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2023年下半年開始，汽車進(jìn)入庫存調(diào)整模式，部分汽車芯片供應(yīng)得到緩解，部分汽車芯片仍然緊俏，交期不斷拉長。但是長期來看，隨著單車搭載芯片價(jià)值量的提升，以及新能源汽車規(guī)模的不斷增長，汽車芯片市場仍保持增長狀態(tài)。
基于此，蓋世汽車研究院從產(chǎn)業(yè)概況、市場分析、未來趨勢展望、國產(chǎn)代表企業(yè)方案四個(gè)維度對(duì)車規(guī)級(jí)芯片行業(yè)進(jìn)行研究分析，本報(bào)告主要內(nèi)容如下：
產(chǎn)業(yè)概況
車規(guī)級(jí)芯片通常指汽車用集成電路、分立器件、傳感器和光電子等元器件及模塊。相比消費(fèi)級(jí)芯片，車規(guī)級(jí)芯片工作環(huán)境更惡劣、可靠性和安全性要求更高、認(rèn)證流程更長，進(jìn)入車企和Tier1的門檻較高。根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能不同，汽車芯片主要分為控制類、計(jì)算類、功率類、傳感類、存儲(chǔ)類、模擬類、通信類、安全類、驅(qū)動(dòng)類、其他類等10個(gè)類別，應(yīng)用場景包括動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、座艙系統(tǒng)及智駕系統(tǒng)五個(gè)方面。
新能源與智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展給車規(guī)級(jí)芯片帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。隨著電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化的提速，汽車功能不斷豐富，汽車單車芯片的數(shù)量和價(jià)值也將持續(xù)增長，如具備L3級(jí)自動(dòng)駕駛功能的純電動(dòng)車相較于L1級(jí)自動(dòng)駕駛的燃油車的單車芯片數(shù)量增加了200-300顆，單車價(jià)值增加約124%。
隨著我國將智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車、集成電路等納入國家發(fā)展戰(zhàn)略，我國汽車芯片的發(fā)展進(jìn)入提速階段。從政策端看，多地政府針對(duì)汽車芯片產(chǎn)品領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)、技術(shù)培育出臺(tái)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，支持和鼓勵(lì)車規(guī)級(jí)芯片發(fā)展。從產(chǎn)業(yè)端看，我國芯片產(chǎn)業(yè)布局車規(guī)芯片的企業(yè)相對(duì)完善，不同汽車芯片國產(chǎn)化率從不到5%到20%左右，尤其是在功率半導(dǎo)體、計(jì)算控制芯片等領(lǐng)域國產(chǎn)化率相對(duì)較高。從應(yīng)用端看，我國車企正加快通過投資、合資、自主研發(fā)等途徑來構(gòu)建安全和成本可控的芯片供應(yīng)鏈。上汽集團(tuán)規(guī)劃2025年國產(chǎn)芯片占比力爭達(dá)到30%，東風(fēng)集團(tuán)表示到2025年將實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)芯片國產(chǎn)化率60%，理想汽車芯片的國產(chǎn)化率已超過25%。
市場分析
在汽車新四化趨勢逐漸明確的背景下，汽車芯片整體市場將保持增長，預(yù)計(jì)2030年全球市場規(guī)模超千億美元。從市場格局來看，目前汽車芯片市場仍由國外企業(yè)主導(dǎo)，2023年全球汽車芯片市場TOP12都為國外廠商，TOP12市占率為77.2%。
從汽車芯片細(xì)分市場來看，增長潛力較大的有車規(guī)MCU芯片、SoC芯片、存儲(chǔ)芯片、通信芯片、模擬芯片等，以下逐一闡述。
車規(guī)MCU市場
MCU是汽車信息運(yùn)算處理的核心部件，廣泛應(yīng)用于汽車各大系統(tǒng)。目前全球汽車MCU市場被外資廠商壟斷，2023年TOP5廠商市占率約90%。
目前，英飛凌、意法半導(dǎo)體、恩智浦等國際大廠都在推動(dòng)車規(guī)MCU往更先進(jìn)制程、更高算力和更高集成度等方向升級(jí)，以滿足未來汽車跨域高性能MCU的市場需求。國內(nèi)車規(guī)MCU企業(yè)也在快速成長，并切入智駕、底盤、動(dòng)力等中高端應(yīng)用領(lǐng)域。例如國芯科技的車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)品已覆蓋車身、域控、動(dòng)力總成、線控底盤、新能源電池管理、座艙音頻以及輔助駕駛等各領(lǐng)域，其智架和域控MCU已經(jīng)流片和小批量裝車。
車規(guī)SoC市場
在智駕SoC領(lǐng)域，除特斯拉自研外，英偉達(dá)成為主流選擇，國內(nèi)地平線、愛芯元智、華為、黑芝麻等開始起量；在座艙SoC領(lǐng)域，高通斷層式領(lǐng)先，國內(nèi)芯擎科技和華為率先量產(chǎn)搭載，國產(chǎn)高性能計(jì)算SoC正在挑戰(zhàn)行業(yè)巨頭。
隨著智能座艙與自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展，其所需的SoC芯片性能要求不斷提高，車規(guī)級(jí)SoC正向艙駕一體SoC升級(jí)發(fā)展，英偉達(dá)、高通、黑芝麻均已推出艙駕一體單SoC芯片產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2024-2025年量產(chǎn)上車。
車規(guī)存儲(chǔ)芯片市場
汽車存儲(chǔ)芯片主要應(yīng)用在車載中控、車載后視鏡、車載導(dǎo)航儀、行車記錄儀等領(lǐng)域，支持智能座艙、車聯(lián)網(wǎng)和智能駕駛等功能的實(shí)現(xiàn)。ADAS升級(jí)和車內(nèi)體驗(yàn)是汽車存儲(chǔ)市場增長的核心驅(qū)動(dòng)力。
從市場格局來看，目前車規(guī)存儲(chǔ)芯片市場由三星、美光、海力士等頭部外商壟斷，國內(nèi)廠商逐步開始量產(chǎn)車規(guī)級(jí)產(chǎn)品。例如江波龍?jiān)谲囕d領(lǐng)域已推出車規(guī)級(jí)eMMC和車規(guī)級(jí)UFS存儲(chǔ)芯片產(chǎn)品，目前已廣泛應(yīng)用于小鵬、比亞迪、上汽、廣汽、一汽、長安、奇瑞等主流汽車品牌，車用存儲(chǔ)產(chǎn)品已形成先發(fā)優(yōu)勢。
車規(guī)通信芯片市場
智能汽車滲透率提升疊加汽車對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度要求倍數(shù)增長，以及E/E架構(gòu)的集中化，使得未來以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)芯片的需求將大幅增加，車載以太網(wǎng)物理層PHY芯片市場也將隨之高速增長。目前以太網(wǎng)芯片市場高度集中，博通、美滿、瑞昱、TI、高通、微芯六家供應(yīng)商占據(jù)90%以上份額。國內(nèi)車載PHY芯片企業(yè)較少，主要有裕太微電子、景略半導(dǎo)體、昆高新芯、鑫瑞技術(shù)等。
與物理層芯片相比，車載SerDes芯片主要應(yīng)用于高帶寬、低成本、攝像頭和顯示屏之間的高速傳輸。汽車智能化趨勢持續(xù)帶動(dòng)車載攝像頭的需求，進(jìn)而帶動(dòng)車規(guī)SerDes芯片市場增長。在車載SerDes芯片領(lǐng)域，德州儀器、美信半導(dǎo)體幾乎壟斷了全球車載顯示SerDes與車載攝像頭SerDes市場，國內(nèi)廠商逐漸開始嶄露頭角，瑞發(fā)科、慷智已有產(chǎn)品量產(chǎn)上車。
車規(guī)模擬芯片市場
目前模擬芯片在車用芯片中占比接近30%。全球模擬芯片行業(yè)競爭格局穩(wěn)定且分散，市場競爭激烈，但仍由歐美跨國公司主導(dǎo)。本土模擬芯片廠商多以電源管理芯片切入汽車市場，產(chǎn)品多應(yīng)用于低附加值領(lǐng)域。目前模擬芯片的國產(chǎn)替代率增長較快，本土廠商在技術(shù)、產(chǎn)品和市場各方面均在加速成長。
國內(nèi)模擬及混合信號(hào)芯片廠商納芯微在汽車電子領(lǐng)域已經(jīng)有較完善的解決方案，涵蓋信號(hào)鏈、電源管理、傳感器等多個(gè)方向，其車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)品已全面覆蓋智駕與座艙、車身與底盤控制、LED 照明驅(qū)動(dòng)、熱管理系統(tǒng)、動(dòng)力總成、信息娛樂等車載各領(lǐng)域，并已在大量主流整車廠和 Tier1 實(shí)現(xiàn)批量裝車。2024年上半年，納芯微汽車電子營收占比已超 33%，汽車芯片自 2022 年以來累計(jì)出貨超4億顆。
趨勢展望
RISC-V架構(gòu)有望成為汽車芯片架構(gòu)的新選擇。相比ARM和X86架構(gòu)，RISC-V架構(gòu)靈活、精簡、開發(fā)成本更低，目前已獲得多家頭部汽車芯片企業(yè)青睞。從中長期來看，隨著RISC-V軟件生態(tài)逐漸完善，其有望在智駕、座艙、動(dòng)力和安全等車規(guī)場景得到應(yīng)用。
存算一體有望成為AI大模型時(shí)代的新需求。存算一體芯片能較好解決傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)的“存儲(chǔ)墻”和“功耗墻”問題，并且能不依賴先進(jìn)工藝做出大算力芯片，同時(shí)兼顧能效和成本，有望成為高能效AI芯片架構(gòu)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑。
Chiplet芯粒成為汽車高性能SoC開發(fā)新突破口。Chiplet 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部異構(gòu)集成與異質(zhì)集成的功能，相比單片SoC具備成本低、周期短等優(yōu)點(diǎn)，有望成為汽車高性能SoC開發(fā)新的突破口。
