汽車半導體，是科技變革歷史性碰撞的核心，傳統汽車零部件電子化進程已基本結束，產業開始進入由電動、智能、網聯推動的汽車電子化第二階段，增量顯著、需求擴張周期持久。

1.汽車半導體：科技變革的歷史性碰撞

1.1

智能電動接力汽車電子化二階段進程

汽車半導體市場過去 20 年擴大 3.3 倍。電子產業加速發展的 20 年以來，汽車電子化也迅速推進，驅動力主要來自于車載娛樂系統、車身控制系統以及動力系統的電子化。根據汽車工程學會統計，1996 年到 2008 年平均下來普通汽車的單車 MCU 數量從 6 個增加到了 100 個，高端車型達到 250 個以上。

汽車電子化進程疊加中國汽車市場崛起，全球汽車半導體銷售額從 1995 年的 70 億美元左右提升到了 2015 年的 310 億美元（IHS、麥肯錫數據），20 年增 3.4 倍，CAGR 7.7%，在整個半導體市場中的份額已經達到 8% 以上。至此汽車電子化一階段進程基本結束。

二階段由智能化、電動化接力加碼。2016 年起，全球汽車產業的智能化、電動化趨勢開始加速推升汽車半導體的需求。

智能化方面，無論是視覺傳感器、算法控制器、執行機構都需要更多更好的芯片，根據英飛凌的測算，L2 級別的車型對汽車半導體的新增需求約 150 美元/車，而 L4/5 級別車型則在 850 美元以上。

電動化方面，2017 年傳統燃油車半導體成本平均約 355 美元，但一輛同級別 HEV/PHEV/BEV 可達到 700 美元左右，單車價值量翻倍（英飛凌數據）。Strategy Analytics 預計在智能化、電動化的逐漸滲透下，全球汽車半導體的市場規模將從 2015 年的 310 億美元左右提升到 2020 年的 420 億美元，增長 35%，CAGR 6.3%。而與 2020 年 420 億美元對應的，僅是中低端乘用車實現 L2 級別自動駕駛、中高級乘用車實現 L3 級別、汽車通訊還未全面鋪開（5G-V2X），新能源汽車滲透率也僅在個位數（我們預計到 4%-5%），2020 年之后汽車產業的全面智能化和電動化還將為汽車半導體帶來更具有持續性的增長。

1.2

智能化：更多、更集成、更強大

汽車智能化勢在必行，已開始加速落地。汽車智能化的終極狀態是無人駕駛，將解放司機勞動力并對提升社會生產效率，由此重塑行業形態。因此目前無論是從產品競爭力角度、配套模組增量角度，還是變革角度，各主機廠、零部件廠以及芯片廠、科技公司都在智能駕駛領域加碼研發，中美日歐政府也在不斷為其產業化掃清政策障礙。從需求端來看，L2 級別的新車已越來越多。

智能化對半導體的需求將來自于三大應用領域，核心是單車智能化對 IC 的需求。

其一，單車智能化，在感知、算法、執行層面都需要用到芯片乃至高度集成的控制平臺。其中感知層面的每一個攝像頭、毫米波雷達、激光雷達都需要各自的芯片，目前來看 L3 級別以上車型的總需求量將超過 10 片，且價值量遞增。算法層面的芯片、控制平臺是價值量最大、難度最高的，目前產業廣泛采用 Mobileye 的 EyeQ 系列還在繼續向集成度更高、運算能力更強的方向演變，同時英偉達、TI、瑞薩等芯片廠還在不斷推出深度學習能力更強的控制平臺，對芯片單體的需求越來越多、要求越來越高，價格也在高位。執行層面則涉及到智能化執行結構的 ECU、MCU，需求隨之增長。

其二，車用通訊（網聯化），無論是日本歐洲推行的 DSRC 還是中國推行的 4G5G-V2X，都將加大對車用級別通訊芯片的需求，以及基建芯片的需求。其三，座艙進一步電子化，包括中控系統、各類新型顯示等，也將對芯片產生更多更高的需求。

從 L2 級別智能駕駛開始，汽車半導體的單車價值量就將大幅增加。從英飛凌的數據來看，智能化零部件作為純新增量，在 L2 級別合計能帶來 150 美元/車的新增成本，不涉及執行機構，感知和算法分別占 87% 和 13%。L3 級別成本則驟增至 580 美元，執行機構開始出現，與感知、算法分別占 5%、76%、19%。到 L4/L5 級別，智能化所帶來的汽車半導體需求進一步攀升至 860 美元，其中感知、算法、執行分別占 72%、22%、6%。

汽車半導體需求的二次增長也推動了行業格局變化。傳統上汽車領域的半導體大玩家是恩智浦、瑞薩、飛思卡爾、英飛凌等，消費領域則是高通、英特爾、英偉達等。但從 2015 年開始，行業內的并購不斷發生，尤其高通對恩智浦的收購、英特爾對 Mobileye 的收購，皆是巨頭進一步補足在汽車尤其智能汽車領域的布局，相應而言芯片陣營的劃分也更加明顯。目前，無論是通用芯片還是定制設計的智能駕駛方案芯片，都以國外供應商為主，但國內的地平線、寒武紀等也在進行算法芯片的開發。

1.3

電動化：不可忽視的「隱形」增量

電壓提升，推動內部零件電子化。一般而言傳統汽車的電池電壓為 12V，節能與新能源汽車則大幅提升：純電動車的動力電池電壓普遍大于 300V，如特斯拉 Model S 電池電壓為 400V、比亞迪唐為 500V；已實現量產的混動車電池電壓也普遍大于 100V；微混車電池電壓也在 48V（以 48V 微混車為例）。這種電池電壓大幅變化帶來了汽車內部核心零部件的變化：

更多的 DC-DC 變換電路進而更多功率半導體（以及被動器件）：空調、雨刮器等汽車傳統負載采用 12V 電壓，當電池輸出電壓更高時，需要電壓轉化模塊（DC-DC）模塊進行電壓轉換。

更高的性能要求：汽車內部電壓、電流大幅提高，需要耐大電壓、大電流的繼電器、連接器、線纜和被動器件，防漏電/短路等性能也需要大幅提升。

功率器件是電能轉換和控制的核心半導體器件。分立器件是重要的電子元器件，涉及電子的領域均有運用，目前全球分立器件市場規模在 200 億美元左右，其中汽車約占 4 成，是最大的下游市場。其中，功率半導體器件是電能轉換和控制的核心部件，設計成本小，通用性強，應用領域廣。汽車作為封閉系統，內部的電力輸出，需要通過功率器件的轉化實現，在混動和新能源車型中尤為重要。

電動化趨勢下，功率半導體單車價值量增長最快。前裝用到的功率半導體售價從幾美金到十幾美金不等，用量約在幾十片的數量級。根據 Strategy Analytics 的數據，傳統燃油汽車的功率半導體使用量約占其汽車半導體總量的 21%，成本 71 美元左右；混合動力車功率半導體成本將攀升至 425 美元，是傳統油車的 6 倍；純電動車功率半導體成本則可達到 387 美元，是傳統的燃油汽車的 5.5 倍。IC 和傳感器在混動車/純電動車型上的價值量分別是傳統車的 1.2/1.0 和 1.3/1.1 倍，增幅低于功率半導體。

功率半導體產業主要供應商集中在美國、日本和歐洲，國內企業替代空間大。美國是電力電子器件的發源地，在全球電力電子器件市場中占有重要地位，主要器件企業有通用電氣(GE)、ON Semi 等。從上世紀 90 年代開始，日本成為國際上電力電子器件產業的發達地區，主要器件企業有東芝、富士和三菱等。歐洲也是全球電力電子器件產業的發達地區，主要企業有英飛凌、ABB、Semikron 等。中國功率半導體市場占世界市場的 50% 以上，但在中高端 MOSFET 及 IGBT 主流器件市場上，90％ 主要依賴進口，基本被國外歐美、日本企業壟斷，國內企業替代空間非常廣闊。