2020年全球及中国汽车半导体行业发展现状、行业发展空间、行业发展机会及未来发展趋势分析[图]

    汽车半导体市场将是近年来发展最快的IC芯片应用市场之一。而其中受益于新能源汽车的渗透率提升，价值量和出货量的双重叠加增长驱动将格外显著。

    车用半导体对产品性能和可靠性要求很高，汽车的使用环境更接近于工业产品，汽车半导体通常工作在高温、高湿、严寒等恶劣极端环境下，加上汽车对安全事故的零容忍，对半导体产品的抗干扰能力、可靠性及稳定性要求极高，这与一两年就更新换代的智能手机不同，汽车产品更新频率较低，每年的升级幅度很小，多集中于外观或动力组件，一手汽车加上二手使用年限通常能达到10年，说明汽车电子供应商较为固定，同时IDM厂家对比IC设计企业更有优势。

    产品开发周期比较长，加之对汽车电子产品的高要求及定制化需求，使得半导体厂商通常必须在商用前4-5年即和汽车制造厂商共同启动研发，同时产品认证的周期漫长，国际标准组织要求汽车电子半导体厂商建立相应开发生产流程后，并获得相应的认证方可进入汽车产业链，导致新进企业进入产业链难度很高，以上诸多特点使得汽车电子整个上下游供应链关系比较稳定，有很强的行业壁垒。

    一、全球需求：车规级半导体核心需求在中国

    全球车用半导体：占据 10%左右。全球半导体销售约 4850 亿美元，中国占48%。预计 2019 年全球车用半导规模 400 多亿美金，占全球半导体市场规模约 10%。伴随汽车电动、智能、互联，车用半导体单车价值将继续提升，推动全球车用半导体需求将快于整车销量增速。

    全球半导体市场规模及消费国分布

数据来源：公开资料整理

    全球汽车半导体占约 10%左右

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    全球需求：中国是最大的市场。智研咨询发布的《2020-2026年中国新能源乘用车行业发展现状调查及发展趋势分析报告》显示：2018 年全球乘用车产量 7057 万辆，其中中国占据 33%。中国是最大的汽车半导体需求市场。

    2018 年中国占据全球乘用车产量的 33%

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    假设2016-2020年全球燃油车年产量由6963万辆增长至7478万辆，年均增速2%；新能源汽车（包括纯电动和混动）由77万辆增长至299万辆，年均增速47%，考虑内部零部件电子化带来的价值增量，判断车用半导体、PCB、继电器、连接器、被动器件、LED车灯的复合增速远快于2%的汽车市场平均增速（见下表）。

    其中重点考虑车用半导体部分，以功率半导体增量最为显著。传统电子制造企业将深度受益于汽车新能源化带来的电子零部件升级机遇。

新能源汽车带动汽车内部半导体价值增量情况（元）

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    新能源汽车带动汽车内部半导体整车市场空间

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    根据全球行业数据推导因为新能源汽车带来的半导体含硅量提升和相应功率半导体所占的比例来推导未来功率半导体在新能源汽车驱动下的市场规模。

    对比传统汽车和新能源汽车（以Tesla为例）的含硅量以及功率半导体在车用半导体中所占比例来测算车载功率半导体的单车价值量提升，预计单车的价值量从71美元上升至355美元。

    传统汽车与新涌源汽车功率半导体（含硅量）估算（美元）

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    传统汽车与新涌源汽车功率半导体的单车价值量估算（美元）

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    从内燃机车辆到电动车辆的过渡（暂不考虑混合动力汽车）中，驱动系统中功率半导体的需求可增长十多倍。

    内燃机车辆到电动车辆发展中半导体的价值（美元）

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    从单车的价值量推导新能源汽车带来的功率半导体器件的市场增量，做出如下判断，新能源汽车每卖出50万辆，对于功率半导体器件的市场增量为1.5亿美元。

    通过测算IGBT/MOSFET在新能源车里的单车价值量以及销量推测未来3年可见范围内的成长性非常显著，同时其他分立器件也有稳定的增长，由此扩大半导体产业边界的成长动能来之一来自于新能源汽车。

新能源车带来各功率半导休的市场 空间测算（百万美元、%）

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    二、全球供给：外资垄断，中国本土企业弱势

    全球汽车半导体企业：核心市场在中国，中国本土企业弱势。根据相关数据，全球主要汽车半导体企业包括恩智浦、英飞凌、瑞萨电子、意法半导体等，2016年市场份额分别为 14%、10.7%、9.6%、7.6%。2016 年全球半导体约 300 亿美元，前十大占据全球汽车半导体市场的 63.4%。2019 财年，英飞凌在汽车领域的销售收入占公司 44%的营收,2018 年财年为 43%，2019 财年在汽车领域的销售收入增长 7%。此外，2019 财年，英飞凌在中国的销售收入占 27%，2018 财年为25%，销售收入同比增长 12%。恩智浦、瑞萨电子 2018 年分别在中国销售收入占集团比重为 36.5%、20.2%。可以见得，中国是国际汽车半导体巨头的核心市场，从另外一个角度看，这也反映中国在汽车半导体产业处于弱势地位

Infineon 核心市场在中国

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    从主要汽车产业链企业来看，半导体产品严重依赖进口。根据公开信息梳理了主要的国内汽车电子企业，从其核心供应商及采购产品来看，汽车半导体采购量大，占成本比重较高，且依赖进口。汽车半导体典型应用场景包括信息娱乐系统、照明系统、能源车载电源等，下面依次举例来说明半导体在里面的重要性及中国供应商地位。以德赛西威为例，德赛西威主营汽车信息娱乐系统。根据公司招股说明书，前五大供应商中 ，主 要是 半导 体元 器件 供应 商， 其半导 体元 器件 供应 商包 括 NXP、SerialMicroelectronics（代理德州仪器产品）、Protech Century（代理东芝、安森美半导体），清一色的外资供应商。

    全球汽车半导体 2019 年预计约 400 亿美金，占全球半导体比重约 10%。中国汽车产量占全球比重约 30%，是全球汽车半导体核心需求国。供给方面，根据全球主要汽车半导体企业（包括英飞凌、恩智浦等）销售区域及中国主要汽车电子企业（包括赛西威、科博达、欣锐科技等）半导体采购情况分析，得出中国汽车半导体基本依赖进口。

    三、汽车半导体的市场空间：受益于电动智能互联，带来新一轮增长全球半导体供需及典型应用场景进行了分析，得出中国是全球汽车半导体需求核心驱动力，但供给端，中国在车规级半导体处于弱势地位，对外依赖度非常高。接下来，将分析受益于电动智能互联，全球汽车半导体将面临新一轮增长。最后一部分，尽管当前中国汽车半导体企业处于弱势地位，但是受益于电动智能互联，叠加全球贸易特殊背景下，将分析中国汽车半导体产业面临的投资机会。

    趋势：迫于排放压力，全球汽车电动智能大势所趋全球汽车电动智能大势所趋，这基本是市场一致预期。只在这里简单描述。受迫于政策压力，全球碳排放要求日益趋严，整车厂商为了应对政策压力（比如中国的双积分，欧洲的严格碳排放），必须大力发展电动化汽车（包包括 48V 混动、插电式及纯电动等），减少碳排放。此外，全球汽车厂商竞争进入白热化，如果没有持续迭代的产品，提升品牌竞争力，最终将沦为代工厂或淘汰出局。因此，在竞争日趋加剧背景下，安全诉求加大，利用智能化吸引消费者成为重要路径，资本的堆积势必将推动该领域成为未来趋势。

全球二氧化碳排放历史及目标

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全球主要国家燃油经济性历史及目标

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    在电动智能大势所趋背景下，全球汽车半导体面临新一轮增长机遇。单车价值将从目前约 400 美金提升到 1700~1800 美金左右，空间得到明显放大。这里面的增量约 300~400 美金来源于电动化，约 900~1000 美金来源于智能化。当然，实际上应该高于该数据，因为 5G 驱动下的联网化（v2x 等）将得到显著发展，这也是重要增量。

    在这个时代，半导体是汽车新“内部计算引擎”ICE的关键构件。

    汽车行业的四大“大趋势”——电气化、自动化、互联互通和移动即服务(MaaS)——正在重塑行业格局，并大幅增加汽车中的半导体含量。

    汽车正在成为带轮子的超级计算机:汽车将越来越被电子产品、软件定义功能以及整个车到云系统中软硬件的最佳集成所区分。

    这对汽车半导体市场来说是一个巨大的机会:到2019年，汽车半导体市场的规模将从400亿美元增长到2000亿美元，而且这个数字还不包括用于汽车相关非车载应用的半导体，如电动汽车充电器或V2X基础设施。

    还有可能发生更大的变化：汽车工业可以效仿其他技术驱动和软件定义行业的模式，如个人电脑和智能产品。只有少数定位好的玩家才能捕捉到价值。

    复杂的决策等待着：半导体行业的领导者和全球汽车供应链的汽车高管们面临着如何投资的复杂决策(研发与并购)，以及在哪里投资。如何吸引人才赢得比赛。

汽车半导体市场可能会在2040年达到2000亿美元。

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    汽车的未来

    汽车工业正在发生根本性的变化，这将对汽车的制造和使用产生深远的影响。汽车制造商和消费者将感受到影响，但半导体行业将使之成为可能。这是因为重塑汽车行业的四股强大力量——自主、电气化、汽车互联和移动即服务(MaaS)——都依赖于越来越多的数据和电子设备。

    这些力量将导致电子在汽车设计中的角色和价值的巨大变化。估计，这种变化将使汽车半导体市场从20191年的400亿美元提升到未来20年的1500亿到2000亿美元之间。

    三十年来，汽车制造商一直在稳步增加电子产品，以提高安全性、舒适性和燃油效率。最近，诸如自适应巡航控制或车道偏离警告系统等先进的驾驶员辅助功能已经成为许多车型的标准配置。今天的非传统动力系统设计——混合动力和全电动汽车的半导体含量(按价值计算)是内燃机汽车的两倍。未来的全自动汽车将配备激光雷达传感器、图像识别系统和5G通信，其半导体含量可能是非自动汽车的8到10倍。

    汽车市场已经成为半导体行业领导者的首选。在2019年第14次KPMG全球半导体高管调查中，半导体高管表示，汽车是未来几年公司增长的第二重要应用，仅次于物联网(loT)，领先于无线通信应用。

半导体主管意识到汽车应用的重要性

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    快速增长的前景和创新的需求吸引了整个供应链的许多新进入者。有新的汽车与传统汽车制造商直接竞争，许多科技公司(特别是自主驾驶和电动动力系统)建立电子制造服务企业(有能力挑战建立汽车电子供应商对某些系统一级)和许多软件供应商，包括一些业内顶尖的名字。

    这意味着传统的经营方式正面临压力。汽车制造商、一级电子产品供应商、一级半导体公司之间长期稳固的关系正在转变，以打造未来的汽车。市场参与者将需要与传统参与者以及新进入者探索新的伙伴关系和合作模式。

    四、汽车半导体的发展机会

    中国逐步突破，迎来进口替代&电动智能新机遇

    根据观察，目前国内在半导体领域有所突破，虽然在汽车级半导体仍处于弱势地位，但是在家电、工业等领域逐渐实现进口替代。在汽车级 IGBT 领域，比亚迪取得突破。斯达半导部分产品应用于新能源车领域。这些是中国在汽车级半导体领域获得突破的迹象。此外，国内上市公司通过资本运作，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，实现进口替代。相关汽车半导体企业有望深度受益进口替代&汽车电动智能带来单车半导体价值量显著提升机遇。

    国内：半导体逐步突破，已在家电&工业等领域形成替代由于汽车级产品认证极为严格，对耐用性、产品性能、抽样方案等要求极高，汽车级半导体相较于消费级半导更难打入供应链体系，但一旦进入很难被替代。

    车规级半导体相较于消费级有更高要求

车电子行业协会AEC制定的汽车用功率半导体器件产品标准与消费级功率半导体器件产品标准对比

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    内生&外延：两条腿走，汽车级半导体有望迎来新机遇在当前特殊的全球贸易背景下，大国博弈愈演愈烈，实现自主可控极为重要。此外，当前经济转型迫在眉睫，对资本、人力的依赖需要得到积极的转变，低端制造业不断外迁，产业亟待升级才能实现持续的增长。技术驱动带来的新业态、新经济成为核心选择。国
内通过外延并购叠加内生突破，汽车半导体有望迎来新机遇。

    外延并购切入汽车级半导体外延并购是企业成长的重要路线，也是技术切入的重要途径。资本市场通过并购整合，如果整合成功，有望在汽车级半导体实现自主可控。

    自主技术逐渐突破，迎来曙光国内技术在不断突破，有望在未来几年通过并购&内生模式，快速抢占外资份额，实现进口替代。

    IGBT 是重要的功率半导体，广泛应用于直流充电桩、新能源车电控、高铁等领域2018 年中国 IGBT 市场规模约 181 亿元，全球预计 60 亿美金（来源 yole），且未来增长较快，得益于电动车等驱动。目前国内的 IGBT基本来源于进口，尤其是大功率。

    近年来，国内技术在不断突破。以斯达半导、比亚迪等为代表的 IGBT企业逐渐取得突破。根据 IHS 数据，2017 年斯达股份在全球 IGBT 排名第 10 名，是唯一一家中国企业，市场份额为 2.00%。公司客户包括上海电驱动、合肥巨一、汇川技术等，从公司客户结构来看，部分产品已经开始在电动车领域应用，进口替代逐渐展开。

    再看比亚迪，比亚迪 2005 年组建 IGBT 研发团队，2012 年 IGBT 2.0 研发成功，并在e6 等车型上装车，2018 年比亚迪发布车规级 IGBT 4.0。此外，比亚迪正加码对第三代半导体材料 SiC 的研究，有望实现全面自主可控。2019 年 11 月，蓝海华腾发布公告，与比亚迪签署战略合作协议，在 IGBT 及电控领域利用各方优势，实现互利共赢。可以见得，进口替代正在一步步展开。

    中国逐步突破，供给端将出现质的飞跃。通过并购快速介入原本难以企及的汽车级半导体领域（比如闻泰收购安世半导体介入汽车功率半导体、韦尔收购豪威科技介入汽车传感器、北京君正收购 ISSI 进入汽车存储芯片领域），有望依靠国内强大的市场需求，快速抢占外资市场份额。此外，在供给端，也观察到国内技术的不断突破，以斯达半导、比亚迪为例的 IGBT 企业不断崛起，产业上下游合作已经展开，进口替代已在路上

    五、四个汽车趋势正在加速半导体需求

    汽车半导体产品市场已经取得了令人瞩目的增长，预计2019年将达到400亿美元。四个相互关联的趋势——电气化、自动化、互联性和移动即服务(MaaS)——将极大地改变典型汽车的特性。

 四个汽车趋势正在加速半导体需求

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    从2013年到2019年，销售额以大约8%的复合年增长率增长250亿到400亿美元。今天，最重要的应用是信息娱乐和远程信息处理，车身便利，和动力系统。然而，今天的汽车，以其所有基于电子的便利、性能和安全特性，仅仅代表了汽车工程的巨大转变的开始。越来越多的功能和价值将基于软件和电子，以及硬件和软件的无缝集成，而不是机械部件。这将推动半导体需求，并改变汽车制造商、一级供应商和芯片制造商之间的关系。

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     1、电动汽车

    汽车工业将以多快的速度从燃油动力转向电动汽车，这是一个有争议的问题，但动力传动系统的电气化正在进行中。如今，电池驱动的电动汽车(BEVs)仅占全球轻型汽车销量的2%，毕马威(KPMG)的最新研究表明，电动汽车的大规模市场还需要十年或更长的时间。

    然而，尽管对全球电动汽车销量的预测差异很大，但大多数分析师都认为，到2030年，超过50%的汽车将实现某种形式的电气化。而且，随着汽车动力系统从传统内燃机车转向电动汽车，每辆车的半导体含量(按价值计算)增加了一倍，这是由于离散半导体、复合半导体和传感器的使用增加。

    到2030年，某种类型的电动汽车将占据全球50%以上的市场份额

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    纯电动汽车的半导体含量将是传统内燃机车的两倍

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    2、自动驾驶汽车

    汽车行业正在竞相设计自动驾驶汽车。一辆不需要驾驶员的全自动汽车所示，汽车工程师协会创造的等级为5级)在大规模生产汽车方面仍遥遥无期。但预计，4级车将在未来两到三年内出现在城市市场的商用车队中。

4级车可以在没有司机的情况下，在有地理围栏的地区以限速行驶。

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    到2030年，拥有4级或5级自主驾驶能力的汽车将占全球汽车总销量的10%以上这些车辆的半导体含量(按价值计算)将是没有自动化的汽的8到10倍，与现在的汽车相比，它们将越来越像带轮子的超级计算机。

    到2030年，拥有4级或5级自主驾驶能力的汽车将占全球汽车总销量的10%

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    车辆的半导体含量(按价值计算)将是没有自动化的汽的8到10倍

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    3、车联网

    自上世纪90年代通用汽车(General Motors)推出OnStar系统以来，汽车制造商一直在生产能够与外部世界连接的汽车。OnStar系统包括紧急通信和使用GPS和无线通信的自动撞车通知。从那时起，车辆远程信息系统已经发展到提供导航、远程车辆健康监测、舰队车辆跟踪和其他基于通信的服务。

    自动驾驶汽车将需要一个全新的连接水平。例如，Intel估计一辆联网的汽车每天至少可以产生4tb的数据，包括导航、导航、信息娱乐和其他类型的信息。这些数据必须以最大的可靠性进行存储、保护、传输和分析，以指导安全的车辆行动。所有这些功能都驱动着半导体需求，不仅在汽车本身，而且在所需的基础设施中。

    4、移动性即服务(MaaS)

    最后，移动性即服务(MaaS)产品正在重塑人们和商品的移动方式。第一波移动服务——优步(Uber)、Lyft、滴滴和olo等叫车平台——已经改变了人们在美国和世界各地城市的出行方式。数据显示70%的美国人每天只在优步(Uber)或Lyft的皮卡车上待10分钟。网约车和拼车已经扰乱了出租车、快递和汽车租赁业务，并正在影响大城市的汽车保有量模式。现在，开始看到第二波移动服务，旨在移动和运送货物，而不是人。
当电动汽车、AV、联网车辆和MaaS会聚时可以看到。

    尽管MaaS汽车不一定需要联网、自动驾驶或电动，但这四种趋势的融合是MaaS增长的关键触发点。电动汽车和全自动汽车对大多数消费者来说仍然过于昂贵，但当用于MaaS车队时，自动联网电动汽车的总拥有成本会发生变化。只要可靠的车辆技术和必要的基础设施到位，作为一种服务的自主移动(AV-MaaS)可以成为城市地区个人车辆所有权的一个有吸引力和成本效益的替代选择。

    随着对AV-MaaS汽车和其他先进汽车的需求不断增长，汽车半导体的需求也在迎来前所未有的增长。

    汽车电子技术日益成熟对半导体行业的最大影响是什么?最明显的影响将是需求的加速增长。但进入汽车行业或扩大现有地位也需要在创新方面进行投资，以开发新产品、新材料和新包装技术。最后，为了在不断扩张的汽车行业中取胜，半导体供应商应该考虑新的组织设置、制造过程和进入市场的策略。

    到2040年，汽车半导体市场可能达到2000亿美元。这还不包括用于非车载相关应用的半导体，比如充电站、V2X基础设施和云计算系统。

    如今，汽车应用中半导体需求增长背后的两股最大力量——自主和电气化——在整个汽车行业中仍扮演着次要角色。但是，当技术能力和成本提高，当消费者更广泛地接受新型汽车，当法规跟上时，这种情况将迅速改变。根据对自动驾驶汽车和电动汽车的需求预测，以及我半导体市场模型，预计，到2040年，汽车半导体销量可能增长3.5至4.5倍。这意味着年复合增长率在6.2%到7.7%之间。

    到2040年，需求将增加三倍以上。

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    这个数字只包括车辆上使用的半导体。实际上，还有许多与汽车相关的应用也将推动半导体需求。例如:电动汽车充电站、基础设施传感器和连接性，以及用于支持自主汽车开发和持续运营所需的云计算基础设施的服务器。将在未来的论文中探讨这些应用。

    这一增长将由先进的驾驶员辅助系统(ADAS)、信息娱乐和远程信息技术以及电力传动系统的应用引领。自动驾驶将需要ADAS和远程信息技术的子应用程序来保证安全运行(以及一个完美集成的硬件和软件平台)。而且，随着乘客的注意力从驾驶中解放出来，自动驾驶汽车上的乘客预计会把时间花在使用更先进、更昂贵的车载信息娱乐系统上，从而刺激信息娱乐应用的增长。

    这意味着，在未来几十年，半导体在汽车上的应用组合将发生变化。ADAS、信息娱乐和远程信息技术以及电力传动系统中使用的芯片将从2019年的45%上升到2040年的80%。这表示三个应用程序的复合增长率为10%。

    这表示三个应用程序的复合增长率为10%。

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