（報告出品方/作者：國盛證券，鄭震湘、佘凌星）

一、電動化+智慧化趨勢下，車用半導體需求大增

電動汽車逐步放量，推動車用半導體市場加速成長

汽車產業正經歷類似手機產業從功能機向智慧機時代的迭代，汽車作為單純移動工具的 屬性逐步向作為移動智慧終端的第二空間轉變。面對極度複雜及惡劣的行車環境，智慧 汽車需要感知、決策和執行層三個維度全方位的技術進步，不僅需要感測器、晶片等電 子裝置數量和效能的大幅提升，更需要底層電子電氣架構的全面最佳化，與之對應的電子 裝置功耗呈幾何級別增加。

電動平臺是智慧汽車的最佳載體

智慧汽車需要底層電子電氣架構徹底變革，燃油車複雜的機械結構及成熟的產業分 工體系，面臨極高的變革成本和極大的變革難度，電動車機械結構大幅簡化，全新 開發的電動平臺在變革成本及難度上均有顯著優勢。

智慧汽車對指令執行的及時性及準確性要求高，相比發動機複雜的控制策略和較慢 的響應速度，電機對指令的響應速度和準確性極高，契合智慧汽車核心要求。

智慧汽車的電子裝置數量及執行高功耗大幅增加，電動車的高電壓電力平臺可支撐 更高強度的電子裝置荷載。

軟體定義汽車，產品競爭焦點轉變

由於燃油車原有架構智慧化潛力有限，發展至今創新已趨於瓶頸，主要集中於硬體 層面的部件級別創新以及漸進式改進，在軟體層面的智慧化上進步十分緩慢。

智慧汽車是破壞性創新，不僅在於產品本身是架構級別創新，更在於產品競爭焦點 從原有的動力系統等硬體效能向智慧網聯的軟體效能轉變，透過 OTA 升級可進行整 車級別效能的持續提升，實現軟體定義汽車。

特斯拉確立了以電動平臺為載體的智慧汽車主導設計，引領產業變革。特斯拉確立了智 能汽車主導設計，並在各核心環節採用垂直一體化佈局，推動技術邊界外移。

動力系統：採用以動力電池、電機、電控為核心，機械結構大幅簡化的電動平臺； 電子電氣架構：採用以中央處理器為核心的車輛集中式架構取代傳統的分散式架構； 智慧駕駛：配備效能冗餘的感測器及晶片，透過銷售車輛的行駛資料持續訓練提升演算法 並透過 OTA 升級逐步解鎖智慧駕駛功能，實現漸進式升級。

傳統車企加速電動化轉型，加大智慧化投入。國際主流車企開始向“電動化、智慧化、 網聯化、共享化”方向戰略轉型，推出純電動專用模組化平臺。例如大眾打造 MEB 平臺 （Modular Electrification Toolkit），奧迪和保時捷共享高階電動車平臺 PPE（Premium Platform Electric），寶馬打造 FSAR 平臺（flat battery storage assembly），戴姆勒打造 MEA（Electric Vehicle Architecture）平臺等，針對電動車研發的全新模組化平臺，拓展 性強，可充分發揮電動車型在智慧化、操縱性和空間配臵方面的優勢，顯著提高車型迭 代速度，降低新車型開發成本以及零部件採購成本，強化產品競爭力。

電動汽車已進入放量階段，加速電動汽車滲透率提升。通常一款車型平臺生命週期為 5-7 年，隨後便進入放量階段。大眾首款 MEB 平臺車型 2019 年底在德國生產，賓士首款 MEA 平臺車型 EQA 於 2020 年上市，寶馬首款 FSAR 平臺車型 i5 於 2021 年上市等而目 前我們已經看到國內外的傳統車廠及造車新勢力的放量。

“電動化+智慧駕駛+新能源汽車”已經成為當前汽車行業三大核心驅動力，汽車電子 也因此成為半導體下游領域需求增長最快的市場。

汽車矽含量及單體價值量持續提升。根據 PwC 資料，目前全球汽車的電子化率（電子零 部件成本/整車成本）不到 30%，未來會逐步提升到 50%以上，發展空間很大；從絕對 值看，目前單車汽車半導體價值量在 358 美金，未來將以每年 5-10%的增速持續提升。

從應用領域來看，目前汽車電子半導體仍集中於動力系統、資訊娛樂系統、底盤&安全 以及車身，四者佔據約 76%的車用半導體份額。不過從增速來看，ADAS 和混合/電動 系統領域車用半導體的複合增長率最高，IHS 預計 2014-2021 年兩者複合增長率分別能 夠達到 15%/18%，汽車電子大廠賽普拉斯亦認為 ADAS 能夠在 2016-2021 迎來 17.6% 的複合增長率。

新能源汽車與傳統汽車最大區別在於動力總成系統（Powertrain），這也是新能源汽車較 傳統汽車電子零部件及半導體器件核心增量所在。典型的電動車動力總成系統主要由動 力電池系統、驅動單元（包括電驅動電機、逆變器與變速器）、車載充電機以及 DC/DC 轉換器組成，此外還包含高壓電纜、充電線、熱管理系統和高壓配電模組。

為了方便直觀比較新能源汽車動力傳動系統電子零部件及半導體器件價值量變化，我們 將接近 8000 美元的鋰電池組去掉後對動力傳動系統各 ECU 進行比較，發現逆變器和車 載充電機的單體價值量最高，分別接近 700/600 美元，且通常在高階配臵上配備 2 個。 此外 BMS、熱管理以及 DC/DC 轉換器等 ECU 價值量均在 200-300 美元之間。

ECU 數量持續增加、效能面臨瓶頸。過去汽車電子化程度的提升主要體現在單車 ECU 數量的快速增加帶來功能豐富。根據恩智浦及佐思汽研，2018 年汽車平均 ECU 達到 25 個，高階型號平均達到 50-70 個，奧迪 A8 單車 ECU 數量超過 100 個。ECU 在車載網路 中並非孤立存在，各個 ECU 之間需要交換資訊，例如儀表需要發動機輸出的轉速訊號才 能正確地顯示當前轉速。ECU 數量的增加導致車載網路規模增加，車載網路已成為發動 機之後第二重的元件。未來智慧駕駛等新功能的加入，將在目前已經超過 5 千米的線束 基礎上帶來佈線複雜度、功耗及成本的大幅提升，對汽車輕量化、電動化帶來巨大挑戰。

汽車電氣架構革命有望突破瓶頸支撐複雜功能需求。汽車電氣結構由分散式走向域控制 器再到中央集中式，是突破分散式架構 ECU 效能瓶頸、實現更多功能甚至軟體升級的一 種可行方法。傳統分散式架構一個 ECU 對應一個或少數幾個功能，透過 CAN 等匯流排技 術連線。而域控制器架構對 ECU 框架進行最佳化，典型的架構依據汽車電子部件功能將整 車劃分為動力總成、車輛安全、車身電子、智慧座艙和智慧駕駛等幾個域，用多核 CPU/GPU 晶片較為集中的控制每個域，從而為更復雜的功能提供支撐。以博世、大陸、 安波福等為代表的 Tier 1 廠商都將電氣架構集中化作為技術發展路徑。

自動駕駛、娛樂系統域控制器競爭激烈，動力域解決方案進展較慢。大眾 MEB 平臺、寶 馬、偉世通等廠商提出的車輛控制域、智慧駕駛域和智慧座艙域三域集中式電氣架構是 域集中式非常徹底的方案。其中，車輛控制域基本將原動力域、底盤域和車身域等傳統 車輛域進行了整合（主要指系統層面，硬體層面仍需要多個 ECU 控制）；智慧駕駛域和 智慧座艙域則專注實現汽車的智慧化和網聯化。目前行業中解決方案較多集中於智慧駕 駛和智慧座艙域，主要原因是其相較底盤和動力控制系統技術門檻低。而底盤和動力域 控制器不僅技術難道較高，且存在傳統供應鏈中的供應商利益衝突，因此進展較慢，難 度更高，因此動力域解決方案通常由極個別龍頭供應商帶頭或整車廠自研。

晶片、軟體是域控制器的靈魂。域控制器作為未來汽車架構中的“指揮者”，需要靠晶片、 軟體、演算法等結合實現功能。域控制 ECU 由於功能較之前 ECU 更集中，因此主控晶片 也將由原來的 CPU 為主流過渡到未來異構式 SoC 晶片成為主流。軟體方面，域控制器架 構需要嵌入式作業系統，實現對晶片、感測器等硬體的控制，相比傳統功能單一的 ECU 控制程式，嵌入式作業系統更為複雜，更類似於例如智慧手機的作業系統。

汽車電子控制單元 2030 年市場規模達 1560 億美元，ECU 仍是未來十年汽車控制單元 主流。根據麥肯錫，ECU 及域控制單元是汽車電子電氣及軟體市場中佔比最大的領域， 2020 年 ECU 及域控制單元市場規模 920 億美元，佔汽車電子電氣市場的 29%，2020 年至 2030 年將保持年均 5%的增速。其中 ECU 未來十年仍佔汽車控制單元主流，域控 制單元佔比將有 2020 年的 2%提升至 2030 年的 43%。

新能源汽車開啟十年黃金成長階段。Canalys 預計 2021 年，電動汽車將佔全球新車銷量 的 7%以上，進一步增長 66%，銷量將超過 500 萬輛；2028 年，電動汽車的銷量將增 加到 3000 萬輛；到 2030 年，電動汽車將佔全球乘用車總銷量的近一半。根據 IDC，中 國新能源汽車市場在政策驅動下，將在未來 5 年迎來強勁增長，2020 至 2025 年的年均 複合增長率（CAGR）將達到 36.1%，到 2025 年新能源汽車銷量將達到約 542 萬輛。其 中純電動汽車佔比將由 2020 年的 80.3%提升至 2025 年的 90.9%。

二、車用功率半導體

IGBT 模組在電動汽車中發揮著至關重要的作用，是電動汽車及充電樁等裝置的核心技術 部件。具體來看，IGBT 主要應用於：1. 電動控制系統，對應大功率直流/交流（DC/AC）逆變後驅動汽車電機；2. 車載空調控制系統，使用電流較小的 IGBT 和 FRD，對應小功率直流/交流（DC/AC） 逆變；3. 充電樁智慧充電樁，作為開關元件。

電動汽車與傳統燃料汽車在結構上最大的區別在於動力系統和能源供應系統，電動汽車 採用了蓄電池、電動機、控制器等電子、電氣相關裝置替代了原有的內燃機、油箱、變 速器、火花塞、三元催化轉化器等，大幅提升車內半導體裝置用量。根據英飛凌，平均 一輛傳統燃料汽車用半導體器件價值為 355 美元，而純電動汽車/混合動力汽車用半導體 器件價值為 695 美元，幾乎增長一倍。

其中功率器件增加最為顯著，傳統燃料汽車用動力傳統系統單車功率半導體器件價值量 17 美元，純電動汽車/混合動力汽車為 265 美元，增加近 15 倍。

新能源汽車區別於傳統汽車最核心的技術是：“電機驅動”、“電池”、“電子控制”。

電機驅動系統：汽車的電機驅動系統主要由三部分構成：傳動機構、電機、逆變器，功 率器件主要用於逆變器。IGBT 是逆變器核心，約佔電機驅動系統成本的一半，其決定 了整車能源效率。此外豐田利用 SiC MOSFET 技術提高能源利用效率。

電池：電池管理是電動汽車關鍵技術之一，其作用是對蓄電池組進行安全監控及有效管 理、提高蓄電池使用效率。隨著電池電量計算精度不斷提高，電池工藝技術更加先進， 充放電曲線更加平坦，電池管理晶片需要更高測量精度。此外由於鋰電池的失效特性， 電池管理系統可靠性和安全性至關重要。

電子控制單元：電控在廣義上指整個新能源汽車的控制器，包括整車控制器、電機控制 器與電源管理系統，狹義上講專指整車控制器。整車控制器相當於汽車“大腦”，是 EV/HEV 動力系統的總成控制器，負責協調發動機、驅動電機、變速箱、動力電池等各部件的工 作，具有提高車輛的動力效能、安全效能和經濟性等作用。

全球範圍內，在汽車電動化驅動下，功率器件在 EV/HEV 市場的需求持續增長。根據 Yole 的統計，2017 年在 BEV 應用領域，功率模組市場規模達到 2.2 億美元，預計到 2023 年，市場規模將實現 22%的複合增長率，5.8 億美元。而佔比更大的 HEV 的需求規模將 由 2017 年的 8.1 億美元，提升至 2023 年的 17.2 億美元，CAGR 達到 43.4%。

IGBT 模組未來增量主要在新能源汽車，市場規模持續提升。作為工業控制及自動化領 域的核心器件，IGBT 在電機節能、軌道交通、智慧電網、新能源汽車等諸多領域都已 有應用。根據集邦諮詢，2018 年 IGBT 下游應用領域中佔比最大的為新能源汽車，比重 達 31%。據 HIS Markit，2017 年全球 IGBT 模組市場約 47.9 億，據 Yole 預測，2019年全球 IGBT 市場規模將達到 50 億美元，2020-2025 年 CAGR 超 5%。

IGBT 為新能源汽車核心，需求提升空間大。新能源汽車三大部分中電源幾乎佔整車成 本的 50%，但受限於鋰電池技術條件，提升空間不大。目前在新能源汽車中，最有提升 空間是電機驅動部分，電機技術水平直接影響整車效能和成本，而電機驅動部分最核心 元件是 IGBT。IGBT 主要用在逆變器中，成本約佔整個電機驅動系統成本一半，作用是 將高壓電池直流電轉換為驅動三相電機交流電。此外 IGBT 在汽車充電樁、車載電控等 也有至關重要的作用，在車載空調控制系統、小功率直流/交流(DC/AC)逆變，也有使用 小功率 IGBT。

IGBT 模組單車價值量高。電控系統在整車成本中佔比第二，約為 15~20%，而作為電 控的核心部件，IGBT 佔據整個電控系統成本的 40%以上，摺合到整車上約佔總成本 5% 左右，如果加上充電系統中所用到的 IGBT（佔充電柱成本約 20%），其成本佔比將會更 高。在特斯拉的雙電機全驅動版車型 Model X 中，使用了 132 個 IGBT 管，其中前電機 有 36 個，後電機有 96 個，價值大約在 650 美元。

新能源汽車市場景氣度回升，IGBT 產業迎來發展黃金期。根據 Trendforce 對中國車用 IGBT市場規模的預測，到2025年中國新能源汽車用IGBT市場規模將能達到210億元， 2018-2025 年 8 年累計新增市場份額約 900 億元；此外，預計 2025 年配套的充電樁用 IGBT 市場規模也將會達到 100 億元，8 年間累計新增市場份額達 300 億元，二者總市 場份額或將超千億。

高壓 MOSFET 目前仍是汽車充電的核心。IGBT 和 MOSFET 同為充電樁必不可少的功 率開關器件，被稱之為新能源汽車充電樁的“心臟”。隨著動力電池技術的不斷突破以及 新能源汽車續航里程的不斷提高，大功率 IGBT 快充技術是未來十年的發展趨勢，而目 前大部分充電樁企業紛紛選擇使用另一充電模組 MOSFET 模組。現階段，基於充電樁 功率、工作頻率、電壓、電流、價效比等綜合因素考量下，大多數充電樁企業主要使用 MOSFET 作為開關電源模組的核心器件。目前 IGBT 模組主要用於 1000V 以上、350A 以上的大功率直流快充。大功率快速充電還需要解決很多問題和挑戰，短期難以實現。

三、車用CIS

特斯拉、蔚來等造車新勢力走在技術前沿，引領智慧汽車技術發展，作為智慧汽車最引 人矚目的技術當屬自動駕駛。隨著自動駕駛技術升級及自動駕駛汽車的普及，承載感知 功能的車載攝像頭需求量將全面提升。根據日本調研公司 TSR 的資料，車用 CIS 市場未 來將超越消費類應用成為僅次於手機應用的 CIS 第二大應用市場。

智慧汽車迭代升級勢不可擋，汽車為未來 CMOS 影象感測器高增速市場。車載攝像頭 最初主要應用在倒車系統中，隨著 5G 商用落地以及 ADAS（Advanced Driving Assistance System，高階駕駛輔助系統）快速普及，汽車加速智慧化步伐，感知技術作為自動駕駛 技術發展的一大核心，催化車用影象感測器迎來量價齊升。根據 Omdia，預計 2020-2030 年，汽車攝像頭及工業視覺將成為影象感測器增速最快的兩大下游領域，其中汽車十年 間年均複合增速預計將能達到近 20%之高。

車用攝像頭需求增長主要來源於 ADAS（Advanced Driver Assistance Systems，高 級駕駛輔助系統）系統的發展和普及。ADAS 是自動駕駛的主流應用技術方案，其關鍵 是以 CMOS 感測器為核心的視覺系統，透過感知道路環境增加駕駛員可見性，並在駕駛 員疏忽時對危險情況做出反應，加大對行車安全的保障。隨著汽車的智慧化提升，ADAS 系統承擔的功能日益豐富，交通訊號識別、車道偏移預警、360 度環視、盲點監測、自 動泊車輔助、自動制動等功能基本都會需要影象感測器來作為感知部件，目前影象感測 器+鐳射雷達的組合應用最為廣泛。另外車內駕駛者監控系統（DMS）也將產生對 CIS 的配備需求。

自動駕駛技術升級需要更高、更全面的感知力，車輛對於車載攝像頭的需求量將隨等級 升高而不斷增加，我們預計未來單車配備攝像頭數量有望達到 11-15 目。車載攝像頭 按照安裝位臵可分為前視、環視、後視、側視和內視，我們判斷到 L4/L5 自動駕駛級別， 前視依高低端程度需要 1-3 目，側視需要 2-4 目，後視倒車需求 1 目，環視及自動泊車 輔助系統將需要 4 目，艙內駕駛員監測需要 1-2 目，未來乘客監測也將增加 1 目需求， 另外汽車行車記錄儀或者事件記錄儀也會產生 1 目剛需，基於上述分析，我們預測未來 攝像頭需求或將達到單車 11-15 目。

未來 5 年自動駕駛汽車出貨量將保持高速增長，汽車領域將成為 CIS 廠商發展新藍海。 根據 IDC，預計全球自動駕駛汽車合計出貨量將能從 2020 年的 2773.5 萬輛增至 2024 年的 5424.7 萬輛，滲透率預計超過 5 成，2020-2024 年 CAGR 達 18.3%，其中 L3 級別 2024 年出貨量或將達到約 69 萬輛。據 Counterpoint 預測，2019 年全球車載攝像頭市 場出貨量約 2.25 億隻，預計至 2022 年出貨量有望達到 2.58 億隻，根據 Yole 預計，全 球車載攝像頭市場規模 2025 年有望增至 81 億美元。

自動駕駛級別從 L0 到 L5 發展對更高解析力的需求，車載 CIS 呈現出向高解析度發展 的趨勢，價值量有望不斷提升。L1-L2 低水平的智慧汽車對 CIS 的解析度要求並不高， 而隨自動駕駛等級提升，汽車所承擔的駕駛任務更加複雜，無論從功能還是安全方面考 慮，都需要其能夠實現更高的物體辨識準確度，這意味著汽車要採用更高解析度的 CIS。 根據 TSR，目前 VGA 和 200 萬畫素 CIS 仍為車用 CIS 出貨的主流，但未來 200 萬畫素 及以上 CIS 佔比將加速提升，預計至 2023 年 200 萬畫素和 500 萬及以上畫素 CIS 出貨 量將分別達到 10.42 億顆和 1.54 億顆。

長期來看，自動駕駛為汽車行業發展大趨勢且應用推廣不斷加速，車載 CIS 為潛在百億 美元大市場。目前汽車影象感測器均價約為 4-5 美元，類比手機市場發展趨勢，我們認 為未來車載攝像頭高階化也將能帶動 CIS 價值量逐漸提升，我們假設每年全球汽車產量 在 8000 萬到 1 億輛之間，未來汽車平均搭載 13 個攝像頭的情況下，CIS 單車價值量有 望超過 100 美元，推算下來，全球汽車影象感測器市場空間將達到近 100 億美元！

自動駕駛平臺拾級而上，在算力上為更多攝像頭的搭載創造土壤。由於自動駕駛可透過 視覺感知+演算法決策來實現，自動駕駛晶片決定了處理影象資訊資料能力的上限，進而 決定了搭載攝像頭數量的上限，我們梳理主流自動駕駛平臺升級迭代情況可以發現，自 動駕駛晶片由 L2 向 L5 自動駕駛級別加速進化。以英特爾 Mobileye EyeQ 系列晶片為例， 從 Eye Q1 到 Eye Q5，單顆晶片的浮點運算能力從約 0.0044TOPS 提升至 12TOPS，可 支援的攝像頭數量從 1 個提升至 10 個，下一代 Eye Q6 平臺支援的攝像頭數量可進一步 提升至 12 個。

造車新勢力相較傳統車企在攝像頭配備上更加激進，將加速 CIS 上車程序。造車新勢在 推動技術變革上一向表現出更加積極地姿態，與傳統車企漸進式提升自動化水平不同， 蔚來等造車新勢力多采用“一步到位”的技術發展路線，跳過 L1、L2 級，加速推進 L3、 L4 車型量產上市，自然的，其在自動駕駛感測層的上也領先一步，率先“安排”更多數 量攝像頭“上車”。從統計情況來看，同為 L3 級別的奧迪 A8 和賓士 S 配備攝像頭分別 為 5 及 6 個，而“造車新勢力”特斯拉、蔚來、理想、小鵬的 L2+級別自動駕駛汽車配 備攝像頭數量大都在 8 個以上，蔚來最新發布的 L4 級別豪華車型 ET7 更是搭載 11 顆 800 萬畫素攝像頭。

四、車用NorFlash及MCU

車載儲存市場大有可為。從目前車載儲存主流方案來看，整體呈現儲存使用顆數、單顆 容量、單顆價值量三項齊升的趨勢。

車載非易失性儲存市場規模較大，網聯化及電動化趨勢為關鍵驅動。汽車電子中 NOR Flash 主要用於汽車儀表盤的顯示屏、ADAS 系統（高階輔助駕駛系統）等對啟動速度要 求較高的電子裝置中。據普冉科技招股書中資訊，車載 NOR Flash 規模 8-12 億美元， 約佔 NOR Flash 總需求 1/3；車載 EEPROM 主要用於娛樂系統、液晶顯示、ADAS、引擎 控制單位、車身控制模組、數字服務及導航等，預計 2020 年汽車電子 EEPROM 需求量 將達到 21.65 億顆，2018~2020 CAGR 約 12%。汽車車體電子化、智慧化、互聯化為必 然趨勢，全球汽車電子市場近年保持約 5%增速。在汽車矽含量提升背景下，NOR Flash、 EEPROM 應用廣泛，車載市場大有可為。

車用 MCU 前景廣闊。隨著汽車市場轉向智慧化、網聯化，對 MCU 的效能、安全性、可 擴充套件性、可更新和升級、連線、低功耗都提出了更新的要求，我們從單車拆分統計，綜 合考慮安全應用、車身控制、動力系統、電池組方面的需求，估算整車微控制器用量約 為 36~54 顆，考慮到車規級晶片單價一般較高，以單顆晶片 3 至 10 美金計算，整車 MCU 價值量約為 100 至 500 美元。我們按照 2020 年中國乘用車 2770 萬輛計，智慧駕 駛滲透率以 50%測算，僅中國智慧駕駛車用微控制器市場就將達到 13.8 億至 69.25 億 美元。

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

精選報告來源：【未來智庫】「連結」。