汽车芯片行业报告

1、目录CONTENTS现状：汽车“三化”提速，芯片应用显著提升缺芯复盘：供应链先天不足是主因，疫情冲击等火上浇油趋势：供需偏紧格局将持续，国内厂商市场机遇显现投资建议及风险提示3汽车“三化”提速，车载芯片得到广泛应用 随着电动化、网联化和智能化的提速，汽车信息化水平空前提升，芯片应用快速增加。最早，车上的设备全部是机械式的；随着电子工业的发展，汽车的一些控制系统开始了从机械化到电子化的转换。目前，汽车芯片已经广泛应用在动力系统、车身、座舱、底盘和安全等诸多领域。而汽车芯片与计算、消费电子芯片不同的是，汽车芯片很少单独亮相，都是内嵌在各大功能单元中，而且多数场合是核心。 汽车芯片种类较为庞杂，主要

2、分四类：一是功能芯片，主要是指MCU（微控制器芯片）和存储器，其中MCU负责具体控制功能的实现，承担设备内多种数据的处理诊断和运算；二是主控芯片，在智能座舱、自动驾驶等关键控制器中承担核心处理运算任务的SoC，内部集成了CPU、GPU、NPU、ISP等一系列运算单元；三是功率半导体，主要是IGBTs和MOSFETs；四是传感器芯片，包括导航、CIS和雷达等。 车载芯片应用分布 目前车上应用的主要芯片种类子系统主 要 应用的芯片MCU/AP/DSPDRAM子系统主 要 应用的芯片LEDMCU车身NAND/eMMCCOMSCIS车内传感器MCULED显示芯片MCUASIC底盘ASSP动力功率半导体

3、功率半导体资料来源：三星、平安证券研究所车规级芯片开发、认证和导入测试周期长，上车门槛高 车载芯片开发流程和导入周期相比于消费级芯片，车规级芯片验证周期较长（3-5年），进入Tier1或车厂需要进行严苛的认证工作。认证工作主要有两项：1）北美汽车产业所推的AEC-Q100（IC）；2）符合零失效（ZeroDefect）的供应链品质管理标准ISO/TS 16949 规范。整体来看，汽车芯片主要关注三个方面：1）可靠性要求，相关标准包括AEC-Q100、 IATF 16949规范、各国法规及车厂要求等；2）设计寿命，20年以上；3）高安全性要求， 包括功能安全国际标准ISO 26262、ISO 2

4、1448预期功能安全、ISO21434等。 不 同 汽车芯片工作温度等级 车载芯片与消费级芯片主要指标对比指标温度车载消费型等级低高系统用途-40-1750-125发动机管理、动力转向、刹车、安全气囊等0零下40150 动力、安全系统125 车身控制系统105 行驶控制系统震动静电湿度50G15-25KV95%5G2KV12零下40零下40防盗、灯光、雨刷、门锁等质量40%-80%仪表盘、座椅、空调、倒车雷达、车窗等不良率约1ppm（Parts Per Million）约200ppm34零下40085 通信系统70 娱乐系统GPS导航、移动通信、FM等寿命20年10年持续供给期-10年以上1.

5、5-2年音响、显示屏等资料来源：中国市场学会、ACE-Q100、平安证券研究所汽车功能芯片以成熟工艺为主，主控芯片在持续追求高端制程 不同汽车芯片对工艺的要求存在较大差异。1）功能芯片主要是依靠成熟制程。汽车芯片由于不受空间限制，高集成度的要求并不是非常紧迫，而且主要功能芯片用在发电机、底盘、安全等低算力领域，安全性、可靠性和低成本成为主要考虑因素，成熟工艺正好符合此类芯片的需求。因此，我们看到，汽车上大部分所需芯片的制造技术是 15 年前或更早的。为了进一步降低成本，芯片行业在 2000年之后开始使用300 毫米晶圆，但大部分旧的200 毫米的生产线仍在继续使用。2）主控芯片持续向高端制程迈

6、进。近年来，随着汽车智能化的发展，更高级别的自动驾驶对高算力的急迫需求，正在推动着汽车算力平台制程向7纳米及以下延伸。 汽车芯片应用晶圆尺寸和工艺制程节点 汽车芯片所应用的制程分布器件类型系统子系统晶圆（MM） 工艺（nm）60%50%40%30%20%10%0%高性能 FV 摄像头、ADAS 域控制器、音响主机、驾驶舱域控制器、仪表盘、30054.00%AI芯片, SoCs, ADAS,信16, 14, 7, 5GPUMCU息娱乐全部车辆域控制器在所有域中，每个 ECU 都有一个200,30016 to 40 nmMCU信息娱乐 、信息娱乐主机、仪表盘、ADAS 前视ADAS存储芯片3001

7、0 to 18 nm5 to 65 nm摄像头、ADAS 域控制器CIS全部摄像头200, 300显示驱动IC 信息娱乐 数字仪表盘、音响主机、其他显示器 200, 300每个 SoC 和调制解调器都需要特55 to 180 nm18.50%17.50%定的电源管理 IC。所有域中每个ECU 中的模拟 ASIC/ASSP；用于远程通信和控制的射频器件模拟/混合信号、电源管理IC、RF 组件全部20056 to 180 nm功率分立器件xEV, 底盘 用于 xEV、底盘的电力电子设备 200MEMS 传感器全部 压力、流量、惯性、湿度、红外线 20090 to 110 nm180 nm高端制程主

8、流制程成熟制程资料来源：IDC、IHS、平安证券研究所汽车芯片以Tier2的身份参与市场，与Tier1和主机厂关系牢固 汽车芯片厂商一般作为Tier2（二级供应商）参与整个汽车供应链，传统芯片（功能芯片）厂商竞争格局相对稳定，英飞凌、恩智浦、瑞萨、意法半导体、TI等公司位居市场前列，在MCU、功率半导体、传感器等细分赛道上，都有着自己的专长，与Tier1（一级供应商）形成了牢固的供应关系。 近年来，随着自动驾驶对算力要求的提升，大算力尤其是AI芯片需求上升，智能计算、消费级赛道的玩家开始进入该领域，我国一些创业企业在该领域也有了一席之地。 车载芯片供应链及全景图 全球主要车载芯片供应商产品布局

9、公司芯片产品英飞凌 功率半导体、辅助和安全系统、舒适性和车身、微控制器和高性能内存等汽车门禁和防盗器、车载网络、汽车娱乐、ADAS、ABS、网关、电池管理、汽车照明、传感器、远程信息处理、传输/油门控制恩智浦意法半导体连接器、汽车微控制器、ADAS、传感器、电源驱动、碳化硅器件、车身、底盘和安全瑞萨微控制器、动力总成、安全、底盘、摄像头和视频信号处理、电源系统德州仪器 信息娱乐和仪表盘、ADAS、被动安全、混合动力、电动和动力系统、车身电子和照明安森美 动力总成、电源管理、车载网络、信息娱乐、ADAS、人工智能、传感器、LED 照明罗姆音频/信息娱乐、HVAC 控制、车身、电子助力转向、电池管

10、理/充电ADAS、信息娱乐、动力总成、车身和底盘、安全ADI英特尔/Mobileye高级驾驶辅助系统英伟达 信息娱乐和导航、ADAS、后座娱乐、数字仪表盘Melexis 执行器、模拟和数字半导体、传感器、智能电机驱动器Maxim 串行链路、LED 照明、智能钥匙、信息娱乐、传感器、高集成电源、EV 电池Elmos 传感器、电机控制、嵌入式系统赛灵思 汽车级可编程 SoC、FPGA录像机、车内和驾驶员监控摄像头、电子后视镜、全景监控、前置摄像头、高级驾驶辅助安霸系统资料来源：公司网站、平安证券研究所汽车芯片占全球半导体应用的12%，MCU和模拟电路等占比居前整体规模看，汽车芯片占整个集成电路市场

11、的10%上下。据SIA数据显示，2020年汽车芯片收入规模达到501亿美元，同比下降0.3%，占整个芯片市场的比重为12%。从产品结构上看，MCU、模拟电路占比居前。据ICVTank数据显示，2019年全球汽车芯片中，MCU占比达到30%，模拟电路占29%，传感器约为17%，逻辑电路占10%，分立器件和存储器市场份额均为7%。市场格局变化不大。英飞凌在收购了Cypress之后，稳居市场第一位，公司在功率半导体、MCU等方面处在领先地位；恩智浦和瑞萨竞争力较强，其中瑞萨在MCU市场上处于领先地位。2020年全球芯片各主要应用收入及占比 2019与2020年全球汽车芯片主要厂商市场份额收入（亿美元

12、）增速100%90%80%160025%20%15%10%5%142221.20%1376140012001000800600400200050.951.670%60%50%40%30%20%10%0%8.20%7.68.18.77.58.38.51.20%530-3.00%5290%501-0.30%11.313.4201910.913.2-5%-10%46 -11.80%2020-15%英飞凌 (含Cypress) 恩智浦 瑞萨 TI 意法半导体 其他电脑通信消费电子工业汽车政府资料来源：SIA、Strategy analytics、平安证券研究所重要单品|MCU是功能芯片的主角，新能源汽

13、车中应用明显增多MCU是把中央处理器、存储、定时器、输入输出接口集成在同一个芯片上的微控制单元，也称单片机。MCU主要用于自动控制的产品和设备，可应用于工业、汽车、通讯与计算机、消费类电子领域。其中，汽车是MCU最大的应用领域，传统汽车单车会平均用到70个左右，而新能源汽车则需要用到300多个，应用领域包括ADAS、车身、底盘及安全、信息娱乐、动力系统等，几乎无处不在。 MCU在车上应用示意图MCU在车上的主要功能位置上的应用汽车域MCU所应用的系统ADAS辅助泊车、雷达、前向摄像头、ADAS控制器等采暖通风及空调（HVAC）、车灯、门锁控制、座椅、网关、胎压监测（TPMS）、盲点监测系统（B

14、AS）等车身安全气囊、刹车、防盗、转向（EPS）、悬架、保险及继电器盒、电子稳定性控制（ESC）、电子驻车制动器、定速巡航（CCS）、防抱死刹车系统（ABS）、自适应巡航控制系统（ACC）、自动紧急制动系统（AEB）等底盘及安全音响、抬头显、CD播放器、仪表盘、屏、麦克风、后视镜、车载信息服务系统、人机界面等信息娱乐动力四驱系统、变速器控制单元、冷却系统、发动机、油泵等资料来源：NXP、CSDN、平安证券研究所重点单品|汽车MCU将延续较快增长，市场格局固化且难以改变汽车MCU将延续较快增长。IC Insights统计数据显示，2020年全球车用MCU市场规模为62亿美元。2021年，汽车MC

15、U需求旺盛，预计市场规模大幅增长23%，达到76.1亿美元；2025年，市场规模预计将达到近120亿美元，对应2021-2025年复合平均增速为14.1%，该复合增速明显高于未来三年整体MCU市场的增速8%。车载MCU群雄割据的局面在持续。瑞萨、恩智浦和英飞凌市场领先，德州仪器、微芯科技、意法半导体等也有比较强的竞争力，这些厂商与车厂形成了较为紧密的关系，新进入者难度较大，国内市场也基本为国际龙头大厂占据。不同厂商的产品难以相互替代，很大一部分原因是，MCU产品架构具有独特性，找到第二家产品进行替换的可能性不大，这也给整个产业链带来了潜在的风险。 全球汽车MCU市场规模预测（亿美元） 全球汽车

16、MCU市场格局（IHS，2021.1）意法半导体其他2%140120100805%120微芯科技7%德州仪器瑞萨电子30%7%76.16260英飞凌23%40恩智浦半导体2026%0202020212025资料来源：IC Insights、平安证券研究所重点单品| 32位 车载MCU是主流产品，未来占比还将继续扩大车载MCU按照位宽划分，主要包括8位、16位和32位三类产品。其中，8位主要应用于一些简单场景的控制，比如空调、风扇、雨刷器、车窗等；32位则主要面向的是对自动化、算力、实时性要求比较高的领域，占比接近80%，是主流；16位性能和成本处于中间位置，主要应用于动力和安全领域。从产品趋势

17、上看，未来32位产品占比还将继续提升，主要是对16位产品的替代。随着汽车对精细化控制需求的增加，32位产品在传动和安全在经过一段时间验证之后，占比还会上升。 车载MCU产品分类及应用 2021年不同位宽车载MCU收入占比（预测值）产品特点应用领域低成本、低功耗、易开发主要应用于风扇、空调、雨刷、天窗、车窗、座椅、门锁等低端功能的控制8位8位6%16位17%用于中端设备，主要应用场合为引擎控制动、离合器控制、底盘机构和悬挂、电子剎车、电子式动力方向盘，和电子式涡轮系统等动力和传动系统。介乎8位和32位中间16位32位主要用于预碰撞（Pre-crash）模块、自适应巡航控制（ACC）、驾驶辅助系统

18、、电子稳定程序等安全功能、复杂的X-by-wire等传动功能，以及多媒体信息系统（TelemaTIcs）、安全系统和引擎控制方面等需要较高运算性能、实时性能的模块。处理能力强，速度快，但开发难度较大，成本较高32位77%资料来源：IC Insights、平安证券研究所重点单品座舱芯片将支持“一芯多屏”，智能化提升将带动芯片需求 智能座舱芯片主要支持信息娱乐和仪表盘，参与者相对较多。座舱芯片的主要玩家包括恩智浦、德州仪器、瑞萨电子等传统汽车芯片厂商，及高通、三星等消费电子领域的厂商。全球来看，高通在中高端座舱芯片市场上的优势明显，其最新产品SA8295P采用了全球5nm制程，目前已经启动了和主流

19、车厂的合作。国内来看，华为和地平线较为领先。 智能座舱渗透率的提升将为座舱SOC提供增长动力。据IHS统计，全球市场及中国市场的智能座舱新车渗透率逐年递增，预计2025年将分别增长至59.4%、75.9%。从趋势上看，座舱芯片将重点向“一芯多屏”方向发展，即一块大芯片同时为液晶仪表盘、信息娱乐屏等提供支撑。芯片本身也将朝着小型化、集成化、高性能化的方向发展。 主要汽车芯片厂商智能座舱芯片对比 智能座舱新车渗透率及预测厂商芯片算力制程合作车企奥迪A4/Q7、BBA、吉普、本田、捷豹、Acura、尼桑602A-28nm820A320GFLOPS430GFLOPS1142GFLOPS14nm11nm

20、7nm奥迪A4L、小鹏P7、小鹏G3 2020SA6155PSA8155P-高通三星威马SA8195P2100GFLOPS7nm-SA8295P30TOPS-5nm8nm沃尔沃、本田、雷诺、集度等奥迪、三星哈曼Exynos auto v9瑞萨华为R-CAR H3麒麟990A288GFLOPS3500GFLOP16nm28nm大众极狐阿尔法SJ2J3J54000GFLOPS5000GFLOPS96TOPS16nm16nm7nm地平线上汽、长安、东风、比亚迪资料来源：公司官网、IHS、平安证券研究所重点单品自动驾驶芯片参与者增多，大算力、开放化成为趋势 海量数据处理需求驱动自动驾驶芯片算力增长 自

21、动驾驶的核心是人工智能算法的应用，对自动驾驶主控芯片的要求主要是足够强的算力，一般都是采用CPU+加速芯片的模式进行异构计算。自动驾驶芯片的主要参者包括国外的Mobileye、英伟达、高通，以及国内的华为、地平线、黑芝麻等，同时国内的零跑和国外的特斯拉两家车企也在自研自动驾驶芯片。 自动驾驶芯片的供应方式可分为软硬件一体式方案和软硬件分离的开放式方案，开放式方案受欢迎程度在上升。Mobileye的ADAS芯片采用一体化模式，其2019年全球ADAS芯片占有率达70%左右；英伟达、高通、地平线等企业采取了相对开放的商业模式，既可提供一体式方案，也允许客户自己写算法。 自 动 驾驶芯片的主要参与者

22、 自动驾驶芯片的供应方式对比厂商主要产品合作企业供应方式内容优点缺点应用Drive PX2、Drive ARX Orin系列自动 丰田、奔驰、奥迪、沃尔沃、吉利、德赛西威、百英伟达挡驾驶芯片度等软硬件一体式方案（封闭式）会导致客户开发的灵活度下降Mobileye的ADAS芯片MobileyeEyeQ5 芯片封闭版算法+ 芯片绑定短期有利于提升市占率骁龙B201智能座舱芯片、自动驾驶平台Snapdragon Ride高通华为大众、奥迪、捷豹路虎、本田、比亚迪、吉利等奥迪、奔驰、沃尔沃、比亚迪、上汽、长城、长安等鲲鹏920、昇腾31、麒麟710等征程系列AI芯片满足差异化的需求；在硬件不变的情况下

23、，软硬件分离式方案（开放式）英伟达、高通、地平线MobileyeEyeQ5 芯片开放版算法、芯 借助软件的自学习、片分离地平线黑芝麻奥迪、博世、长安、比亚迪、上汽、广汽等上汽、一汽、比亚迪、通用、博世、蔚来等-自迭代而进行整体的性能升级（“软件定义汽车”）华山系列资料来源：中国汽车基础软件发展白皮书 2.0、平安证券研究所重要单品|传感器在中高速、低速自动驾驶场景都在应用工况的不同需要选择不同的传感器：1）行车主要运行工况为中高速，需要选用检测距离较远的传感器。目前应用的传感器主要有：摄像头、毫米波雷达、激光雷达。2）泊车运行在低速，一般选用检测距离10m内传感器。目前应用传感器主要有：雷达、

24、摄像头。摄像头是车上应用最广泛的传感器之一，其核心是COMS图像传感器（CIS）。相比于消费级CIS，车载CIS需要解决更多的出行工况的具体问题，比如高动态范围、LED灯频闪、低照和安全性保证等。目前，安森美、韦尔股份在这个市场上处于领先地位。 不 同 车载传感器对比 车载CIS特殊技术需求点不同挑战具体问题传感器摄像头检测距离/范围优点缺点在同一个场景中，既有低照的区域，也有高亮的区域，高亮和低照的比值就被定义为这个场景的动态范围。对于车载图像来说，需要能够将低照和高亮的区域都表现出来，要求传感器探测更宽的场景照度范围，而不损失明暗处细节。汽车图像传感器的动态范围要超过120dB，通常在12

25、0dB-140dB之间。长焦FOV15 200m长焦FOV15 200m长焦FOV15 200m受天气和光线影响， 对环境因素敏感，算无直接的距离信息高动态范围法复杂距离、景深信息丰富，对障碍物识别率搞24GHz 中短距离 30-50m77GHz 中短距离 100-150m毫米波雷达激光雷达检测点稀疏，信息少LED灯是交流脉冲光源，其频率与占空比是可变的，LED灯脉冲频率越低，占空比越小，曝光时间越短。人的视觉是发现不了其中的空隙，是连续的“点亮”状态，但是传统车载摄像头可以捕捉到亮和暗的属性，传回来的画面里出现信息缺失或者信息错误，比如采集到的是明暗或者持续闪烁的图像信息。LED灯频闪信息丰

26、富、抗干扰能力强成本高、目前车规级少100m左右在光照不足，又不可能大规模安装补光照明设备的条件下，获得清晰的图像。消费电子可以补光或者闪光灯来弥补光线不足的问题。低照超声波雷达环视摄像头数米范围体积小，成本低距离有限1）车规级安全要求高；2）环境温度范围大（-40到105度），消费电子在0-60度，而且传感器性能对温度又十分敏感；3）对使用寿命要求较长，8-10年。安全性5m以内成本低，技术成熟对光照、大气敏感资料来源： 中国汽车基础软件发展白皮书 2.0、平安证券研究所重点单品车载CIS受益于自动驾驶落地，市场规模将快速提升 车载CIS是ADAS的核心传感器，可以弥补雷达在物体识别上的缺陷

27、，也是最接近人类视觉的传感器，其在汽车领域应用广泛。CIS从早期用于行车记录、倒车影像、泊车环视等场景，正逐步延伸到智能座舱内行为识别和ADAS辅助驾驶，应用潜力开始凸显。 由于新增了自动驾驶功能，汽车的摄像头需求量将快速增加，相应CIS的需求量也将明显提升。如果在2023年能够实现L3以上级自动驾驶的落地，单车摄像头数量有望上升到11目到16目左右。结合全球每年8000万到1亿辆的汽车销量，摄像头需求量最多可能在16亿颗左右，CIS均价可能在5美金以上，市场规模可能达到80亿-100亿美元。 L4-L5级车载摄像头需求量分布全球ADAS汽车主要主要传感器市场规模及预测（亿美元）功能前视L 4

28、-L5自动驾驶摄像头需求量收入（2020）收入（2025）1009190807060504030201001-3目，1目为主，一些高端的车或者具备比较先进的自动驾驶的可能需要3目的摄像头81侧向后向2目-4目1目环视及APA舱 内 驾驶员监测乘客状态（可能）4目3835351目-2目1目13行车记录仪或者事件记录仪（ 政 策要求）1目1.70.04合计11目-16目Lidar雷达计算摄像头模组资料来源：YOLE、平安证券研究所重要单品|功率半导体：IGBT应用广泛，本土厂商正在发力 车载IGBT模块性能要求功率半导体是新能源汽车中使用最多的半导体器件之一。新能源车电池普遍使用高压电路，对电池输

29、出的高电压进行电压变化的需求大幅上升，因此需要大量DC/AC逆变器、变压器、整流器等大量用到功率半导体。其中，IGBT下游应用中，30%来自于新能源汽车。应用要求海拔电机控制器IGBT模块=4000m=4000m随着国内新能源车渗透率的提升，IGBT等功率半导体的需求也将实现快速增长。国内厂商如时代电气、比亚迪半导体、斯达半导、新洁能等厂商正在加快在这个领域发力，国产替代正在推进中。纯电动：-40-85；混合动力：-40-105环境温度震动范围结温=175=10g=10g 功率半导体在新能源车中的应用 国内IGBT下游应用分布乘用车：=10年，24万KM；商用车=8年，60万KM温度循环：25

30、-105，=20000次；同等条件下工业级：5000次寿命汽车级IGBT或者定制模块功率密度效率=17KW/L=98%-额定30KW-135KW；峰值55KW-220KW功率等级300A-820A电压等级频率直流电压384V-540V 650V-1200V4KHz-10KHz-资料来源：比亚迪、集邦咨询、平安证券研究所目录CONTENTS现状：汽车“三化”提速，汽车芯片应用大幅提升缺芯复盘：供应链先天不足是主因，疫情冲击等火上浇油趋势：供需偏紧格局将持续，国内厂商市场机遇显现投资建议及风险提示17复盘2020年以来汽车“芯片荒”席卷全球，车企减产严重 2021年国内外主要车厂停产情况（部分）

31、2020年下半年以来市场上出现了“芯片荒”，汽车芯片受到的影响最大，车企不得不大规模削减产量。大众、通用、福特、本田、丰田等一线厂商也因缺芯，出现了不同程度的减产甚至停产，不少汽车企业均未完成年度销量目标。 根据AFS统计，2021年，由于芯片短缺，全球汽车市场累计减产量约为1020万辆。其中，亚洲车厂受到的影响最大，除了中国减产接近两百万辆之外，亚洲其他地区减产也达到了174万辆；北美和欧洲同样也大规模削减了产量。 主 要 车企国内优惠/现车情况公司奔驰车型优惠/现车情况2021年全球各地区汽车累计减产量（万辆）新款 无优惠，有现车。一年内符合要求的二手车可以按C260L 开票价格回收350

32、317.8中期改款优惠1万，等车1-2月。一年内符合要求的二手车可E260L 以按开票价格回收295.4300325Li 无优惠，无现车250宝马198.2525Li 有优惠，等车2个月20015010050174东风本田 思域 需加价，无现车，等车两个月广汽丰田 汉兰达 无现车，等车4-6个月高尔夫 无优惠，无现车，等车2-3个月35.5一汽大众速腾 部分优惠，部分现车，等车2-3个月6.50上汽大众 途观L 无优惠，等车1个月北美洲欧洲中国亚洲其他地区南美洲中东/非洲资料来源：AFS、公司公告、平安证券研究所诱因|供应链先天不足、“天灾”、“人祸”等引发汽车缺芯潮 2020年下半年开始并影

33、响至今的汽车缺芯潮，已经在2021年带来了超过千万 汽 车 缺芯时间线辆的汽车产量的损失，2022年1季度，相关影响还在延续。 一方面，汽车行业供应链固有的缺陷在放大，车厂对汽车市场需求判断存在偏差；另一方面，汽车芯片生产的产能本来紧张，加上消费电子等方面的挤压，留给汽车芯片的产能十分有限，而且短期新增产能的可能性不大。 多 因 素合力诱发“缺芯潮”资料来源：前瞻产业研究院、平安证券研究所复盘|车载芯片产能投资保守，难以响应突发需求增长 全球汽车芯片产能投资相对保守。如前所述，车载芯片占全球半导体市场总销售额比例在10%上下，占比不高。以全球最大晶圆代工厂台积电为例，车载芯片业务占其业务总比例

34、基本不超过5%。而且，车载芯片毛利率相较于消费电子而言较低，且技术要求严格，代工厂商在该领域意愿不足。 需求端也出现了误判。2020年以前，汽车市场低迷，车厂和Tier1对芯片需求预期非常低，但是随着新能源汽车市场的恢复，供需矛盾开始凸显。按照IC Insights的预计，2021年全球汽车芯片的出货量达到524亿颗，同比增长近30%，相比前几年的低迷，可谓是大超预期。 全球汽车芯片出货量（亿颗） 全球新能源汽车销售量（万辆）资料来源：EVTank、IC Insights、平安证券研究所复盘|消费电子芯片需求增长快速，对汽车电子产能挤压明显疫情蔓延以来，远程办公、线上教育等线上化应用开始普及，

35、消费者对个人计算机、服务器等IT产品和基础设施的需求明显扩大，消费电子等芯片市场的增长抢占了部分汽车芯片产能。麦肯锡发布的报告显示，5G等应用由于需要大量与汽车芯片制程类似的射频芯片（40-90nm工艺），挤占了汽车芯片的排产，使得本来捉襟见肘的汽车芯片产能更加紧张。 细分领域半导体工艺制程节点分布（部分） 各细分领域芯片与汽车芯片节点重合情况100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%05%电气化5G物联网边缘计算20%25%30%低度重叠：低度重叠:20%45%30%45%先进及领先制程(28nm)逻辑无主处理单元存储70%现场可编程门阵列专用集成电路30%40%高度

36、重叠：相对落后的制 分立器件中等重叠：中等重叠：25%射频开关双工器天线传感器微控制器模拟（通信）10%5%程(28nm)能源管理电源单元0高端笔记本电脑高端医用核磁共振扫描仪BEV汽车（新OEM）ICE汽车（传统OEM）领先节点(450nm)成熟节点(40-450nm)先进节点(10-39nm)资料来源：麦肯锡、IHS Marke、平安证券研究所复盘芯片厂商轻制造化严重，对台积电等过度依赖加剧了芯片短缺 从缺芯的类别看，在早期只是ESP、VCU、TCU等控制类系统的芯片供应短缺，而随着疫情的发酵和芯片市场的炒作，到2021年第三季度的后期，连收音机、车载中控屏、汽车灯具等传统部件都开始出现缺

37、芯。 近年来，芯片厂商开始轻制造化，尤其是AI芯片、汽车MCU，绝大多数都开始选择代工模式。结果是这些芯片对台积电等代工厂的产线依赖严重。其中，台积电生产的汽车MCU已占据约70%的市场份额。2020年底以来，台积电排产的重点是计算芯片。汽车芯片需求大幅上升之后，台积电等厂商也很难实现转产，其他代工厂由于车规级芯片认证问题很难切进去，新建产能“远水难救近火”。 车载MCU主要供应商与台积电的合作 主要车载芯片对台积电的依赖情况资料来源：IHS、平安证券研究所复盘|车厂准时制模式弊端开始凸显，分层产业链也造成沟通不畅 丰 田 生产方式架构屋 汽车供应链普遍采用“准时制”制造模式来压低库存，以降低

38、成本、提高周转率。丰田的准时制，相比福特的流水线作业更进一步，要求采购必要数量的零部件在必要的时间送到生产线，追求无库存和最小库存。但这种模式在降本增效的同时，增加了供应链的脆弱性，一旦出现零部件短缺，就会导致供应链瘫痪。在“准时制”的背景下，车厂可能在量产的前30天取消订单，芯片厂大量的投资可能“泡汤”，一定程度上也抑制了厂商在新产能建设的积极性。 在汽车芯片供应链条中，分层明显，灵活性不足、沟通不畅等问题正在凸显。半导体供应商将芯片出售给Tier1，Tier1再将功能集成到模块中并将系统集成方案给OEM进行组装。这种模式使得Tier1无法准确把握OEM的需求，Tier2也不能做好产能规划。

39、2020底和2021年年初，车厂已经开始感觉到汽车市场的回暖，但是由于供应链的层级关系，车厂和半导体厂商并没有实现有效的沟通和协调，一定程度上加剧了芯片供应缺口。资料来源：公司网站，平安证券研究所复盘|自然灾害来袭，德州风暴使全球短缺的芯片市场雪上加霜2021年2月初，冬季风暴席卷了半导体之乡得克萨斯州，导致了供水和电网瘫痪。恩智浦、三星、英飞凌以及TI均在该州有产能，作为用水用电大户，被迫停业。NXP关闭了奥斯汀的两座8英寸工厂，损失约数百万美元；三星在奥斯汀的工厂约占其总产能的28%；英飞凌关闭在奥斯汀的一座8英寸工厂。恩智浦和英飞凌在奥斯汀的产能加起来，占了全球汽车MCU供应的5%，都受

40、到了影响。除了对工厂生产的影响之外，此次风暴对芯片物流也造成了很大冲击。德克萨斯州是全球重要的物流枢纽，对全球航空货运具有重要的地理意义。冬季风暴对空运和分拣设施产生了重大影响，让全球短缺的芯片市场雪上加霜。 美国晶圆厂分布图 2021年2月16、17日德州停电情况资料来源：ERCOT、平安证券研究所复盘|生产事故干扰，日本瑞萨设备起火加剧芯片短缺2021年3月19日，瑞萨日本工厂因电镀设备起火引发火灾，导致11台设备损坏，损坏的设备占公司所有半导体生产设备的2%。此次火灾中，影响最大就是公司的汽车芯片，占到66%。本来汽车芯片产能就紧张，瑞萨设备起火更是使得缺芯“雪上加霜”。瑞萨客户覆盖了丰

41、田、福特和日产在内的几乎所有的汽车制造商，尤其是日系车应用最广。相关影响主要体现在之后的5月份，下游车厂均出现了不同期限的停工。2021年5月，丰田、本田、日产等日本8家车厂的总产量低于200万辆，较2019年5月（疫情前）减产幅度超过30%。虽然在6月25日，瑞萨相关工厂产能恢复正常，但在7月份第三周才实现了正常交货。 受火灾影响的公司芯片（按用途划分） 受火灾影响的公司芯片（按产品划分）资料来源：Semicast Research、IHS Marke、瑞萨官网，平安证券研究所复盘|马来西亚疫情引发停产断供，汽车“芯片荒”再度升级 半导体的全球化生产链 半导体产业链高度全球化，后端劳动密集型

42、的环节主要集中在东南亚，包括马来西亚、泰国、菲律宾等，主要的汽车芯片厂在这里都有布局。2021年这些地区疫情严重，封装厂受到影响。2021年年中，意法半导体在马来西亚的工厂由于疫情加剧，停产数周。这直接导致了汽车芯片供应的恶化，停产的影响从普通的MCU扩展到了其他芯片，进而导致了全球最大汽车供应商博世的ESP/IPB、VCU、TCU等产品供货困难，严重了打击全球整车企业。 在马来西亚投资建厂的电子及半导体企业 半导体龙头企业在东南亚的布局资料来源：公司官网、平安证券研究所目录CONTENTS现状：汽车“三化”提速，汽车芯片应用大幅提升缺芯复盘：供应链先天不足是主因，疫情冲击等火上浇油趋势：供需

43、偏紧格局将持续，国内厂商市场机遇显现投资建议及风险提示27趋势：2022年行业依然受到“缺芯”困扰，减产问题依然存在 2022年，疫情和地缘冲突依然存在，汽车芯片自身产能不足的问题也并没有得到实质性的缓解，1季度的供给形势依然严峻。SusquehannaFinancial Group数据显示，2022年2月份全球芯片平均交货期延长到了半年以上，创出新高。 参照2019年，芯片正常交付期为6至9周。除了正常需求增长之外，车厂、Tier1为了避免2021年初错判需求的问题，甚至出现了“双重订购”等问题，使得产能更为紧张。AFS预计，2022年全球汽车市场累计减产量将达到76.77万辆，约占去年全球

44、汽车累计减产量的7.5%。 2021年4月以来全球芯片平均交货期及变化 各地区2021年汽车累计减产及2022年预计减产量资料来源：Susquehanna Financial Group、AFS、平安证券研究所趋势：结构性缺货将持续，模拟芯片可能成为2023年缺芯重点2022年以来，以前缺的芯片缺的更为严重。2022年2月，MCU平均交货期为35.7周（250天），超过了8个月，是市场最为短缺的芯片；其次就是电源芯片，平均交付期也较上月上升了1.5周。电 源 芯片、调制解调器等汽车模拟芯片可能是新的“短缺点”。根据IHS Markit 的分析，继2021年的MCU之后，模拟芯片很可能成为未来三

45、年汽车生产的主要制约因素。在模拟IC领域，制程要求不高，多采用IDM模式，但周期性比较明显，厂商投资扩产意愿也不高，前几年资本支出一直在下降，存在短缺隐患，供需矛盾可能在后续爆发出来。 全球半导体主要领域资本支出及增速2019增速2020增速2021E产品MPU/MCU逻辑电路代工厂指标支出支出支出增速绝对值（亿美元）占比16917%8512%16515%88-2%23515%1248%42%-绝对值（亿美元）占比6%4%40%8%-8%-绝对值（亿美元）占比26226%19119%22622%9018%37333%17916%24622%7942%53035%24016%27918%1127

46、%42%-绝对值（亿美元）占比-17%-6%34%DRAM/SRAM闪存-19%-13%-绝对值（亿美元）占比9%-12%-绝对值（亿美元）占比-7%-41%-模拟及其他9%7%资料来源：IC insights、平安证券研究所趋 势 ：车厂、Tier1预期相对乐观，但短期内减产不可避免第 三 方机构、车厂和Tier1对芯片市场预期相对乐观，最晚2022年年底前会得到缓解，小幅度缺芯会成为常态。2022年年初，工信部装备司、中汽协相关人员均表示，2022年年内缺芯会逐渐缓解；雷诺首席执行官德梅奥表示缺芯在2022年仍将持续，预计二季度达到顶峰；博世总裁也表示芯片短缺最快在今年7月左右会出现缓解。

47、从实际的运营情况看，主要车厂通过减产、结构优化等手段来应对“缺芯”。2022年1季度，福特汽车、大众、丰田、本田、日产等车企均有过减产或停产的计划。其中福特就对美国、墨西哥和加拿大的8家工厂采取临时停产或减产措施；部分车厂如长城等采取了结构优化措施，暂停了中低端车型的接单，以保证高端车型的供应。 主 要 车厂或者Tier1对汽车芯片供应链的判断和应对措施资料来源：公司网站，平安证券研究所趋势代工厂和芯片厂商均在扩张产能，但释放需要等到2023年 主流芯片制造商均大幅扩产，预计可以提升中长期的供应能力，短期压力仍难以缓解。台积电、英飞凌、英特尔、格芯等厂商，均宣布了各自的扩产或者向汽车芯片产能调

48、配的计划。但是由于车载芯片产能建设，到生产、上车周期很长，现在扩产的产能也只能在2023年之后才能释放出来。面对着新能源车如此大幅增长的芯片需求，供给面临的压力依然较大。 除了芯片制造商和代工厂之外，车厂和Tier1也在主导提升重点半导体的产能。类似于博世以及大车厂（福特等），已经开始选择自建产能，或者和代工厂合作，研发和生产汽车芯片，解决后续供应问题，但同样需要时间。此外，产能的投放，也意味着更多的人才的需求，这也非短时间能够解决的。 主流芯片制造商汽车芯片扩产计划 汽车芯片设计制造各环节所需时间公司扩产计划台积电 宣布将优先解决汽车芯片的供应问题，扩大MCU芯片的产能，预计全年将扩大产能6

49、0%。2021年9月，英飞凌奥地利12英寸薄晶圆功率半导体芯片厂启用，该工厂产品将主要应用于汽车行业、英飞凌数据中心等领域。采用300毫米大直径晶圆，年产功率半导体有望装备2500万辆电动车的传动系统。将爱尔兰工厂的部分产能用于生产汽车芯片。2021年3月，英特尔宣布成立代工服务部门、为其他厂商代工芯片，以缓解汽车芯片短缺。英特尔2021年4月，CEO帕特基辛格透露，公司正在同汽车芯片设计商接洽，可能在6到9个月内开始制造汽车芯片。全球排名第四的晶圆代工厂格芯宣布未来两年将投入60亿美元在新加坡、美国、德国扩大产能，三地工厂生产的所有芯片均可用于汽车行业，但芯片产能扩张计划预计到2023年才能

50、显现成果格芯2021年11月17日，德州仪器宣布将投资300亿美元在美国新建4座半导体工厂，其中将在2022年启动2座工德州仪器厂的建设，主要生产300毫米晶圆，用于汽车、卡车、工业机械等行业，第一座工厂预计2025年投产。瑞萨电子宣布，计划到2023年前将车载MCU产能提高5成以上。高端MCU供应能力提升50%，达到每月瑞萨 约4万片；低端MCU产能提高70%，达到每月3万片。瑞萨占据约3成车用MCU市场份额，其产能扩充将对车用MCU的短缺起到较大缓解作用。资料来源：贝恩资本等、平安证券研究所趋势|汽车芯片供应链将重塑，芯片厂与车厂合作更紧密经过缺芯的“教育”之后，车厂开始尝试改变传统的供应

51、链合作模式，不完全依托以前的Tier1去维系与芯片厂商的关系，开始选择与芯片厂寻求直接合作，以保证芯片的供应，甚至还出现部分车厂直接要启动芯片投资和研发的计划。2021年以来，宝马、福特、Stellantis NV和通用等，都在优化芯片供应链方面，做了主动尝试。我们预计，未来将会有更多的OEM厂商，选择与芯片厂商直接合作，共同研发设计、制造和封装芯片，提高对整个芯片产业链的掌控能力。 理想的汽车半导体供应链 “缺芯”以来主要车厂与芯片厂商合作情况车厂宝马芯片厂具体动作Inova 和格罗方 签署协议，以保证其每年数百万的芯片德 供应。福特格罗方德双方建立了战略合作关系，福特寻求直接从格罗方德那里

52、直接购买产品。通用奔驰英飞凌和台积电 联合生产和制造芯片英伟达与英伟达合作开发下一代汽车计算平台Stellantis NV富士康（非芯片厂）加强合作，探索利用富士康在芯片产业链上良好关系获得芯片上汽积塔半导体向后者投资5亿元，支持PMIC、IGBT和SiC功率模块的研发资料来源：公司网站，平安证券研究所趋势：国内汽车芯片正在快速崛起，国产替代曙光显现 随着汽车“三化”的推进、汽车电子电气架构的升级，以及新能源汽车的占比在迅速提升，汽车芯片的需求随之持续增加。但根据中国汽车工业协会的调查，汽车芯片国内整体自主率不足5%。2022年“两会”期间，多位来自汽车厂的人大、政协代表指出，发展车规级芯片已

53、经迫在眉睫；工信部也在鼓励车厂、芯片厂商的协同创新，提升国内芯片的供给能力。在政策支持再叠加上汽车缺芯的大背景下，国内车厂开始考虑多供应商策略，扶持国产厂商，国产替代面临机会。 燃油车/新能源车单车芯片数量 当前国内主要车厂对国产芯片的扶持情况传统燃油汽车新能源汽车车厂一汽芯片厂商芯擎科技具体合作情况160014001200100080060040020001459对后者提供数亿元战略投资，将在车规级、高算力芯片领域展开合作，推动芯片国产化进程设立合资公司，主要面向新能源汽车及相关应用领域的碳化硅（SiC）芯片产业化吉利上汽长城芯聚能934813晶晨、地平 投资晶晨半导体，发展车载信息娱乐系统芯片；投资线、黑芝麻 地平线、黑芝麻，发展自动驾驶；投资芯旺微、旗芯580567等微，发展车规级MCU438地平线投资