及点火装置为主；第二阶段（1970-1980年），以动力及制动系统为主；第三阶段（1980-1990年）主要以胎压监测、ESC、道路监测等主动安全产品；第四阶段（2000年-至今），涉及越来越多驾驶辅助、智能座舱、新能源等系统。

 

（五）行业发展驱动因素

1、政策推动行业发展。近些年，我国发布了一系列关于汽车半导体的政策法规，支持汽车半导体行业不断完善产业链，持续实现技术突破。

2、汽车三化加速需求上升。在汽车电动化、智能化和网联化三大趋势驱动之下，当前汽车内半导体含量大幅提升。汽车的智能化、网联化带来的新型器件需求主要在感知层和决策层，包括摄像头、雷达、IMU/GPS、V2X、ECU等，直接拉动各类传感器芯片和计算芯片的增长。

3、汽车智能化趋势驱动单车芯片价值提升。根据中国汽车工业协会数据显示，传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗，电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆，而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。

4、电气化架构推动芯片性能转变。随着车内ECU、传感器数量增加，整车线束成本和布线难度也跟着大幅提升。因此无论是对更强大的算力部署、更高的信号传输效率需求，还是出于车身减重和成本控制的考量，都要求汽车电子电气的硬件架构从传统分布式朝着“集中式、轻量精简、可拓展”的方向转变。

 

 

二、汽车芯片产业链剖析

（一）产业链分析

1、上游。一般为基础半导体材料（硅片、光刻胶、CMP抛光液等）、制造设备和晶圆制造流程（芯片设计、晶圆代工和封装检测）。

2、中游。一般指汽车芯片制造环节，包括智能驾驶芯片制造（GPU芯片、FPGA芯片、ASIC芯片），辅助驾驶系统芯片制造（ADAS芯片）、车身控制芯片制造（MCU芯片）等。

3、下游。包含汽车车载系统制造、车用仪表制造和整车制造环节。

 

（二）上游市场规模分析

1、半导体材料市场规模。预计2022年中国半导体材料市场规模将达127亿美元。

2、芯片设计行业市场规模。已经成为国内半导体产业中最具发展活力的领域之一，预计2022年，市场规模将达4765.2亿元。

 

（三）中游市场规模分析

1、全球市场规模。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。

2、国内市场规模。预计到2025年将达到137亿美元，年均复合增长率达3.03%。

3、传统燃油车各类芯片应用占比情况。根据Strategy Analytics数据，在传统燃油车中，MCU价值占比最高，达到23%；其次为功率半导体，达到21%；传感器排名第三，占比为13%。

4、纯电动车半导体价值分配情况。由于动力系统由内燃机过渡为电驱动系统，传统机械结构的动力系统被电动机和电控系统取代，致使功率半导体使用量大幅提升，占比达到55%，其次为MCU，达到11%；传感器占比为7%。

 

（四）下游市场规模分析

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%。

 

（五）MCU市场需求分析

MCU是将计算机所包含的CPU、存储器、I/O 端口、串行口、定时器、中断系统、特殊功能寄存器等集成在一颗芯片上，将其应用在不同产品里，从而实现对产品的运算和控制。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。

 

三、汽车芯片行业发展现状和趋势

（一）汽车芯片行业发展现状

1、全球市场竞争格局。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。根据Omdia统计，2020年全球前五大厂商包括英飞凌、恩智、瑞萨、德州仪器、意法半导体，前25强中闻泰科技名列第19位，是中国唯一一家上榜的公司。

2、国内竞争格局。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。

3、细分领域。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。

 

（二）车规级半导体自主率低的原因

1、研发周期长。由于车规级半导体对产品的要求高，企业需要较长时间的技术积累和经验沉淀实现技术突破，形成了较高的行业壁垒，并且认证周期和供货周期较长，导致车企与芯片厂商在形成稳定的合作关系后，就很难在原有车型上再次更换供应商。

2、缺少试验平台。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，很难在车规级半导体正常供给的状态下取得突破。

 

（三）发展趋势

1、功能集中已经成为行业发展趋势。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

2、进口替代已经逐步实现。虽然在汽车级半导体仍处于弱势地位，但随着国内上市公司收购整合全球主要半导体企业，比如闻泰科技收购安世半导，韦尔股份收购豪威科技。通过并购叠加内生发展，中国汽车级半导体有望获得大的突破，逐步实现进口替代。

3、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，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。

4、软硬结合、服务能力将成为厂商比拼关键。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。

 

（四）汽车芯片市场规模预测

1、车规级MCU市场规模预测。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。

2、SoC市场规模预测。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。

3、智能座舱芯片市场规模预测。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。芯片本身也将朝小型化、集成化、高性能化的方向发展。

4、自动驾驶芯片发展方向预测。自动驾驶芯片一方面需要满足更高的安全等级，另一方面随着自动驾驶等级的提升，对自动驾驶芯片运算能力的要求也不断提升。自动驾驶芯片会往集成CPU+XPU的异构式SoC方向发展。


 

四、展望

中国汽车电子市场不断增长，但车规级芯片国产化的自主率很低，仍然依赖进口，目前进口芯片率达90%以上。

一个产品开发需要36个月-48个月，产品的寿命周期是10年，还有10年的备件要求，所以，芯片企业普遍认为，进入汽车产业链条有一个很长的周期，需要企业和市场的恒心和毅力。

 

贞光科技深耕汽车电子、工业及轨道交通领域十余年，为客户提供车规MCU、车规电容、车规电阻、车规晶振、车规电感、车规连接器等车规级产品和汽车电子行业解决方案，成立于2008年的贞光科技是三星、VIKING、紫光芯能、基美、国巨、泰科、3PEAK思瑞浦等国内外40余家原厂的授权代理商。获取更多方案或产品信息可联系我们。

 

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