電子行業半年度策略报告:三大成长動能接力,電子行業否极泰来
（一）立异周期刺激需求周期，汽車電動化引领新期間按照台积電 22Q1 事迹會上的数据，公司的收入今朝由极大平台组成，别離是：智妙手機、 HPC、IOT、汽車、DCE、其他。而從平台的增速来看，消费電子显著放缓，而 HPC 和汽車相 關的需求则大幅增加。利用范畴营收占比：智妙手機占比 40%，HPC 占比 41%，物联網占比 8%，汽車電子占比 5%，DCE 占比 3%。從增速来看，智妙手機 qoq+1%，HPCqoq+26%，物 联網 qoq+5%，汽車電子 qoq+26%，DCEqoq+8%。
汽車電動化、智能化将大幅晋升汽車電子的单車價值量，汽車電子信息市场范围有望加 速增加。汽車電子含量显著晋升重要来自于两方面：電動化方面，功率半导體、MCU、傳感器 量價齐升，据 StrategyAnalytics 数据统计，傳统汽車車均半导體本錢约為 338 美金，插混汽車 和纯電動汽車的汽車電子含量增长跨越一倍：插混汽車車均半导體本錢约為 710 美金，重要增 量来自功率半导體。智能化方面，車载摄像頭、雷達、SoC 等芯片需求量大幅增加：主動驾驶 级别每晋升一级，傳感器的需求数目将响應的增长，到 L4/L5 级别，車輛全身傳感器将多達十 几個以上。汽車電動化+智能化+網联化趋向下，汽車電子单車價值量将显著晋升，咱们估计 2020-2030 年汽車全世界汽車電子市场范围的复合增速将保持在 6.5%摆布，估计到 2030 年全世界 汽車電子市场范围将冲破 3,000 亿美元。汽車電子信息有望接力智妙手機成為電子行業成长的 新動力，汽車電子信息财產链迎来黄金成长期，成為将来十年電子行業最大的财產趋向。
我國車企的突起和科技公司的快速浸透，将驱動我國汽車電子财產链快速成长。咱们認 為，因為本土供给链在本錢節制、政策补助上有显著上風，我國車企将優先選擇本土零部件供 應商。跟着我國自立品牌汽車销量的快速增加，我國零部件商有望經由過程技能堆集和范围效應 逐步進入全世界汽車供给链。因為手機等消费電子進入成熟期，科技公司的上遊零部件供给商纷 纷结構汽車電子等高發展范畴，有望經由過程科技公司快速切入汽車電子财產链。 汽車電動化動員单車功率半导體價值量大幅晋升。跟着汽車電動化和智能化的不竭推動， 汽車電子用量增长，驱動汽車功率半导體增加。電動化方面，新能源汽車重要可以分為纯電動 汽車（BEV）和夹杂動力汽車（HEV），今朝两者合计占比跨越 90%，其他類型如燃料電池汽 車占比很小。與傳统汽車比拟，新能源汽車的汽車電子本錢占比大幅晋升。按照 Strategy Analytics 的数据，傳统燃油車的車均半导體用量為 338 美元，而功率半导體仅占 21%，為 71 美元。夹杂動力汽車新增的半导體中 76%是功率半导體，車均增量到達 283 美元，功率半竹東通馬桶,导體 價值為傳统汽車的 4 倍，纯電動汽車中的功率半导體價值量则比夹杂動力汽車中更多，均匀来 看，新能源汽車功率半导體单車價值量是傳统燃油車的约 5 倍。
新能源汽車充電桩的成长将成為功率半导體市场又一首要驱動力。充電桩作為新能源汽 車的配套举措措施，势必跟從新能源汽車成长而成长。据麦肯锡统计及展望，2020 年中美欧新能 源汽車充電需求约為 180 亿千瓦時，估计到 2030 年，陪伴新能源汽車浸透率的晋升，新能源 汽車充電需求将高達 2710 亿千瓦時。2020 年中美欧充電桩数目约為 300 万個，估计到 2030 年增加至 4000 万個，年复合增速约 30%。作為新能源汽車充電桩的焦點零部件，功率半导體 用量将在新能源汽車充電举措措施兴旺需求驱動下大幅增加。今朝充電桩均匀本錢约 3200 美元， 功率半导體约占充電桩本錢 20%，咱们估计将来 10 年充電桩功率半导體增量空間将跨越 200 亿美金。
（二）供需缺口较大，功率半导體國產替换空間廣漠
IGBT 是新能源汽車中焦點功率半导體部件。今朝車用功率半导體中重要用到的是 IGBT 和 MOSFET。MOSFET 又称金属-氧化物半导體场效應晶體管，具备開關速率高、開關消耗小 长處，但傳导消耗很高。IGBT（绝缘栅极雙极型晶體管）是由 BJT（雙极型三极管）和 MOSFET （绝缘栅型场效口香噴劑,應管）構成的复合式半导體，兼具 MOSFET 和 BJT 的长處，具有輸入阻抗高、 导通電压低、高压情况下消耗小等特色，在新能源車中是電驱體系主逆變器的焦點器件，并被 遍及用于辅助功率逆變器（為汽車空调等電子装备供電）、DC/DC 直流斩波電路、OBC（充電/逆變）等。
IGBT 在新能源汽車功率半导體中占比约 8 成，是汽車電動化最受益的细分范畴。据 Yole 及 EV Sales Blog 统计数据显示，2019 年全世界插電式夹杂動力汽車及纯電池電動車共贩賣约 220 万輛，而全世界新能源汽車 IGBT 市场范围约為 6 亿美元，由此可推算今朝新能源汽車中 IGBT 臉部去角質霜,单車均匀價值量约為 270 美元，占单車功率半导體價值量跨越 80%。作為電動化下焦點 受益品種，咱们估计全世界新能源汽車 IGBT 将在将来几年實現快速增加，2025 年市场范围達 到约 50 亿美元。
SiC 基功率器件合用于高压范畴，具备更好的機能，可部門替换 IGBT。第三代半导體材 料以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化锌（ZnO）、金刚石為四大代表。此中，碳化硅的 耐高压能力是硅的 10 倍，耐高温能力是硅的两倍，高频能力是硅的 2 倍。不异電气参数產物， 采纳碳化硅質料可缩小體积 50%，低落能量消耗 80%。利用碳化硅質料替换本来硅基質料， 可實現器件體积更小同時能量密度更大。按照英飞凌数据，比拟于 Si 基質料逆變器，SiC 質料 逆變器具有更低的體积及重量，别離是其 1/三、1/4；同時，Rohm 数据显示，SiC MOSFET 在 現實利用中，開關频率可達 50KHz 以上，是主流 IGBT 開關频率（最高 20KHz）的两倍以上， 能量消耗则是其 27%。SiC 基 MOSFET 凭仗其良好的機能和體积上風有望替换部門 IGBT。
SiC MOSFET 樂成打入高端車型，實現從 0 到 1 的冲破，有望继续成长。第三代半导體 领先企業 Cree、英飞凌和特斯拉、福特、丰田等汽車巨擘都在鞭策 SiC 器件在汽車上的應 用，而且部門高端車型已實現從 0 到 1 的冲破。特斯拉推出第一款集玉成 SiC 功率模块車 型——Model 3，由遮瑕產品,特斯拉及意法半导體配合設計，此車型 SiC 功率模块由英飞凌供给。丰田 汽車在普锐斯和凯美瑞混動車的 PCU 中安装了配合開辟的 SiC 功率半导體，并举行反复驾驶 测试和公路测试。比亚迪推出首款批量搭载 SiC MOSFET 组件的車型——比亚迪汉 EV 四驱 版，SiC 電控综合效力高達 97%以上。
供需缺口较大，功率半导體國產替换空間廣漠。中國功率半导體市场存在较着的供需错配 环境。從需求端来看，据 IDC 统计，中國具有全球最大的功率器件市场，全世界占比高達 39%； 從供應端来看，泰西日厂商盘踞全世界 70%的市场份额，且在 IGBT 和中高压 MOSFET 细分领 域占比超 80%，而大陆厂商仅占约 10%的市场份额，產物以二极管、低压 MOSFET、晶闸管 等低端功率半导體為主。在新能源汽車 IGBT 模块方面，全部市场显現頭部集中态势，CR4 為 83%，海內厂商仅比亚迪、斯達半导及中百家樂賺錢,車期間電气三家企業入围前十大厂商，合计占比约 20%， 國產化率有待進一步晋升。
全世界功率半导體供不该求，加速海內產物导入過程。全世界半导體市场需求强劲，新能源汽 車、手機快充、光伏風電等下流范畴快速增加，動員以 MOSFET 和 IGBT 為代表的功率半导 體需求延续晋升。上遊原質料延续不竭上涨，產能延续紧缺，供貨周期加长，呈現了紧张的供 需失调征象。英飞凌、意法半导體、安森美等主流厂商均呈現了功率半导體產物涨價和交貨周 期耽误的征象，2022Q1 功率半导體、電源辦理 IC 需求仍處于高位，部門功率半导體交貨周期 跨越 1 年，英飞凌、意法半导體、恩智浦等海外功率半导體大厂均表達了對本年功率半导體高 景气的预期，2022 年整年產能已全数排满。中美商業磨擦使得海內企業創建自立可控供给 链意愿加倍强烈，近期功率半导體缺貨的环境也會迫使車企加快海內產物导入，咱们認為海內 功率半导體有望迎来國產替换加快。
海內企業加快结構，SiC 财產链初具雏形。碳化硅的财產链分為衬底、外延和器件环節。 衬底經常使用 Lely 法制造，國際主流采纳 6 英寸晶圆，正向 8 英寸晶圆過渡；海內衬底以 4 英寸 為主，重要用于 10A 如下小電流產物。外延經常使用 PECVD 法制造，海內部門公司可供给 4/6 英 寸外延片。器件范畴國際上 600-1700V 碳化硅 SBD、MOSFET 都已量產，Cree 已起頭结構 8 英寸產線，海內企業碳化硅 MOSFET 另有待冲破，產線在向 6 英寸過渡。碳化硅器件范畴代 表性的企業中，今朝来看在國際上技能比力领先的是美國的 CREE，其笼盖了全部碳化硅财產 链的上下流（衬底-外延-器件），具备焦點的技能。在 SiC 出產利用方面，海內气力也在不竭 强化，华润微于 2020 年 7 月實現海內首条商用 6 寸 SiC 出產線量產，计劃產能達 1000 片/月； 新潔能亦在第三代半导體投入庞大，今朝已把握多项相干專利，并将重點结構新能源汽車利用 范畴，規劃推出 SiC 二极管系列產物。
（三）汽車智能化带来算力需求大幅晋升，计较芯片需求兴旺
陪伴着主動驾驶品级的提高，汽車傳感器的種類和数量愈来愈多，数据量指数级增加，對 算力响應提出更高请求。L1 级主動驾驶仅需小于 1TOPS 的算力，L2 级主動驾驶需大于 10TOPS 的算力，L3 级主動驾驶需大于 100TOPS 的算力，而 L4 级和 L5 级主動驾驶所需的算力跨越 1000TOPS。
車用计较類芯片重要可分為 MCU 和 SoC 芯片。MCU（MicrocontrollerUnit）即微節制单 元，又称单片機，是 CPU、存儲和接口单位的调集，以節制指令運算為主、算力较弱，而 SoC 芯片以智能運算為主，具备更强的算力，重要賣力驾驶功效。 MCU 供需延续紧缺。從今朝的 MCU 渠道代價和交期来看，全世界 MCU 仍然紧缺，海外 大厂交期廣泛在 40 周以上，部門產物處于缺貨状况。因為汽車芯片供给欠缺，交貨期几近没 有改良，一些國際 IDM 已在 2022 年第一季度初将汽車用 MCU 的报價均匀提高了 20%，第 二季度代價依然呈上涨趋向。斟酌到供應端 8 英寸晶圆厂產能紧缺，物流不顺畅，今朝来看总體 市场仍然處于供不该求的状况。
汽車缺芯将為海內企業带来產物导入機遇。竞争款式方面，泰西日厂商處于第一梯队，國 產浸透率极低。据 IHS Markit 统计，2019 年全世界車規级 MCU 市场 CR6 市占率到達 93%。一 方面，車規级 MCU 技能请求高，厂商研發投入大、周期长；另外一方面，出于平安性及靠得住性斟酌，客户認证尺度请求远高于消费和工業级 MCU，海內仅少数厂磋商產中低端產物。受益 于汽車厂商芯片欠缺危機，整車厂着手丰硕其采購渠道，引入新供给商以對冲芯片欠缺危機， 保障其终端產物的出貨規劃。車企供给商一般较為不乱，一旦导入產物，凡是最少能實現 5-10 年不乱供貨期，海內 MCU 企業将迎来新的機會。据 IC Insights 统计及展望，全世界車用 MCU 市场范围 2020 年到達 65 亿美元，估计到 2025 年增加至 88 亿美元，复合增速與到達 6.24%。
汽車架構由散布走向集中，催生對更高集成度的 SoC 芯片需求。傳统汽車散布式架構使 用 ECU 算法，汽車各项功效互相自力，所需算力 MCU 芯片即可知足。而在汽車智能化海潮 下，傳统散布式架構難以知足進级请求，汽車節制集中化已經是大势所趋。各傳统主機厂纷繁加 大對此方面的研發投入，實現路径各不不异，但均向域節制、集中式節制成长。域節制器集成 以前诸多 ECU 的運算處置器功效，一方面临芯片算力的需求大幅晋升，同時也必要域內各控 制部門互相和谐，响應催生了對 SoC 芯片的需求。比拟以 CPU 计较為主的 MCU，SoC 芯片 一般集成為了 CPU、圖象處置 GPU、音频處置 DSP、深度進修加快单位 NPU+內存+各類 I/O 接 口，功效加倍壮大，今朝重要利用于智能座舱與主動驾驶范畴。按照 Global Market Insights 的数据，2019 年的車载 AI 芯片市场范围跨越 10 亿美元，估计到 2026 年将增加至 120 亿美 元，复合年均增加率跨越 35%。按照 Strategy Analytics 展望，ADAS 功效在我國乘用車中渗 透率将從 2019 年的不到 20%提高至 2025 年的 70%以上，主控芯片和计较平台成為汽車智能 化成长焦點，車载 SoC 芯片成為新增市场。
高端 SoC 芯片具备较高的技能壁垒。起首，除算力與架構，将来有竞争力的 SoC 芯片 還需具备较高的功耗比。功耗比即是算力/功耗，今朝車用 SoC 功耗比已經過最初的 1TOPS/W 摆布成长至今朝的 2TOPS/W 摆布，估计将来有竞争力的產物功耗比将向 3TOPS/W 及以上發 展。對算力與功耗比的寻求，就请求利用更先辈的芯片制程，今朝 L1-L3 主動驾驶芯片采纳 28nm 制程便可根基知足请求，而 L4-L5 估计必要利用 7nm 及更先辈制程的芯片。其次，必要 知足更加严酷的車規级認证尺度。主動驾驶直接瓜葛到人的生命平安，是以请求极高的靠得住性 及不乱性，凡是必要完成 AEC-Q100 車規级認证，同時還需得到 ASIL 平安品级認证，ASIL 分 為 A、B、C、D 四個品级，最高品级的 D 级象征着全部體系范畴內单點妨碍率不跨越 1%。此 外，要斟酌软硬件协同及與底层體系的兼容性。SoC 芯片必要與底层體系举行适配，從而同車 厂、零部件供给商协同開辟功效模块，構成基于 SoC、體系、软件的車载生态，機關焦點竞争 力，今朝主流的底层車载操作體系有 Linux、QNX 、Android 等。
今朝，全世界高端車規级 SoC 芯片玩家以傳统芯片與科技巨擘為主。英特尔以收購 Mobileye 的方法切入車規级 SoC 市场，Mobileye 因此摄像頭為主的圖象辨認技能全世界龙頭，公司 EyeQ 系列新品全世界出貨跨越 5000 万片，ADAS 產物已呈現在 27 個汽車厂商旗下 300 款車型中，是 今朝全世界 ADAS 市场的重要引领者。英伟達是全世界 GPU 龙頭，全世界市占率在 70%以上，公司 基于本身在 GPU 方面的上風，不竭推動其產物在汽車智能座舱與主動驾驶方面的利用，并為 車企供给開放性的解决方案，其產物在 L4-L5 高档别主動驾驶方面居于全世界领先程度。特斯拉 不竭加大本身在智能驾驶方面结構，其旗下產物 FSD 功效不竭丰硕、機能不竭增强，FSD 售 價延续提高，而且特斯拉正摸索 FSD 新的贸易模式，向定阅辦事看齐。华為作為國產科技引 领者，以主瘦身食品,動驾驶體系焦點零部件及解决方案赋能車企，打造华為汽車生态，今朝車载 SoC 方 面，公司在智能汽車范畴重要有 Ascend 310 和 Ascend 910 芯片，和搭载自研芯片的智能驾 驶计较平台 MDC600 和 MDC300，计较能力可以笼盖從 ADAS 到 L5 的全赛道。高通作為消 费電子芯片巨擘，依靠 Snapdragon Ride 平台在全世界汽車制造商和一级供给商的支撑下稳步發 展，凭仗出色算力機能表示，同時具有高度的可扩大性，知足定制化需求，渐渐實現對座舱電 子和主動驾驶芯片的浸透。
傳统汽車芯片企業也在向主動驾驶 SoC 芯片浸透。全世界汽車半导體龙頭瑞萨，结合整車 厂互助火伴，凭仗其傳统產物研發技能堆集，增强對高性價比、高算力芯片產物投入，今朝已 公布其最新產物 R-CAR H3，重要用于智能座舱。恩智浦公布旗下旗舰平安汽車高機能计较開 發平台全新扩大版本——BlueBox 3.0，為汽車制造商供给软件利用開辟、驗证，帮忙設計职員 加速體系開辟周期和上市速率。咱们認為傳统汽車芯片企業在車規認证、平安性、車企互助方 面具有必定上風，可是在 SoC 芯片软件開辟及软硬件耦合解决方案方面其實不具有上風。
海內草創公司加快突起。地平線是海內第一家實現車载 SoC 芯片前装量產的厂家，公司 已與國表里顶级 Tier1 和 OEM 開展互助，如长安、红旗、奥迪、上汽、廣汽、比亚迪、佛吉 亚、博世等。公司征程 二、征程 3 芯片已實現量產，2021 年還會推出旗舰级的征程 5 芯片，其 算力靠近 100TOPS，而将来征程 6 芯片的计劃算力為 400TOPS，将采纳車規级 7nm 制程工藝， 規劃于 2023 年推出。黑芝麻于 2016 年在上海建立，今朝已與比亚迪、滴滴、一汽、蔚来等建 立互助瓜葛。今朝公司拟已公布了 3 款主動驾驶芯片，合用于分歧品级的驾驶辅助和主動驾驶 功效，此中西岳二号 A1000 芯片算力可到 70 TOPS，功耗约 8W。
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