相關機構預計，2025 年我國新能源汽車銷量在 500 萬輛左右。汽車半導體在整車成本的占比 將會從 2000 年的 18%飛速增長到 2030 年的 45%。其中新能源汽車發展最為迅速，預計 2025 年中國新能源半導體中功率半導體價值量約 124 億元，主要為 IGBT 約為 31 億元， MOSFET 約為 43 億元。微控制器 MCU 價值量約為 98 億元，其中，8bit MCU 約為 9 億元， 16bit MCU 約為 12 億元，32bit 約為 65 億元。傳感器領域中，毫米波雷達 150 億元，(長 距離 50 億，中短距離 100 億元)激光雷達 43 億元，超聲波雷達 72 億元，攝像頭 100 億 元。汽車新能源化帶來的價值和量有望同步升級，汽車半導體企業將深度受益于 相關產業擴張所帶來的市場機遇。

 

 

從傳統燃料汽車到新能源汽車，半導體在汽車領域的占比逐年增加，汽車含硅量逐步提升。 在市場規模基數不斷擴大的基礎上，中國“十三五”乘用車市場保持中低速增長態勢，預 計復合增長率為 6%，2020 年年銷售將達到 2895 萬輛。雖然乘用車銷量增長速度緩慢，但 是新能源汽車保有量持續上升，市場處于較快發展階段。以我國為例，中國新能源汽車行 業在過去幾年內經歷了飛速的發展，正在從萌芽期向成長期邁進，其保有量在 5 年間增長 了 9 倍有余。當前，由于科技和產業變革，新能源汽車已經成為汽車產業轉型升級的中堅 力量，新能源汽車行業也迎來了前所未有的發展機遇。按照國家規劃的發展愿景，2025 年 新能源汽車銷量有望突破 500 萬輛，保有量將在 2000 萬輛左右。預計到 2030 年，汽車電子在整車中的成本占比會從 2000 年的 18%增加到 45%，這是個不斷攀升的過程。這 也就為涉足汽車領域的電子及半導體企業提供了莫大的機遇。汽車新能源化帶來 的價值和量有望同步升級，汽車半導體企業將深度受益于相關產業擴張所帶來的市場機遇。

 

汽車電子所展現的顛覆性趨勢不可小覷，智能網聯和新能源汽車的加速滲透，國際龍頭企 業的紛紛布局入場，汽車半導體的價值和量有望同步升級。

 

 

新能源汽車的定義:指的是采用非常規車用燃料作為能源，或者是使用常規車用燃料，但是同時采用新型車載動力裝置地新型汽車。主要包括純電動汽車、混合動力汽車、氫能動力汽車、燃料電池汽車、太陽能汽車等。

 

按照國家規劃的發展愿景，2025 年我國新能源汽車銷量有望突破 500 萬。整體而言， 我國新能源汽車行業仍處于發展初期，發展潛力大。2020 年 11 月 2 日，國務院辦公廳 印發了 《 新能源汽車產業發展規劃 》 ，提出了到 2025 年新能源汽車新車銷售量達到 汽車新車銷售總量的 20% 左右的發展愿景。在此愿景下，新政策有望持續出臺以推動新 能源汽車行業快速發展。同時未來幾年也將迎來新的換購周期，大量國 3 、國 4 排放標 準的車輛也將面臨更新換代，部分限購城市新能源汽車或將存在較大發展空間。

 

 

汽車半導體是汽車電子控制系統與車載電子電器系統的總稱，應用領域可分為發動機電子、底盤電子等六大系統，其中信息娛樂與網聯系統、自動駕駛系統技術迭代最為迅速。

 

電子控制裝置主要是汽車動力、駕駛控制等系統組成，后者通常與通信、娛樂設備相關， 汽車電子根據功能可分為車身控制系統(ECU)、安全系統、娛樂設備、底盤控制、高級駕 駛輔助系統(ADAS)等，每個系統需要通過半導體器件實現相關功能，包括存儲器、傳 感器、光電器件、射頻器件、功率器件等。我們認為，汽車半導體市場將是近年來發展最 快的 IC 芯片應用市場之一。而其中受益于新能源汽車的滲透率提升，價值量和出貨量的 雙重疊加增長驅動將格外顯著。

 

 

汽車電子產業鏈主要由三個層級構成:上游為電子元器件，中游為系統集成商，下游為整 車制造廠，其中其中上游包括 Tier2 和 Tier3，其中 Tier2 廠商負責提供汽車電子的相關核 心芯片及其他分立器件。新能源汽車半導體中，功率半導體，微處理器和傳感器為需求量 最高的三部分。

 

 

新能源汽車半導體的增長兩大原因是因為中國對原油的需求過高以及環保形勢嚴峻。“新 四化”(電動化，智能化，網聯化和共享化)是汽車產業可持續發展的必然選擇。面對日 趨嚴峻的環境保護和國家能源安全問題，向“新四化”方向轉型的汽車產業將能提供有效 解決方案，同時，“新四化”也將作為汽車產業可持續發展模式的重要補充。

 

“新四化”成產業轉型方向，產業引領政策相繼出臺。汽車產業作為國民經濟的重要支柱 之一，受多重因素影響，其產業發展形勢預期將愈發嚴峻，而面對“新四化”所帶來的產 業潮流，國家相繼出臺多項政策支持產業向智能網聯、電動共享方向發展。“新四化“的 交匯融合將給汽車半導體市場帶來前所未有的發展契機。“新四化”持續拓寬汽車應用場 景，推動汽車從傳統出行工具發展成為新一代智能終端，而其中諸多功能的實現都將基于 汽車半導體系統。此外，消費者安全、便利、省時需求進一步刺激新能源汽車半導體發展。

 

 

從前瞻產業研究院調研數據中可以看到，在 2019 全球十大 NEV 產商中中國廠商占據四席， 新勢力提供商也表現亮眼。但是設計領域因為涉及到汽車認證等嚴苛的行業標準，國內具 備新能源車設計的公司尚缺乏，同時看到在制造領域國內初步具備了制造能力，但仍需進一步提升關鍵工藝水平與良率。

 

從下圖可以看到，2018 年全球 Fabless 芯片設計產業產值規模達到 1084 億美金，全球主 要芯片設計廠商 69%在美國，中國占比 12%。2018 年國內共有 1698 家 IC 設計企業，企業 營收規模過億的企業僅 208 家，其他大部分公司處于起步階段。

 

半導體制造是我國芯片產業的嚴重薄弱環節，從原材料、生產設備到制造工藝，與國外同 行存在較大差距。尤其生產設備，當前嚴重依賴國外廠商，短期內難以實現自給。2018 年我國在全球晶圓代工市場規模占比僅為 10%。

 

 

2019 年全球前十大 NEV 廠商合計市場份額接近在 60%以上。其中國內廠商占到 4 位。

 

2019 年特斯拉憑借三款車型近 37 萬輛的亮眼戰績繼續摘得年度冠軍頭銜。12 月單月表現 來看，特斯拉交付 6.3 萬輛，是排名第二的北汽新能源近兩倍。

 

從銷量增速來看，特斯拉、大眾集團及現代起亞的銷量表現亮眼，同比增速均超過 50%。

 

 

2021 年 1 月 3 日，蔚來公布 2020 年 12 月及全年交付數。數據顯示，蔚來 12 月共交付新 車 7,007 臺，連續第五個月創品牌單月交付數新高;其中 ES8 交付 2,009 臺，創上市以來 交付量新高;ES6 交付 2,493 臺;EC6 交付 2,505 臺，同樣創上市以來交付量新高。至此， 蔚來 2020 年全年交付量達 43,728 臺，自 2018 年 6 月至今共交付 75,641 臺。

 

理想憑借理想 ONE 一款車型，在 2020 年 11 月共交付了新車 4646 輛，再度創下了單月交 付量記錄。2020 年 1-11 月，理想 ONE 已累計交付了 26,498 輛新車。

 

2021 年 1 月 4 日，小鵬汽車公布了 2020 年 12 月及全年交付成績，12 月總交付量達到 5,700 臺，創歷史新高，小鵬 P7 單月交付量 3,691 臺，小鵬 G3 單月交付 2,009 臺，均創 2020 年交付量新高。2020 年累計交付 27,041 臺。

 

 

2018 年全球 Fabless 芯片設計產業產值規模達到 1084 億美金，中國大陸企業占比為 12%。 2018 年國內共有 1698 家 IC 設計企業，企業營收規模過億的企業僅 208 家，其他大部分公 司處于起步階段。

 

 

全球主要芯片制造廠商 66%在中國臺灣，大陸占比 10%。半導體制造是我國芯片產業的嚴 重薄弱環節，從原材料、生產設備到制造工藝，與國外同行存在較大差距。尤其生產設備， 當前嚴重依賴國外廠商，短期內難以實現自給。2018 年我國在全球晶圓代工市場規模占比 僅為 10%。

 

受到疫情影響，海外規模較大的晶圓廠和封測廠陸續宣布停產，造成全球半導體缺貨嚴重。國內大部分中高端以上的汽車廠家都面臨停產的風險。所以汽車芯片進口替代，刻不容緩。

 

 

新能源汽車區別于傳統車最核心的技術是“三電”系統，主要是指電機、電池、電控。和 燃油發動機的汽車相比，純電動汽車使用電動機代替了燃油車的柴油/汽油發動機;以電池 組代替了燃油，為電動機提供動力;其中還有一個最主要的部件就是電控系統，電控系統 由電池管理系統和控制系統構成，管理電池組和控制電池的能量輸出以及調節電動機的轉 速等，是連接新能源電池和電機的重要中間載體。

 

功率半導體控制了整個電動汽車的動力系統，電控接受整車控制器的指令，進而控制驅動 電機的轉速和轉矩，以控制整車的運動，相當于發動機。功率半導體器件包括了 MOSFET、IGBT(絕緣柵極晶體管)等，主要用于電能變換和電能控制電路的大功率電子器件。其中 IGBT 既有 MOSFET 器件驅動簡單快速的優點，又具有雙極型功率器件功率容量大的優點， 主要用于變流系統:如牽引傳動、電機控制、變頻器、開關電源、照明電路等，是其能源 變換與傳輸的核心器件、是電機控制的“CPU”。IGBT 占汽車電機控制成本的 37%左右，目 前國內基本依賴進口，關鍵技術被國外公司壟斷，成本較高。

 

另外，目前基于 Si 材料的器件性能已經逼近于理論極限，而基于 SiC 材料的功率型器件正 在急速發展，處于發展的前期，其強大的系能將對電動汽車的電機驅動系統系能帶來改變。

 

 

IGBT2017 約占全球功率半導體市場的 25%，我們估算 IGBT 占中國 2025 年新能源半導體汽車功率半導體的 25%。IGBT在中新能源汽車2025年的價值量=功率半導體的價值量*25%=123億元*25%=31億元MOSFET價值量分析:

 

MOSFET 約占全球功率半導體市場的 35%，我們估算 MOSFET 占中國 2025 年新能源半導體 汽車功率半導體的 35%。

 

MOSFET在中新能源汽車2025年的價值量=功率半導體的價值量*35%=123億元*35%=43億元。

 

 

IGBT 是 Insulated Gate Bipolar Transistor 的縮寫，即絕緣柵雙極型晶體管。它是由 BJT 和MOSFET 組成的復合功率半導體器件，既有 MOSFET 的開關速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關損耗小的優點，又有 BJT 導通電壓低、通態電流大、損耗小 的優點，在高壓、大電流、高速等方面是其他功率器件不能比擬的，因而是電力電子領域 較為理想的開關器件，是未來應用發展的主要方向。

 

IGBT 是現代電力電子領域的代表性器件，由于具有導通電阻小、開關速度快、工作頻率 高等特點，可以在各種電路中提高功率轉換、傳送和控制的效率，實現節約能源、提高工 業控制水平的目的。三電中電控系統的主要作用是接收整車控制器的指令，進而控制驅動 電機的轉速和轉矩，以控制整車的運動。另外，在制動階段，電機控制器負責將驅動電機 的回饋能量進行回收并儲存到動力電池以提高能源利用效率。IGBT 模塊為電控系統的核 心器件，擔負著電控系統中將動力電池直流電能轉換成驅動電機所需交流變頻電能的功能， IGBT 模塊決定了整車的電能轉換效率。

 

IGBT 主要應用于新能源汽車領域中以下幾個方面:電機控制器、車載空調、充電樁 1.電機控制器:大功率直流/交流逆變后驅動汽車電機，鋰電池+汽車電池+電機控制器=新

 

能源汽車動力系統，相當于傳統汽車的發電機，IGBT 模塊相當于汽車動力系統的 CPU 2.車載空調控制系統:小功率直流/交流逆變，使用電流較小的 IGBT 模塊 3.充電樁:智能充電樁中 IGBT 被作為開關元件使用

 

IGBT 的制造工藝在持續革新，IGBT 產品的差異化和性能的提升有賴于摻雜、擴散和薄片 加工等多種工藝的應用，相關工藝的技術壁壘較高，制造技術也成為實現 IGBT 自主創新 的關鍵。

 

 

功率器件產品中，MOSFET 和 IGBT 是汽車電子的核心。MOSFET 產品是功率器件市場應用 最多的產品，2017 年 MOSFET 占功率半導體分立器件市場 35.4%;IGBT 是功率器件中增 長最為迅速的產品，2017 占總市場的 25%，其作為新能源汽車必不可少的半導體器件， 下游需求相當強勁。

 

相比于傳統燃油車，新能源汽車功率器件使用量更大。根據 Strategy Analytics 數據庫的 數據分析，在傳統內燃機車上，功率半導體裝機價值為 71 美元，占據車用半導體總價值 的 21%;而對于混合動力車，則在傳統內燃汽車基礎上新增的功率半導體價值為 354 美 元(2301 元);在純電動車上，功率半導體價值為 387(2516 元)美元，占據車用半導 體總價值的 55%。

 

根據中國國務院辦公廳日前印發《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035 年)》提出，2025年，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的 20%左右。在國務院新聞辦公室 3 日 舉行的國務院政策例行吹風會上，辛國斌表示，如果汽車年銷售總量是 2500 萬輛，20% 則是 500 萬輛。根據公安部統計數據我們預測:純電動車 2025 年后將在新能源車中占比 為 80%左右。

 

Yole 的調查結果顯示，2019 年功率半導體市場規模為 175 億美元(約人民幣 1,225 億元)， 未來，年均增長率預計為 4.3%，2025 年市場規模預計為 225 億美元(約人民幣 1,575 億元)。

 

 

IGBT 作為汽車功率半導體的核心，IGBT 約占電機驅動系統成本的一半，而電機驅動系統 占整車成本的 15-20%，也就是說 IGBT 占整車成本的 7-10%。由于未來幾年新能源汽 車及充電樁市場將進入高增長期，IGBT 將迎來黃金發展期。是除電池之外成本第二高的元 件，也決定了整車的能源效率。

 

外國企業占據絕大部分市場: 全球 IGBT 模組市場則主要由英飛凌、三菱電機、富士電 機、安森美和賽米控等廠商占據。中國的斯達半導(Starpower)處于全球第八位。

 

目前，IGBT 國產化已成為國家關鍵半導體器件的發展重點之一，IGBT 已經被列為國家“02 專項”的重點扶持項目。電動汽車(EV+PHEV)IGBT 的市場份額中，英飛凌處于絕對領先 位置，占 49.2%。

 

 

第三代半導體材料 SiC 中。到 2024 年，SiC 功率半導體市場將以 29%的復合年增長率增長，達到 20 億美元。未來價值量可期。

 

 

寬禁帶功率器件指基材禁帶寬度較高(大于 2.3eV)的功率器件，一般僅指基于碳化硅、 氮化鎵這類第三代半導體材料制作的功率器件。寬禁帶半導體由于基材與硅不同，所以在 器件性能上與硅基器件有較大差異，例如第三代半導體材料的優點是禁帶寬度大、擊穿電 場高、熱導率高、抗輻射能力強、頻率高，在高壓、高溫、高頻應用領域相較于傳統硅基 器件有更強優勢，同時使得系統結構簡單化，降低損耗，更加節能，因此第三代半導體材料尤其適用于需要進行大功率電流轉換的功率器件領域。。另外，第三代半導體材料的另 一個優點是安全、環保，不會像砷化鎵(GaAs)、磷化銦中(InP)等對環境以及人體產生 危害。而由于氮化鎵在材料端制備環節仍存在較大技術難度，當前具備大規模量產條件的 第三代半導體功率器件僅有碳化硅。

 

總結來看，對比硅基器件，碳化硅功率器件主要有三大優勢: (1)耐高溫、高壓。碳化硅功率器件的工作溫度理論上可達 600°C以上，是同等硅基器件的 4 倍，耐壓能力是同等硅基器件的 10 倍，可以承受更加極端的工作環境。 (2)器件小型化和輕量化。碳化硅器件擁有更高的熱導率和功率密度，能夠簡化散熱系統，從而實現器件的小型化和輕量化。

 

(3)低損耗、高頻率。碳化硅器件的工作頻率可達硅基器件的 10 倍，而且效率不隨工作 頻率的升高而降低，可以降低近 50%的能量損耗;同時因頻率的提升減少了電感、變壓器 等外圍組件體積，降低了組成系統后的體積及其他組件成本。

 

 

從全球碳化硅參與者來看，目前以美國、歐洲、日本廠商為主，其中 CREE(子公司 Wolfspeed 負責器件生產)、羅姆(子公司 SiCrystal 負責碳化硅晶圓生產)實現了從碳化硅襯底、外 延、設計、器件及模塊制造的全產業鏈布局，實力最強;除此之外，大部分參與者均集中 于襯底、外延、設計、制造中的一到兩個環節;國際主要的上游原材料企業均實現從襯底 到外延的連續布局，如 CREE、SiCrystal、DOW、II-VI;國際主要的器件生產廠商以 IDM 形式為主，如英飛凌、意法半導體、富士電機、三菱電機、安森美、東芝，而其中的日系 廠商還具備從模組到系統應用設備的整合能力，直面終端客戶。

 

從國內的碳化硅參與者來看，與 CREE、ROHM 類似的全流程布局的有三安光電、世紀金 光;主要有負責碳化硅襯底生產的企業有天科合達、山東天岳;負責碳化硅外延片生產的 有東莞天域、廈門瀚天天成;負責器件設計的有臺灣瀚薪、深圳基本半導體;而以 IDM 形 式生產器件和模塊的企業有泰科天潤、瑞能半導體。

 

目前碳化硅器件領域海外公司實力領先，國內市場自給率較低。目前全球碳化硅市場基本 被國外企業壟斷。其中，尤以美國、歐洲、日本為大。美國的科銳 Cree 居于領導地位， 車載基板占據全球產量的 80%以上;歐洲則擁有完整 SiC 襯底、外延、器件以及應用產業 鏈，代表公司為英飛凌、意法半導體等;日本更是設備和模塊開發方面的絕對領先者，代 表企業為羅姆半導體、三菱電機等。與國外大廠相比，國內的 SiC 起步相對較晚，目前與 美歐日這些公司在部分環節還存在一定的差距。但從整體產業鏈來看，相比于世界一流技 術，我們大約是處于其五年前的水平階段，而且這個時間差正在逐漸縮小，部分技術環節 甚至是齊頭并進。

 

 

ADAS 中的半導體部分:目前，乘用車上 ADAS 信息感知部分(主要用于辨別前方)使用的(半導體技術)傳感器主 要包括攝像頭、雷達、激光和超聲波，可以檢測光、熱、壓力或其他用于監測汽車狀態的 變量，通常位于前后保險杠，后視鏡，轉向柱內或車輛擋風玻璃上。

 

在 ADAS 系統決策方面，使用的半導體為邏輯芯片。

 

1.長距離毫米波雷達:77GHz 毫米波雷達主要負責遠距離探測

 

2.激光雷達:激光雷達被認為是汽車市場自動駕駛車輛開發和運行的關鍵部件。該技術是 光檢測和測距的簡稱，它使用激光計算物體的距離，這些激光的光脈沖會生成這些物體的 3D 信息。在汽車市場上，激光雷達將這些信息回傳給汽車，以避開道路上的障礙物、行 人、其他車輛，并對汽車的環境產生總體感知。L3 級別以上的自動駕駛還需要激光雷達， 因為即使攝像頭也在光學探測的范圍內，還做不到足夠的精確來達到諸如定位等功能。探 測角度廣，精度高，厘米級精度的激光雷達結合高精地圖可以實現高精度自定位和物體識 別跟蹤，定位可以精確到具體車道，但是價格昂貴，使用壽命較短。

 

3.攝像機:直接識別可見光，價格適中，技術成熟，可以識別行人、車輛、路標等物體，但易受視野、夜晚暗光、雨雪天氣等因素影響。攝像機在汽車 ADAS 有舉足輕重的位置。 現在攝像機在中國汽車產業中主要應用于后視、360°環視、行車記錄儀。在不久的將來， 前視 ADAS 系統、艙內監控和電子后視鏡將也有廣泛應用。現在車內攝像頭有 1~5 個，隨 著自動駕駛進程的提升，汽車可能安裝 12~15 個攝像頭。

 

4.中短距離毫米波雷達:近程雷達主要用于盲點探測、碰撞預警和防撞功能的后置雷達、 泊車輔助等，通常在翼子板或車身四角位置。而中遠程雷達則通常作為 ACC 巡航、剎車輔 助、緊急剎車、車距保持等功能的傳感器。毫米波雷達在眾多傳感器中的全天候性最好， 在大霧、雨雪天氣中也能發揮其應有的性能，但其自身也有不足之處，例如交通信號的識 別、車道線檢測等，這方面需要與攝像頭配合使用，互為補足和冗余。距離遠，可以在雨 雪天氣等各種惡劣環境中穩定工作，但是精度不高。

 

5.超聲波雷達-倒車雷達:主要應用:倒車雷達測距，泊車庫位檢測和高速橫向輔助三個場 景。由于超聲波散射角大，方向性較差，在空氣中傳播損耗也大，在測量較遠距離的目標 時，其回波信號會比較的弱，影響測量精度;同時由于聲音傳播速度相對較低，超聲波探 測高速移動的物體時延遲較大，誤差嚴重，所以不適合高速移動的物體測距。但低速短距 離測量時優勢就很明顯了，所以適合作為泊車雷達使用。泊車輔助系統通常使用 6-12 個 超聲波雷達，車后部的 4 個短距超聲波雷達負責探測倒車時與障礙物之間的距離，兩側 的長距超聲波雷達負責探測停車位空間。

 

 

邏輯芯片中 SoC 占比最大，IHS 數據預計 2025 全球汽車 SoC 市場約為 82 億美元(533億元)。

 

ADAS 產業鏈分析:按照智能網聯汽車技術邏輯結構，ADAS 系統對應駕駛相關類裝備及 DA、PA 輔助駕駛類裝備，成為實現自動駕駛的先行條件。近年來，各大車廠、廠商紛紛 競逐 ADAS 市場，ADAS 也成為車企轉型升級實現突破的關鍵。隨著國家政策法規的相繼 出臺，ADAS 產業鏈日趨壯大，包括上游二級供應商、中游一級供應商、下游企業前裝、 后裝市場應用，目前 ADAS 產業鏈已非常完善。在產業鏈中，傳感器、算法、芯片等是 ADAS 技術實現的關鍵，多數國外零部件廠商均已掌握了大部或部分核心技術，但是國內企業在 此方面仍有一定差距。

 

根據《中國乘用車 ADAS 市場發展趨勢淺析》文獻，傳感器技術主要涉及攝像頭與雷達， 在產業鏈上游的二級供應商中攝像頭的核心組件 COMS 感光芯片主要掌握在以索尼、三 星為代表的日本和韓國公司手中;鏡頭部分，舜宇光學是全球領先的車載鏡頭廠商，2018 年上半年就出貨 1800 萬顆。攝像頭的中游一級供應商主要有賓尼、麥格納、MCNEX、松 下、偉創力、法雷奧等廠家。汽車雷達可以細分為毫米波雷達、激光雷達、超聲波雷達等。

 

其中超聲波雷達技術門檻較低，供應商較多;激光雷達最獲得資本市場的追捧，但因成本 高昂，未能商業化;毫米波雷達成本在前兩種雷達之間，技術門檻較高，是目前自主和外 資企業主要的雷達商品方向。毫米波雷達的供應商中外資企業主要有博世、大陸、電裝、 德爾福、奧托立夫等，自主企業主要有北京新科迪、焊創電子、江蘇彤明、曉林產業、浙 江萬超等。算法、芯片在 ADAS 系統中至關重要，行業集中度高，主要有 Mobileye、飛 思卡爾、ADI 等公司。

 

 

ADAS 主要包含三個技術層面:傳感器、信息獲取和輔助決策。其中車載傳感器是信息獲 取和輔助決策的前提和基礎，目標分類識別技術是精細化信息獲取和輔助決策的核心車載 傳感器作為輔助駕駛的核心部件，具有獲取道路信息的能力，多個傳感器相互配合共同構 成汽車的感知系統 。根據無源和有源探測機制的區別可將目前應用的主流車載傳感器分 為光學傳感器與雷達傳感器兩大類型，光學傳感器主要包含可見光和紅外傳感器，二者利 用目標對環境光源的發射以及自身熱輻射進行目標探測。超聲波、激光和毫米波等雷達傳 感器利用目標對雷達主動輻射電磁波的散射回波進行目標探測。

 

1.)激光雷達的數量/車預測:由于成本高昂，激光雷達屬于選配。2021 年初，小鵬宣布 P5 搭載激光雷達，為全球首款搭載激光雷達量產車。我們預計 2025 年新能源汽車激光雷 達搭載量為每三車一顆。

 

2.)車載激光雷達的價格:

 

從歷史上看，激光雷達系統過于昂貴，無法大量生產用于消費類汽車。現在，這個趨勢正 在逆轉，激光雷達制造商們制定了積極的策略，使其價格在過去三年內有了大幅下降。去 年，Luminar 發布了價格不到 1000 美元的 LiDAR 解決方案。而 2005 年首推實時 3D LiDAR 的 Velodyne 公司則計劃到 2024 年將平均售價從 2017 年的 17,900 美元降至 600 美元。 中國 LiDAR 制造商的價格通常是其他公司的五分之一，他們已經開始生產低于 1000 美元 的產品，而且正在獲得更多市場份額。但是，價格下降并不一定意味著銷量的增加。迄今 為止，銷量并未見顯著增長，并且尚未大規模采用。“激光雷達必須滿足市場需求，” Debray 說。“在包括制造和物流在內的工業市場中，自動化趨勢非常明顯，激光雷達在其中發揮 著關鍵作用。但在汽車領域，與平均 80 美元的 ADAS 攝像頭相比，600 美元的汽車傳感器 價格仍然過于昂貴。我們預計 2025 年車載激光雷達 400 美元每顆。

 

3.)新能源車未來銷量:2025 年新能源汽車新車銷量占比達 25%，即時，中國新能源汽車 年銷量將達突破 500 萬這一量級。

 

4.)中國 2025 年新能源車激光雷達價值量。

 

雷達總數:500 萬新能源車*1/3 顆=150 萬顆(假設每 3 輛車中有一個激光雷達) 價值量:150 萬顆*400 美元/顆(2600 元)=43 億元。

 

全球市場:

 

Yole 技術和市場分析師 Alexis Debray 表示:“高級駕駛輔助系統(ADAS) 的 LiDAR 市 場將實現 114%的年增長率，從 2019 年的 1900 萬美元增長到 2025 年的 17 億美元(102 億元)。

 

 

激光雷達被認為是汽車市場自動駕駛車輛開發和運行的關鍵部件。該技術是光檢測和測距的簡稱，它使用激光計算物體的距離，這些激光的光脈沖會生成這些物體的 3D 信息。

 

與雷達工作原理類似，激光雷達通過測量激光信號的時間差和相位差來確定距離，但其最 大優勢在于能夠利用多譜勒成像技術，創建出目標清晰的 3D 圖像。激光雷達通過發射和 接收激光束，分析激光遇到目標對象后的折返時間，計算出到目標對象的相對距離，并利 用此過程中收集到的目標對象表面大量密集的點的三維坐標、反射率和紋理等信息，快速 得到出被測目標的三維模型以及線、面、體等各種相關數據，建立三維點云圖，繪制出環 境地圖，以達到環境感知的目的。由于光速非常快，飛行時間可能非常短，因此要求測量 設備具備非常高的精度。從效果上來講，激光雷達維度(線束)越多，測量精度越高，安 全性就越高。

 

 

目前汽車科學研究的多家機構與汽車工業領域的多家廠商紛紛采用激光雷達作為車載傳 感與車載通信的主要方式。對比傳統的傳感方式與通信方式，采用激光雷達手段具有無可 比擬的優點。

 

激光雷達與毫米波雷達相比的優點:

 

毫米波雷達常用于自適應巡航、防撞和盲區檢測，毫米波的分辨率略低，探測角度較小， 獲取視野有限，對于近距離小障礙物的測量效果欠佳。

 

激光雷達和毫米波雷達測距和測速原理相同，但是激光雷達的波長更短，波束更窄，分辨 率高，測量距離遠，且抗干擾能力強。激光雷達還常應用在汽車自適應巡航系統中，檢測 自車和前車距離和相對速度 ，以及利用激光雷達測距防止汽車追尾 。

 

相比毫米波雷達和攝像頭，激光雷達在目標輪廓測量、角度測量、光照穩定性、通用障礙 物檢出等方面都具有極佳的能力。而在難點場景下，例如城區非規范行人、非規范道路， 甚至是非規范駕駛的行為，急需激光雷達來解決。可以說激光雷達是解決連續自動駕駛體 驗的關鍵傳感器，其帶來的智能駕駛體驗將遠超任何一個已商用的智能駕駛系統。

 

 

總體而言，國內公司在多線激光雷達上較國外高水平企業還有較大差距。國內的激光雷達 產品多用于服務機器人、地形測繪、建筑測量等領域，在這些方面國內外的水平其實是接 2019 近的。但是國內企業尚未研制出可用于 ADAS 及無人駕駛系統的 3D 激光雷達產品， 主要還是處在探索研發階段。以激光雷達為代表的傳感方向的國內創業公司一旦實現技術 突破，就會在這個產業鏈條中迸發出價值。

 

 

2019 年全球車載毫米波雷達市場規模為 42 億美元，隨著越來越多企業采用“攝像頭+毫 米波雷達”的自動駕駛方案，預計 2025 年全球車載毫米波雷達市場可達 130 億美元(約 845 人民幣)。我們預計 2025 年中國車載毫米波雷達市場為 211 億元。

 

 

超聲波雷達工作原理和優勢劣勢

 

超聲波雷達的工作原理是通過超聲波發射裝置向外發出超聲波，到通過接收器接收到發送 過來超聲波時的時間差來測算距離。目前，常用探頭的工作頻率有 40kHz, 48kHz 和58kHz 三種。一般來說，頻率越高，靈敏度越高，但水平與垂直方向的探測角度就越小， 故一般采用 40kHz 的探頭。超聲波雷達防水、防塵，即使有少量的泥沙遮擋也不影響。 探測范圍在 0.1-3 米之間，而且精度較高，因此非常適合應用于泊車。

 

2025 中國新能源車載超聲波雷達價值量分析：

 

1.)超聲波的數量/車:12 顆

 

2.)車載超聲波雷達的價格:120/顆

 

4.)新能源車超聲波雷達價值量(中國 2025 年) 雷達總數:500 萬新能源車*12 顆=6000 萬顆 價值量:6000 萬顆*120 元/顆=72 億元。

 

全球價值量:

 

根據下圖可知 2025 年 ADAS 全球超聲波雷達價值量約為 43 億美元(280 億人民幣)。

 

 

攝像頭成像原理:

 

景物通過鏡片組生成光學圖像投射在 CMOS 光學傳感器上，光信號轉變為電信號， 經過模數轉換后變為數字信號，再由 DSP 將信號處理成特定格式的圖像在顯示屏 上顯示。

 

車載攝像頭的半導體部分

 

1.)感光元件 CMOS: CMOS 是攝像頭的感光元件，相比 CCD 感光元件成像質量稍差一些， 但是成本更低，也更加省電，在像素要求不高的車載攝像頭領域應用十分廣泛。

 

2.) ISP 芯片:(圖像信號處理器，Image Signal Processing)是通過圖像處理算法對前端圖 像傳感器輸出信號進行處理的單元。ISP 有獨立和集成兩種方案。獨立 ISP 芯片性能強大， 但成本較高。

 

3.)數字信號處理芯片 DSP:所謂數字信號處理芯片 DSP，其實就是攝像頭的大腦，作用 等同于個人計算機里的 CPU(中央處理器)，它的功能主要是通過一系列復雜的數學算法 運算，對由 CMOS 傳感器傳來的數字圖像信號進行優化處理，并把處理后的信號通過 USB 接口傳到 PC 等設備上，是攝像頭的核心設備。

 

車載攝像頭的價值量分析

 

1) 車載攝像頭數量/車

 

傳統汽車無前裝車載攝像頭或者有 1-2 顆車載攝像頭，隨自動化程度提高攝像頭數量增加， 目前特斯拉 AutoPilot2.0 使用 8 顆攝像頭，我們預計未來自動駕駛汽車的前裝車載攝像頭 需求在 10 顆以上，預計單顆平均成本 200 人民幣，車載攝像頭未來價值量可觀。

 

2.)攝像頭相對于激光雷達等其它傳感器價格更加低廉，易于普及應用。隨著硬件成本的 逐漸下降，攝像頭方案能夠在中低端車型市場得到更好地推廣，尤其在后裝市場會有更多 車主愿意加裝視覺系統。

 

4.)中國2025年新能源車載攝像頭價值量

 

500萬新能源車*10顆攝像頭/車*200元/顆=100 億元。

 

下圖為前瞻產業研究院對于 2015-2025 全球及中國車載攝像頭行業市場規模及預測，預計2025年中國車載攝像頭規模為230億元，全球1755億元。

 

我國 2025 新能源車載 CMOS 圖像傳感器價值量前景可期

 

根據 Yole Development 及 IC insights 統計數據，2016-2018 年全球車載 CMOS 圖像傳 感器市場規模分別為 5.4 億美元、6.6 億美元和 8.7 億美元，占比從 4.66%提升至 6.13%。 預計 2023 年將上升至 32 億美元，年復合增長率 29.7%。(預計 2025 年為 54 億美元=351 億元 351/1755=20%)

 

根據 Yole 數據和上圖數據可以預測:CMOS 圖像傳感器 2025 年大約占攝像頭總成本的 20%。也就是說中國 2025 新能源車載 CMOS 價值量約為 20 億元。

 

車載攝像頭芯片主要公司:車載攝像頭存在機會。這方面主要有聯創光電、韋爾股份(攝像頭芯片)、歐菲光、舜宇 光學等。

 

 

除了功率半導體和 ADAS 中的傳感器，邏輯芯片外，微處理器 MCU 中的 32bit 未來價值量 大，我們估算到 2025 年 32bit MCU 約占總 MCU 市場的 67%。2025 年全球汽車微控制器 市場規模中 MCU 約為 89 億美元，其中 8bit 為 8 億美元，16bit11 億美元，32bit60 億美元。 全球汽車存儲 IC 市場規模 2025 年約為 83 億美元。其中 NAND 占比最大約為 29 億美元， LPDDR 約為 26 億美元，NOR 約為 12 億美元。

 

 

MCU 將 CPU、存儲器等主要部件集成在同一塊芯片上，形成芯片級計算機。MCU (Microcontroller Unit)，又稱微控制器或單片機，是把 CPU 的頻率與規格做適當縮減，并 將內存(memory)、計數器(Timer)、USB、A/D 轉換、UART、PLC、DMA 等周邊接口， 甚至 LCD 驅動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機。微處理器 MCU 有 8 位， 16 位，32 位和 64 位。在新能源汽車中主要用于發動機電子控制系統，電動馬達控制以及 燈光控制。

 

2025 中國新能源車 MCU 價值量:

 

1.)MCU 車載數量/車:在 MCU 方面，傳統汽車平均每輛車用到 70 顆以上的 MCU 芯片， 而每輛智能汽車有望采用超過 300 顆 MCU。車規級 MCU 的需求將大幅提升。預計 2025 新能源車每車 300 顆。

 

2.)MCU 價格:根據下圖預估 2025MCU 價格 1 美元/顆

 

4.)新能源車 MCU 價值量(中國 2025 年)MCU 總數:500 萬新能源車*300 顆=15 億顆2025 中國新能源車 MCU 價值量:15 億顆 *1 美元/顆=15 億美元=98 億元

 

隨著汽車不斷從電動化向智能化深度發展，MCU 在汽車電子中的應用場景也不斷豐富。作 為汽車電子系統內部運算和處理的核心，MCU 是實現汽車智能化的關鍵。在汽車應用中， 從雨刷、車窗到座椅，從安全系統到車載娛樂系統，再到車身控制和引擎控制，幾乎都離 不開 MCU 芯片，汽車電子的每一項創新都要通過 MCU 的運算控制功能來實現。微控制器 領域，MCU 占據主要的市場份額，隨著汽車處理復雜運算和控制功能的需求提升，32 位 MCU 為行業應用主流，8 位和 16 位市場需求減弱。

 

據 iSuppli 報告顯示，一輛汽車中所使用的半導體器件數量中，MCU 芯片約占 30%。在汽 車向智能化演進過程中，對 MCU 的需求增長得越來越快。

 

 

新一代 ADAS 系統需要大容量存儲和高效運算支撐系統的快速反應，尤其是圖像傳感器的 數量和分辨率不斷提升，會產生海量數據存儲需求。汽車存儲芯片如下圖所示主要分為 ADAS 系統存儲芯片、信息娛樂系統存儲芯片、其他系統存儲芯片。目前對于存儲芯片的 要求主要為:存儲數據量極大提升，速度要求更高，穩定性要求極高。在汽車存儲 IC 領域， 智能座艙和自動駕駛的應用導致汽車程序、數據量激增，LPDDR(低功耗內存)和 NAND(閃 存)等高性能的存儲器件成為重點需求，2019 年市場規模分別約為 8 億美元和 10 億美元， 2018-2025 年預計保持 16%和 21%的年復增長。

 

見下圖可知，全球汽車存儲 IC 市場規模 2025 年約為 83 億美元。其中 NAND 占比最大約 為 29 億美元，LPDDR 約為 26 億美元，NOR 約為 12 億美元, DDR 約為 9 億美元。

 

 

三星、海力士、鎂光全球存儲三巨頭引領存儲芯片技術的發展潮流，同時在汽車 ADAS、 信息娛樂系統中提供多種行業解決方案，從 NAND、eMMC 到容量更大、讀寫更快的 UFD、 PCLe SSD，緊跟自動駕駛和車聯網帶來的大數據量、大帶寬吞吐需求。國內企業近年來逐 漸實現存儲技術突破，面對智能汽車給車載存儲帶來的機遇，兆易創新與合肥長鑫密切合 作，2019 年推出 GD25 全系列 SPI NOR FLASH，滿足 AEC-Q100 標準,是目前唯一全國產 化車規存儲器解決方案;宏旺半導體推出 eMMC/DDR/LPDDR/SSD/DIMM 等嵌入式存儲、 移動存儲，拓展車電子應用領域。

 

 

全球車載通信模塊市場規模 2025 年預計達到 78 億美元。中國經過多年艱苦 卓絕的追趕，目前在 4G、5G 時代實現后來居上，通信技術和市場應用均處于國際領先地 位。在國家對智能網聯產業的鼓勵和支持下，車載通信取得迅速發展，在 C-V2X 車聯網通 信領域走出一條自主化的道路，實現了從芯片、模組、設備、整車、測試認證與運營服務 的全產業鏈覆蓋。

 

IHS 數據顯示，中國有望在全球 V2X 市場上占據領先地位，預計中國將在 2020 年生產 62.9 萬輛配備 C-V2X 技術的輕型汽車，并有望在 2024 年之前始終保持領先地位。

 

新冠疫情帶來的產能緊缺:新冠疫情所帶來的不確定性影響到了一些特定汽車電子元件的 芯片供應。2020 年下半年以來，由于疫情導致的“宅經濟”，讓居家辦公成為大趨勢，智 能手機和個人電腦需求增加。半導體廠商在爭奪產能的同時，導致了用于車輛控制系統的 半導體產能緊缺，面向汽車零部件廠商的半導體供應陷入停滯。

 

全球汽車芯片供應商產能供不應求，芯片供應商陸續漲價:從 2020 年 11 月 27 日開始， 全球汽車芯片供應商開始陸續漲價。以芯片制造商臺積電為例 TSMC 走在全球尖端微縮化 的最前沿，但其產能卻嚴重不足。換句話說，蘋果、高通、AMD、NVIDIA、博通、賽靈思 (Xilinx)、聯發科等全球 Fabless 都希望設計出最先進的半導體，并委托給 TSMC 生產。

 

半導體行業硅周期的風險:集成電路產業具有明顯的周期性，行業的周期通常也稱為“硅周期”，是指集成電路產業在 4-5 年左右的時間內會歷經從衰落到昌盛的一個周期。同時， 本行業的發展受到集成電路技術發展規律的影響，即芯片性能每隔一段時間提升一倍的 摩爾定律，因此，本行業還呈現新產品市場規模增長、舊產品市場規模下降的周期性規律。

 

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）