集微咨詢（JW insights）認為：

- 排除疫情因素，在上游供應(yīng)商持續(xù)加大供應(yīng)的情況下，汽車芯片供應(yīng)鏈可能要延后到2023年才能恢復(fù)。汽車電動化超預(yù)期發(fā)展將是造成汽車芯片供需平衡延后的主要原因；

- 功率器件將成為汽車電動化的直接受益者，SiC同步受益加速上車，推進技術(shù)成熟度和市場普及度；

- 智能駕駛對感知芯片的驅(qū)動增長日益明顯，單車用量將從L1級的2顆提升至L4/L5級的20顆；并隨著汽車智能化滲透率的提升而持續(xù)增加，預(yù)計到2030年，中國車載AI SoC芯片市場規(guī)模突破100億美元。

新能源汽車超預(yù)期發(fā)展，或提前3年達成目標

目前，汽車電動化、智能化已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，中國、歐洲都是這一路線的堅定踐行者，而美國拜登政府也推出了2萬億美元基建刺激計劃，其中，新能源汽車產(chǎn)業(yè)是其重點發(fā)展方向之一；另外，日本、韓國、印度等國家和地區(qū)也在開始發(fā)力汽車電動化及智能化進程。這意味著，全球主要汽車產(chǎn)銷國家和地區(qū)，都已加入到汽車電動化變革的前沿陣地中來。

其中，中國仍將繼續(xù)成為全球汽車電動化、智能化的排頭兵。根據(jù)原規(guī)劃，預(yù)計我國到2025年，新能源汽車滲透率將達到20%，以目前我國每年汽車銷量計算，即我國2025年新能源新車銷量約為500萬輛。不過，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度顯然超出了預(yù)期，20%的滲透率正在加速到來。

今年前11個月，我國新能源汽車累計銷量為302.3萬輛，同比增長167.4%；新能源乘用車累計銷量為286.9萬輛，同比增長178%。其中，11月份我國新能源汽車銷量為45萬輛，滲透率為17.84%；新能源乘用車銷量為42.7萬輛，滲透率已達到19.48%，或?qū)⒂?2月份達到20%。

而從歷年數(shù)據(jù)看，從2021年開始，我國新能源汽車銷量進入爆發(fā)增長期，其新車銷量比重已從2020年的5.4%提升至2021年的12.74%，預(yù)計2022年全年銷量滲透率接近或達到20%，對應(yīng)的新能源汽車銷量也有望超過510萬輛，集微咨詢（JW insights）分析認為，無論滲透率還是銷量，新能源汽車市場有望提前3年達成目標。

根據(jù)近兩年發(fā)展趨勢，預(yù)計至2025年，我國新能源汽車滲透率將有望提升到46%左右，新能源汽車新車銷量也有望達到1380萬輛左右，成為汽車市場的主要增長極，而傳統(tǒng)燃油車的銷量則快速下滑，預(yù)計將從2020年的2394.4萬輛下滑至2025年的1600萬輛左右。在新能源汽車帶動下，我國汽車總銷量也將恢復(fù)增長態(tài)勢，預(yù)計到2025年銷量將超過2017年2900萬輛的峰值，達到3000萬輛左右。

汽車芯片需求量激增，或?qū)⒁l(fā)新的短缺情況

汽車芯片種類繁多，整體來看，主要有8大類：高性能計算芯片（AI芯片/GPU）、微控制器（MCU）、存儲芯片（DRAM/Flash）、CMOS圖像傳感芯片、顯示驅(qū)動芯片、模擬芯片（包括無線通訊的功率放大器、音頻放大器、傳感器等）、功率元器件、傳感芯片（壓力、流量、慣性、濕度、紅外等）。

隨著汽車電動化的加速，汽車所需要的芯片數(shù)量越來越多。中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)燃油車所需汽車芯片數(shù)量為600-700顆/輛；而電動車所需的汽車芯片數(shù)量將提升至1600顆/輛，時下理想汽車新一代車型的芯片需求量已達到1700顆/輛，是原來的3倍。

如果是更高級的智能汽車，對芯片的需求量將有望提升至3000顆/輛，即汽車智能化程度越高，對汽車芯片的需求數(shù)量越高。相應(yīng)的，汽車芯片的平均價值量也將從傳統(tǒng)燃油車的370美元/輛提升至電動車的1000美元/輛，其中，高端電動車的半導(dǎo)體價值量已提升至1500美元/輛，未來有望提升至2300美元/輛以上。

Gartner數(shù)據(jù)顯示，在新能源汽車領(lǐng)域，輕度混合動力汽車的半導(dǎo)體價值量平均為475美元/輛，插電式混合動力汽車為740美元/輛，純電動車型為750美元/輛。Gartner同時預(yù)測，全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模將從2020年的387億美元增至2025年的826億美元，復(fù)合年增長率為16.4%。

汽車電動化變革，對半導(dǎo)體器件的需求也與傳統(tǒng)燃油車有所不同，將側(cè)重于電源、功率轉(zhuǎn)換、智能計算等領(lǐng)域；同時，電動化也在加速汽車智能化的發(fā)展，對汽車感知芯片的需求量也有別于燃油車，都將會給汽車半導(dǎo)體市場帶來新的挑戰(zhàn)與機遇。

而當下，汽車芯片仍處于短缺狀態(tài)，在新能源汽車超預(yù)期發(fā)展背景下，如果市場供應(yīng)端跟不上市場需求，汽車半導(dǎo)體市場或?qū)⒑芸斐霈F(xiàn)新的短缺情況。

MCU重在升級替代，單車增量不明顯

未來幾年汽車銷量逐年恢復(fù)并超越2017年的銷量水平，但并不是所有的車規(guī)級芯片產(chǎn)品都會出現(xiàn)激增情況。MCU就是其中之一，該芯片也是構(gòu)成ECU、VCU、DC的核心部分，但根據(jù)Gartner分析數(shù)據(jù)，單輛車對MCU的需求量并不會隨著汽車電動化、智能化的增加而出現(xiàn)明顯增加。

MCU的功能，主要集中在車身控制、電池管理系統(tǒng)、汽車照明等領(lǐng)域。未來，傳統(tǒng)8位MCU、16位MCU將通過遷移到32位MCU并從汽車中移除，而集成度更高、功能更強大的32位MCU將成為主流，因此，電動化帶來的MCU增量將會被32位MCU所抵消掉一部分。

同時，未來大部分駕駛功能將由汽車HPC（High Performance Computing，高性能計算集群）控制。現(xiàn)在，一輛車上有70到100個ECU，每個ECU（包括其中的MCU）控制一個特定的駕駛功能；然而，這種分布式計算體系結(jié)構(gòu)將被更集中的HPC體系結(jié)構(gòu)所取代。

因此，集微咨詢（JW insights）分析認為，未來單車MCU用量增量有限，且存在下降可能。而未來帶來MCU需求量增加，一是受益車載傳感器的增加，帶動MCU用量增加；二是來自于汽車銷量的增加。事實上，目前全球汽車銷量整體穩(wěn)中有降，伴隨電動化變革銷量將會有所抬頭，但不會帶來整體銷量的激增。

集微咨詢（JW insights）預(yù)計，單車MCU用量將在2025年達到峰值，接下來，隨著汽車智能化、控制集中化發(fā)展，車規(guī)級MCU的用量將會開始逐步下降至目前水平。不過，由于單價更高的32位MCU應(yīng)用比例繼續(xù)提升，汽車MCU整體市場規(guī)模仍將處于持續(xù)增長趨勢，預(yù)計將從目前的59.16億美元提升至2024年的88.78億美元。

其中，國內(nèi)部分，國產(chǎn)替代將是未來發(fā)展主旋律，目前車規(guī)級MCU國產(chǎn)化率約為5%，隨著比亞迪電子、杰發(fā)科技、芯旺微、國芯科技、芯海科技、兆易創(chuàng)新、北京君正、紫光國微、中穎電子等本土企業(yè)的發(fā)力，國產(chǎn)化率有望在未來幾年得到飛速提升。而目前所說的汽車芯片緩解，主要是車規(guī)級MCU供應(yīng)鏈恢復(fù)供需平衡，有望在2022年底實現(xiàn)。

IGBT將成電動化增長極，年復(fù)合增速達58.8%

以電動車為代表的新能源汽車，電氣化管理成為了汽車變革的主要變量，隨之而來的是，汽車電動化后，熱管理系統(tǒng)、充電逆變系統(tǒng)、電機驅(qū)動控制系統(tǒng)等將會新增大量功率器件需求，IGBT則成為了汽車電動化的主要增量芯片。

IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管)是由BJT和MOSFET組成的復(fù)合功率半導(dǎo)體器件，既有MOSFET的開關(guān)速度快、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、驅(qū)動功率小、開關(guān)損耗小的優(yōu)點，又有BJT導(dǎo)通電阻低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點，在全車交直流轉(zhuǎn)換、功率調(diào)控、車載空調(diào)等方面均有應(yīng)用。

據(jù)了解，IGBT及IGBT模塊在新能源汽車成本結(jié)構(gòu)中，占驅(qū)動系統(tǒng)的比重已達50%，占全車成本的比重也高達8-10%，是新能源汽車中，成本最高的單一元器件。

根據(jù)Omdia 2020年報告顯示，2019年中國車用IGBT市場規(guī)模為2.8億美元。而隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)超預(yù)期增長，對車規(guī)級IGBT的需求量也進入了爆發(fā)階段。

2019年比亞迪電機驅(qū)動控制器用IGBT模塊全球排名第二，僅次于英飛凌，市場占有率18%，在國內(nèi)廠商中排名第一。即便如此，比亞迪還是無法自給自足。2020年，比亞迪新能源汽車銷量為18.97萬輛；而2021年前11個月新能源汽車銷量已達50.98萬輛，同比增長近2倍；同時，根據(jù)比亞迪預(yù)測，明年其新能源汽車銷量將達150萬輛。

而供應(yīng)端，2018年-2020年，比亞迪半導(dǎo)體功率模塊的產(chǎn)量分別為140.57萬個、92.1萬個、100.83萬個，整體處于下降趨勢，而其汽車產(chǎn)銷量卻出現(xiàn)逐年翻倍增長的情況，顯然，比亞迪出現(xiàn)了IGBT供應(yīng)短缺情況，2022年這一情況將會變得更為凸顯。

為解決自身產(chǎn)量不足的問題，近日，比亞迪正式向士蘭微下單車規(guī)級IGBT，訂單金額達億元級，同時向斯達半導(dǎo)、時代電氣、華潤微等具備車規(guī)級IGBT生產(chǎn)能力的本土企業(yè)下單，開始為明年布局，保障激增的新能源汽車生產(chǎn)對IGBT的需求。

同時，其他汽車品牌也在積極布局功率器件，其中，東風汽車旗下智新半導(dǎo)體的IGBT生產(chǎn)線已完全進入自動化生產(chǎn)流程，一期年產(chǎn)能為30萬只，二期建成后，年產(chǎn)能將達到120萬只。目前日產(chǎn)量穩(wěn)定在150只左右，產(chǎn)品已應(yīng)用于東風風神、嵐圖等自主品牌車型。

隨著新能源汽車繼續(xù)增量，國際大廠也出現(xiàn)了產(chǎn)能短缺情況，這讓包括小鵬汽車等本土主機廠開始尋求導(dǎo)入本土IGBT產(chǎn)品，以滿足汽車生產(chǎn)需求。

根據(jù)目前新能源汽車超預(yù)期增長趨勢預(yù)測，IGBT將成為汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域需求量最大的類別，國內(nèi)市場規(guī)模預(yù)計將從2019年的2.8億美元增長至2025年的29.74億美元，年復(fù)合增速達58.8%。

而國內(nèi)、國際大廠產(chǎn)能顯然未能跟上市場增量需求，預(yù)計2022年全球市場將出現(xiàn)IGBT供應(yīng)短缺情況。

整體看，IGBT功率器件國產(chǎn)化率已達30%，不過本土優(yōu)質(zhì)廠家并不多，未來市場仍以比亞迪、時代電氣、斯達半導(dǎo)3家企業(yè)為代表，其中比亞迪受限自身需求，不僅無法外供，還需要本土同行供應(yīng)。不過，受市場景氣，華潤微、士蘭微、捷捷微電、聞泰安世半導(dǎo)體、華虹半導(dǎo)、新潔能、韋爾股份、宏微科技、臺基股份等一批本土企業(yè)將加速成長，或?qū)⒊蔀閲a(chǎn)替代新主力。

功率器件迎換擋升級新機遇，SiC與新能源汽車相互成就

第三代半導(dǎo)體SiC具有禁帶寬度大、擊穿電場強度高、電子遷移率高、熱導(dǎo)電率大、介電常數(shù)小和抗輻射能力強等特點，具有強大的功率處理能力、較高的開關(guān)頻率、更高的電壓驅(qū)動能力、更小的尺寸、更高的效率和更高速的散熱能力。

在電驅(qū)動領(lǐng)域，SiC可幫助減小80%以上電驅(qū)動控制器體積；在車載DC/DC中，SiC功率器件可降低整個系統(tǒng)的重量和體積（縮小40%~70%）；在充電模塊中，SiC器件可實現(xiàn)充電系統(tǒng)高效化、小型化和高可靠性。

這些優(yōu)勢，讓SiC迅速在新能源汽車領(lǐng)域得到應(yīng)用，其中，比亞迪憑借自身的研發(fā)能力，已成為全球首家、國內(nèi)唯一實現(xiàn)SiC三相全橋模塊在新能源汽車電機驅(qū)動控制器中大批量裝車的功率半導(dǎo)體公司，其SiC模塊內(nèi)阻、最高結(jié)溫優(yōu)于國際主流廠商。如在比亞迪漢EV車型中，就采用了1個750V/820A六合一SiC模塊，單車價值約為1.1萬元。特斯拉也是SiC的積極擁躉者，其Model 3并聯(lián)24個650V/800A SiC單管，單車價值約為5000元。小鵬汽車等造車新勢力同樣在積極導(dǎo)入SiC產(chǎn)品，目前正著手導(dǎo)入800V高壓SiC平臺，一旦上車，將讓小鵬汽車具備充電5分鐘、續(xù)航200公里的能力。值得注意的是，Tire 1供應(yīng)商博世，經(jīng)過2年籌備，其碳化硅芯片已于2021年12月進入規(guī)模化量產(chǎn)階段，第二代碳化硅芯片也將于2022年投入大規(guī)模量產(chǎn)，將加速全球SiC上車進程。

可以預(yù)見，在主機廠著力于解決電力充放效率、提高充電速度（高壓快充）、加大續(xù)航里程的需求下，SiC取代硅基器件已成為新能源汽車的又一新趨勢。

根據(jù)TrendForce統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預(yù)估2025年全球電動車市場對6英寸SiC晶圓需求可達169萬片。另根據(jù)Yole和Omdia數(shù)據(jù)，2020年底，SiC電力電子市場規(guī)模約為7.03億美元，到2025年SiC電力電子市場規(guī)模將超過30億美元，5年平均年復(fù)合增長率超過34%，其主要驅(qū)動力為新能源汽車和消費電子。

眾所周知，第三代半導(dǎo)體主要包括碳化硅（SiC）、氮化鋁（AlN）、氮化鎵（GaN）、金剛石、氧化鋅（ZnO）等，不過，SiC憑借更成熟的技術(shù)，率先獲得上車應(yīng)用，而基于SiC開發(fā)的功率器件應(yīng)用領(lǐng)域不局限于新能源汽車，在充電樁領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，特別是高壓充電技術(shù)的普及，將助推SiC器件市場規(guī)模的持續(xù)擴大。

本土企業(yè)已在加速SiC襯底、外延和器件方面的布局。其中，SiC襯底材料廠商主要有露笑科技、天科合達、山東天岳、斯達半導(dǎo)體、華潤微、揚杰科技、泰科天潤等；外延片企業(yè)包括天域半導(dǎo)體、中電科13所/55所、江蘇元佳等，IDM/模塊企業(yè)則包括三安光電、比亞迪、聞泰科技、華潤微、士蘭微、斯達半導(dǎo)、揚杰科技、株洲中車、泰科天潤、廈門芯光潤澤、瞻芯電子、新潔能等。

SiC潛力巨大，但此前發(fā)展一直受到成本、技術(shù)限制，集微咨詢（JW insights）分析認為，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，給SiC的發(fā)展帶來了新機遇，有望獲得規(guī)模化導(dǎo)入，而規(guī)模化應(yīng)用又將推進SiC技術(shù)的成熟以及成本的快速下降，為SiC進一步發(fā)展掃清障礙，并為SiC普及以及向新能源汽車以外領(lǐng)域延伸提供良好條件。

根據(jù)CASA統(tǒng)計報告，基于SiC的650V SBD和650V FRD價格已分別從2017年的4.1元/A、1.5元/A，快速下降到了2020年底1.58元/A、0.42元/A；1200V SBD和1200V FRD價格也分別從2017年的6.55元/A、2元/A，快速下降到了2020年底3.83元/A、0.86元/A。

存儲芯片占比將提升至12%，年復(fù)合增速達17%

汽車智能化發(fā)展，將帶來存儲市場的快速增長，特別是AI功能的持續(xù)豐富，以及車載監(jiān)控等感知數(shù)據(jù)的不斷增加，都加大了汽車存儲需求的增加。

根據(jù)IHS統(tǒng)計數(shù)據(jù)，存儲芯片占汽車半導(dǎo)體市場的份額將從2019年的8%提升至2025年的12%，市場規(guī)模也將由2019年的33.6億美元提升至2025年的81.5億美元。

不過，目前車規(guī)級存儲市場主要由國際企業(yè)所壟斷，隨著普冉股份、長江存儲、長鑫存儲、東芯股份、聚辰股份、北京君正、兆易創(chuàng)新等本土企業(yè)加大汽車市場布局，有望分一杯羹。

感知芯片強勢發(fā)力，L2/L3級自動駕駛成增量新藍海

汽車的感知類型很多，所需要的半導(dǎo)體器件也很多，如CIS、MEMS、電流傳感器、磁傳感器、陀螺儀、VCSEL芯片和SPAD芯片（用于激光雷達）等，而根據(jù)目前的智能駕駛設(shè)計方案，視頻、激光雷達等已成為大感知融合的重要組成部分，也將是汽車重要的半導(dǎo)體增量市場。

與傳統(tǒng)燃油車相比，新能源汽車及智能汽車對感知芯片的需求量大幅上升，L1級單車只需要搭載2顆感知芯片；L2級需要搭載6顆感知芯片，而到L3級則需要搭載多達8顆感知芯片；至L5級，這一需求量已提升到20顆。

麥肯錫數(shù)據(jù)顯示，至2025年，我國L0、L1、L2、L3、L4/5級智能汽車的滲透率分別為15.00%、33.00%、39.00%、10.00%、3.00%，據(jù)此計算，我國智能汽車對感知芯片的增量需求將從2021年的4300萬顆，增長至2025年的1.56億顆，其中，L2級、L3級將成為拉動感知芯片增長的主要驅(qū)動力，待L4/L5級自動駕駛汽車起量后，將成為新的增長極。

全球市場方面，根據(jù)Gartner統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年，全球L3級及以上智能汽車的年增量為38.8萬輛，至2025年將達到120.7萬輛，并有望于2029年達到254.1萬輛。如果以L3級需求量為計算基數(shù)，則該部分智能汽車到2025年對感知芯片的需求量將達1000萬顆，不過，L4、L5級自動駕駛汽車增量非常緩慢，預(yù)計要到2030年前后，才會開始進入快速發(fā)展階段，這也使得未來幾年L3級及以上級別智能汽車對感知芯片的增速保持相對平穩(wěn)。

同時，智能汽車的增長，也將帶來車規(guī)級AI芯片需求量的增長。不過，不同自動駕駛等級對AI SoC芯片的需求價值量不一樣。根據(jù)麥肯錫預(yù)測，至2025年，L1級單車AI SoC芯片價值量為69美元，L2級為190美元/輛，L3級為685.9美元/輛，L4/L5級為1487.9美元/輛。

麥肯錫據(jù)此分析認為，2025年全球車載AI SoC芯片的市場規(guī)模為160億美元，其中中國市場為55.2億美元；到2030年，全球車載AI SoC芯片的市場規(guī)模將達303.4億美元，其中中國市場規(guī)模為104.6億美元。

需要說明的是，在AI芯片領(lǐng)域，目前仍以歐美企業(yè)為主導(dǎo)，本土企業(yè)布局發(fā)力，其中以華為、吉利、黑芝麻、地平線、芯馳科技等企業(yè)走在行業(yè)前沿，但較英偉達、英特爾等國際巨頭來說，仍處于起步階段。

華為在《智能世界2030》報告中指出，到2030年，車載算力將超過5000 TOPS，這也預(yù)示著，未來智能汽車對算力的需求量非常高，而目前本土車載AI芯片的算力仍普遍處于100 TOPS以下的較低水平，面臨的突圍壓力仍非常大。

不過，與其他傳統(tǒng)芯片相比，國內(nèi)外車規(guī)級AI芯片整體處于同一起跑線上，給了更多企業(yè)入局的機會。其中，主機廠為了掌控未來智能汽車的話語權(quán)，正在加大自研芯片投入，截至目前，已有特斯拉、吉利汽車、零跑汽車等車企開發(fā)出專屬AI芯片，寒武紀等本土AI芯片企業(yè)也開始布局車規(guī)級市場。

事實上，受去年底延續(xù)至今的全球汽車芯片短缺行情影響，各汽車品牌已經(jīng)在籌劃研發(fā)包括MCU、AI SoC、IGBT在內(nèi)的汽車芯片，集微咨詢（JW insights）統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，豐田、大眾、特斯拉、比亞迪、吉利、上汽集團、東風集團、北汽、福特、通用、現(xiàn)代等全球知名主機廠均已在布局汽車芯片，而隨著汽車智能化持續(xù)推進，他們未來將對汽車芯片加大投入，不斷提升各自市場風險抵抗能力。

另外，車規(guī)級CMOS圖像傳感器也是汽車智能化發(fā)展進程中，增量需求非常明顯的細分領(lǐng)域。根據(jù)Omdia統(tǒng)計，2019年全球車規(guī)級CMOS圖像傳感器市場規(guī)模為9.3億美元，預(yù)計2024年市場規(guī)模為38.1億美元，年均復(fù)合增長率達到32.7%；韋爾股份、格科微、思特威、比亞迪等本土企業(yè)也將受益成長。（薩米）

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