汽車行業(yè)變革帶來電子產(chǎn)業(yè)鏈全方位機(jī)會

• 陳博 2023年10月27日 來源：中研網(wǎng) 1440 95
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傳統(tǒng)車用半導(dǎo)體產(chǎn)品主要包括功率半導(dǎo)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(chǎn)業(yè)鏈帶來了全方位的市場機(jī)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(dǎo)體分 別了觸覺、認(rèn)

欲了解更多中國汽車零部件行業(yè)的未來發(fā)展前景，可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2023-2027年中國汽車零部件行業(yè)市場深度全景調(diào)研及投資前景分析報(bào)告》。

目前中國汽車電子后裝市場迅速成長，智能化、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化、總線化以及節(jié)能環(huán)保成為產(chǎn)品的發(fā)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(qiáng)勁，電動汽車等新能源汽車推動汽車電子快速發(fā)展，軟件成為汽車競爭的關(guān)鍵優(yōu)勢，汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)影響深遠(yuǎn)，車載通訊及車載娛樂系統(tǒng)升級。

傳統(tǒng)車用半導(dǎo)體產(chǎn)品主要包括功率半導(dǎo)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(chǎn)業(yè)鏈帶來了全方位的市場機(jī)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(dǎo)體分 別了觸覺、認(rèn)知和動力的角色，需求量大幅增長。這其中，功率半導(dǎo)體(MOSFET、 IGBT)作為電力輸出與轉(zhuǎn)化的重要器件，是汽車電動化帶來的最主要需求增量。根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，2020 車用功率半導(dǎo)體約占全部車用半導(dǎo)體的 43%。

1、電動化：以 IGBT 為主的功率半導(dǎo)體需求爆發(fā)

功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)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(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)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(lǐng)域，國內(nèi)廠商正逐步展開國產(chǎn)替代;IGBT 可用于電機(jī)節(jié)能、軌道交通、智能電 網(wǎng)、航空航天、家用電器、汽車電子等高壓高頻領(lǐng)域，高壓下，開關(guān)速度高，電流大，但 開關(guān)速度低于 MOSFET。

新能源汽車對功率半導(dǎo)體需求大幅提升。在傳統(tǒng)汽車場景下，功率半導(dǎo)體主要應(yīng)用于啟 動、發(fā)電和安全領(lǐng)域，包括直流電機(jī)、電磁閥、繼電器、LED 驅(qū)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(dāng)電池輸出高壓時(shí)， 需要頻繁進(jìn)行電壓變化，對電壓轉(zhuǎn)換電路需求提升，相關(guān)的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要有：主傳動/逆變器、車載充電器(On Board Charger)、3)HV-LV DC-DC 轉(zhuǎn)換、高壓輔助驅(qū)動、電池 管理系統(tǒng)(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(fā)動 機(jī)管理系統(tǒng) EMS，決定著駕駛行為，設(shè)計(jì)應(yīng)最大限度地減少開關(guān)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(jià)值量非常 高，占據(jù)整個(gè)電控系統(tǒng)成本的 40%以上(電控系統(tǒng)占整車成本 15~20%)。

根據(jù) Trend Force 等機(jī)構(gòu)發(fā)布數(shù)據(jù)，平均一臺傳統(tǒng)燃料汽車半導(dǎo)體價(jià)值量約 450 美元，一 臺純電動汽車半導(dǎo)體價(jià)值量約 750 美元，Infineon 給出的數(shù)據(jù)，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(lǐng)域?qū)φw功率半導(dǎo) 體需求增量的拉動相對較小。

2、智能化：視覺系統(tǒng)、MCU，存儲需求大幅增長

智能汽車電子電氣的五大架構(gòu)：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(tǒng)、 觸控系統(tǒng)和車載充電等;底盤域包括剎車裝置、轉(zhuǎn)向裝置、車身穩(wěn)定裝置和減震裝置;動 力域包括動力傳遞系統(tǒng)，主逆變器、發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)等;自動駕駛域包括速度控制系統(tǒng)、 緊急剎車系統(tǒng)、盲點(diǎn)探測系統(tǒng)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(dá)。攝像頭目前 市場空間在 140 億美元，激光雷達(dá)在 63 億美元，其他傳感器包括毫米波雷達(dá)、超聲傳感 器、GPS/北斗定位系統(tǒng)等，傳感器市場到 2025 年可達(dá) 524 億美元。從自動駕駛的等級來看，從 L1 到 L4/5，L2 開始出現(xiàn)超聲波傳感器和雷達(dá)模組，L3 開始，短距雷達(dá)傳感器出 現(xiàn)，L4/5 開始激光雷達(dá)開始出現(xiàn)，超聲波傳感器和雷達(dá)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(qiáng)大。汽車的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)將更加廣泛 地采用雷達(dá)和激光雷達(dá)傳感器和攝像頭。由于多傳感器融合變得更為復(fù)雜，處理能力需得 到不斷提升，從而完善高級駕駛輔助系統(tǒng)。

3、網(wǎng)聯(lián)化：連接器、V2X 射頻芯片等聯(lián)網(wǎng)需求有望增長

除了電動化、智能化以外，對于汽車產(chǎn)業(yè)的變革，另一大趨勢是高級汽車聯(lián)網(wǎng)，包括汽車 與基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)(V2I)、汽車與汽車互聯(lián)(V2V)和車與車聯(lián)網(wǎng)，這一功能旨在實(shí)現(xiàn)汽車 內(nèi)、外互聯(lián)，并將汽車融入物聯(lián)網(wǎng)成為其中的一部分，合稱 V2X(Vehicle to Everything)。 智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)是一個(gè)多方共建的生態(tài)體系，其中，車輛是載體，實(shí)現(xiàn)智能化是目的， 而網(wǎng)聯(lián)化是核心手段。智能交互、智能駕駛和智能服務(wù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的三大元素。

根據(jù)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖 2.0》，2025 年我國 C-V2X 終端新車裝配率達(dá)到 50%;路 測設(shè)施方面，2019-2021 年，我國將在車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)內(nèi)部署路測設(shè)施，2022 年將開始在典 型城市、高速公路擴(kuò)大覆蓋范圍。目前，國內(nèi)已經(jīng)具備 C-V2X 通信芯片、模組以及車載 終端的量產(chǎn)基礎(chǔ)。

整體來看，碳中和背景下，發(fā)展新能源對于汽車行業(yè)的塑造是革命性的，電動化、智能化 和網(wǎng)聯(lián)化作為三個(gè)遞進(jìn)的層級，重塑了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)、架構(gòu)和發(fā)展方向。汽車行業(yè)的 變革也給電子行業(yè)帶來了全方位、多產(chǎn)業(yè)鏈的變化。根據(jù) Gartner 預(yù)測，2020-2025 年汽 車半導(dǎo)體市場將得到快速發(fā)展，按應(yīng)用來看，高級輔助駕駛系統(tǒng)、電動/混動模塊增速最 快，CAGR5 分別達(dá)到 31.90%和 23.10%。按設(shè)備來看，通用芯片、集成基帶、射頻接收 器、各類非光學(xué)傳感器及汽車存儲相關(guān)產(chǎn)品需求增速都維持旺盛態(tài)勢。

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