汽車行業變革帶來電子產業鏈全方位機會

• 陳博 2023年10月27日 來源：中研網 1440 95
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傳統車用半導體產品主要包括功率半導體、MCU 芯片、ASIC 芯片、存儲芯片和傳感器 等。汽車電動化、智能化給電子產業鏈帶來了全方位的市場機會，汽車對于信息感知、接 收、處理的要求不斷提升，因此，對于新能源汽車而言，傳感器、MCU 和功率半導體分 別了觸覺、認

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目前中國汽車電子后裝市場迅速成長，智能化、數字網絡化、總線化以及節能環保成為產品的發展方向，總體而言，汽車電子非混合動力市場趨向飽和，混合動力增長強勁，電動汽車等新能源汽車推動汽車電子快速發展，軟件成為汽車競爭的關鍵優勢，汽車開放系統架構影響深遠，車載通訊及車載娛樂系統升級。

傳統車用半導體產品主要包括功率半導體、MCU 芯片、ASIC 芯片、存儲芯片和傳感器 等。汽車電動化、智能化給電子產業鏈帶來了全方位的市場機會，汽車對于信息感知、接 收、處理的要求不斷提升，因此，對于新能源汽車而言，傳感器、MCU 和功率半導體分 別了觸覺、認知和動力的角色，需求量大幅增長。這其中，功率半導體(MOSFET、 IGBT)作為電力輸出與轉化的重要器件，是汽車電動化帶來的最主要需求增量。根據 Gartner 數據，2020 車用功率半導體約占全部車用半導體的 43%。

1、電動化：以 IGBT 為主的功率半導體需求爆發

功率半導體是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中電壓和 頻率、直流交流轉換等。功率器件主要為二極管、三極管、晶閘管、MOSFET 和 IGBT 等， 市場主要被國外廠商壟斷，各類功率器件原理與應用場景各部相同。其中，MOSFET 和 IGBT 是最主要的功率器件，其中 MOSFET 適用于消費電子、網絡通信、工業控制、汽車 電子等，相較于前三者，適用頻率高，但一般用于功率不超過 10kw 的電力電子裝置，在 中低壓領域，國內廠商正逐步展開國產替代;IGBT 可用于電機節能、軌道交通、智能電 網、航空航天、家用電器、汽車電子等高壓高頻領域，高壓下，開關速度高，電流大，但 開關速度低于 MOSFET。

新能源汽車對功率半導體需求大幅提升。在傳統汽車場景下，功率半導體主要應用于啟 動、發電和安全領域，包括直流電機、電磁閥、繼電器、LED 驅動等，硅基 MOSFET、 IGBT 及模塊即可滿足需求，對于新能源車而言，普遍采用高壓電路，當電池輸出高壓時， 需要頻繁進行電壓變化，對電壓轉換電路需求提升，相關的功率轉換系統主要有：主傳動/逆變器、車載充電器(On Board Charger)、3)HV-LV DC-DC 轉換、高壓輔助驅動、電池 管理系統(BMS)等。

作為核心部件，逆變器對 IGBT、MOSFET 需求大幅增長：逆變器類似于燃油車的發動 機管理系統 EMS，決定著駕駛行為，設計應最大限度地減少開關損耗并最大限度地提高 熱效率。其中，IGBT 是電動汽車逆變器的核心電子器件，IGBT 模塊單車價值量非常 高，占據整個電控系統成本的 40%以上(電控系統占整車成本 15~20%)。

根據 Trend Force 等機構發布數據，平均一臺傳統燃料汽車半導體價值量約 450 美元，一 臺純電動汽車半導體價值量約 750 美元，Infineon 給出的數據，電動汽車含硅量大幅提升， 主要系逆變器帶來的功率器件需求增長，而 OBC，DC-DC，BMS 等領域對整體功率半導 體需求增量的拉動相對較小。

2、智能化：視覺系統、MCU，存儲需求大幅增長

智能汽車電子電氣的五大架構：車身域、智能座艙域、底盤域、動力域和自動駕駛域。其 中，車身域包括 HVAC，車身控制、汽車泵等;智能座艙域包括儀表盤、車載娛樂系統、 觸控系統和車載充電等;底盤域包括剎車裝置、轉向裝置、車身穩定裝置和減震裝置;動 力域包括動力傳遞系統，主逆變器、發動機管理系統等;自動駕駛域包括速度控制系統、 緊急剎車系統、盲點探測系統傳感器融合等。

從汽車智能化的視角看，增量主要來自傳感器，主要包括攝像頭和激光雷達。攝像頭目前 市場空間在 140 億美元，激光雷達在 63 億美元，其他傳感器包括毫米波雷達、超聲傳感 器、GPS/北斗定位系統等，傳感器市場到 2025 年可達 524 億美元。從自動駕駛的等級來看，從 L1 到 L4/5，L2 開始出現超聲波傳感器和雷達模組，L3 開始，短距雷達傳感器出 現，L4/5 開始激光雷達開始出現，超聲波傳感器和雷達模組用量大幅增長。

隨著傳感器尺寸將變得更小，而功能卻更為強大。汽車的自適應巡航控制系統將更加廣泛 地采用雷達和激光雷達傳感器和攝像頭。由于多傳感器融合變得更為復雜，處理能力需得 到不斷提升，從而完善高級駕駛輔助系統。

3、網聯化：連接器、V2X 射頻芯片等聯網需求有望增長

除了電動化、智能化以外，對于汽車產業的變革，另一大趨勢是高級汽車聯網，包括汽車 與基礎設施互聯(V2I)、汽車與汽車互聯(V2V)和車與車聯網，這一功能旨在實現汽車 內、外互聯，并將汽車融入物聯網成為其中的一部分，合稱 V2X(Vehicle to Everything)。 智能網聯汽車產業是一個多方共建的生態體系，其中，車輛是載體，實現智能化是目的， 而網聯化是核心手段。智能交互、智能駕駛和智能服務是智能網聯汽車的三大元素。

根據《智能網聯汽車技術路線圖 2.0》，2025 年我國 C-V2X 終端新車裝配率達到 50%;路 測設施方面，2019-2021 年，我國將在車聯網示范區內部署路測設施，2022 年將開始在典 型城市、高速公路擴大覆蓋范圍。目前，國內已經具備 C-V2X 通信芯片、模組以及車載 終端的量產基礎。

整體來看，碳中和背景下，發展新能源對于汽車行業的塑造是革命性的，電動化、智能化 和網聯化作為三個遞進的層級，重塑了整個產業鏈的生態、架構和發展方向。汽車行業的 變革也給電子行業帶來了全方位、多產業鏈的變化。根據 Gartner 預測，2020-2025 年汽 車半導體市場將得到快速發展，按應用來看，高級輔助駕駛系統、電動/混動模塊增速最 快，CAGR5 分別達到 31.90%和 23.10%。按設備來看，通用芯片、集成基帶、射頻接收 器、各類非光學傳感器及汽車存儲相關產品需求增速都維持旺盛態勢。

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