车规MCU芯片市场高需求持续国内厂商蓄势发展

1、-3-目录从汽车电子产业链到车规MCU芯片0102事件：汽车零部件缺芯潮车规MCU短期供需车规MCU中期分析及长期展望0304全球市场竞争格局及国产替代机会&市场规模预测-4-汽车电子产业链汽车半导体总览MCU概述车规MCU分类及应用从汽车电子产业链到车规MCU芯片01-5-汽车电子产业链资料来源：赛迪研究院、statista、方正证券研究所随着ADAS功能渗透率不断提升，带动车载电子价值量占 比从1970s的5%快速增长至2010年的35%，未来车载电 子占比有望达到50%。所有的电子零部件都需要半导体，随着电动化，智能化， 网联化的发展，芯片在汽车上的应用越来越广泛，半导 体含量越来越高。

2、5%10%15%22%35%50%50%40%30%20%10%0%197019801990200020102030*中游 Tier1（集成）上游 Tier2（元件）整车设计及组装制造模块化功能的设计、生产与销售元器件/芯片的设计及生产汽车电子占整车BOM成本比例趋势下游 OEM厂商-6-汽车半导体总览资料来源：华夏EV网，传感器专家网、方正证券研究所计算与控制芯片信号与接口芯片功率半导体存储芯片传感器芯片汽车电控 单元内部 芯片MCU高级汽车 功能主控 芯片SoC功率 芯片功率 器件PMICAC/DCIGBTMOSFETDRAMSRAMFLASH雷达 传感器图像 传感器光电 传感器总 线 芯

3、 片通 信 射 频 芯 片为了实现更复杂的汽车功能， 需要域控制器技术(DCU)， 域控制器SoC芯片地位愈发 凸显汽车半导体分类（功能）RAM/ROM-7-MCU概述资料来源：人民日报、IC Insights、方正证券研究所MCU（Microcontroller Unit）名为微控 制单元或者单片机，是把中央处理器的频 率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、 周边接口等内容都整合在单一芯片上，形 成芯片级的计算机。广泛应用于消费电子、物联网、汽车电子、 工业控制等领域。根据IC Insight 数据， 全球MCU 市场在 2020年新冠肺炎疫情冲击下下降2%后，随 着2021年强劲的经济复苏

4、，MCU的销售额 攀升了23%，达到创纪录的196亿美元。简介MCU市场规模IC Insights预测，2022年全球MCU销 售额将增长10%，达到215亿美元的历 史新高，其中汽车MCU的增长将超过 大多数其他终端市场。MCU市场规模历史及预测单位：百万美元ASP-8-车规MCU分类及应用资料来源：中汽中心、方正证券研究所8位MCU提供低端控制功能：风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、 车窗升降、低端仪表盘、集线盒、座椅控制、门控模块提供中端控制功能：用于动力系统，如引擎控制、齿轮与离16位MCU合器控制和电子式涡轮系统等；用于底盘 ，如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制和电子泵、电子刹

5、车等提供高端控制功能：在实现L1和L2的自动驾驶功能中扮演 32位MCU重要角色，如仪表盘控制、车身控制、多媒体信息系统、引 擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统-9-车规MCU发展趋势资料来源：IC Insights、FORTUNE BUSINESS INSIGHTS、方正证券研究所全球车规MCU市场规模预测车规MCU市场规模增速根据IC Insights 2021年中数据显示，尽管受芯片短缺和疫情的影响，2021 年全球汽车MCU销售额将预计达到76亿美元的规模，相比2020年增长23%， 其中，超四分之三的汽车MCU销售额来自32位，约为58亿美元。预计全球汽车MCU销售

6、额在2022年和2023年分别有14%和16%的增长率， 到2023年将达到100亿美元的规模。各位数MCU价值量占比$76亿美元$58.3亿美元$4亿美元$13.4亿美元复杂应用场景推动MCU向32位方向发展 但低位数产品难以被取代32位：从市场份额和增长速度来看，终端产品对于计算能力的需求与日俱增， 促使MCU全面进入32位时代。16位：制造电动或混合动力汽车、照明设备等汽车模块的需求越来越大，使得16位单片机占据了细分领域第二高的市场份额。物联化将带来具有WiFi或蓝牙的 微控制器的制造量激增。8 位：在简单应用中成本更低，能效比更高，依然难以被取代。-10-事件：汽车缺芯潮总结：市场短

7、期供需情况事件：汽车缺芯潮车规MCU短期供需02-11-事件：汽车缺芯潮复盘及预判资料来源：方正证券研究所2019 2020 2021 2022 2023 疫情导致全球主要汽车OEM厂商对汽车销售的悲观 预期，主动下修车规半导体需求订单晶圆厂产能从 车规芯片向消费电子转移国内先进制程部分产 能扩张受限疫情导致全球产业链供 应链体系中断中国吉林，上海等地爆 发新一轮疫情导致汽车 产业链再一次中断消费电子需求开始疲软，进入被动加库存状态，晶 圆厂产能从消费电子向车规电子回流，此过程耗时 较长，导致汽车芯片供给受限汽车电动化，智能化速度超 预期带动汽车产业链进入新 一轮景气周期车规芯片进入主动加库存

8、目前： 疫情冲击下新能源汽车销量逆势提高， 面对下游庞大市场需求整车厂进入 主动加库存阶段，车规芯片需求量持续保持高位， 预计车规MCU 芯片高需求将会持续 到22 年底， 扩产能的投资有望在23 年中实现生产规模大体量提升。疫情影响市场需求变化带来产能布局调整海思4月，全面断供 华为9月，全面断供全球备货进入疯狂尾声 导致全球半导体产能紧张华为备货潮后带来联动影响 导致小米、OPPO、vivo等厂商进入第二轮备货竞赛 全球半导体产能持续紧张中美贸易争端及中兴华为制裁升级半导体行业自主可控关注提升华为制裁经历1.03.0 加速采购提升库存应对断供风险中美贸易争端技术发展进程-12-事件：汽车缺

9、芯潮-渠道涨价资料来源： HARD FIND Electronic 、方正证券研究所通常，MCU完成内部生产需要12-16周。与22Q1 相比， MCU的短缺更加明显， 大多数 MCU都处于短缺状态，尤其是意法半导体和恩智 浦。车载MCU目前只有瑞萨和赛普拉斯提供，货 期为32-45周，其他品牌处于短缺状态。2022年，汽车MCU订单几乎满员，价格持续上涨。 其中，意法半导体3月24日宣布，将在第二季度 上调所有产品线的价格。如今，对MCU的需求不仅是数量上的。随着新兴 产业的推动，对低功耗、高算力、定制化、专用 外设的新要求逐渐增加。厂商产品21Q4货期(周)22Q1货期(周)22Q2货期(

10、周)货期 趋势价格 趋势意法半导体8-bit MCU32-bit MCU Auto MCU配货20-26配货配货40配货短缺40短缺微芯8-bit MCU32-bit MCU52+52+52+52+52+52+英飞凌Auto MCU32-45配货短缺英飞凌+赛普拉斯8-bit MCU32-bit MCU Auto MCU454532-45454532-4545-524532-45瑞萨8-bit MCU32-bit MCU Auto MCU35-4035-403040-4540-4545525245恩智浦8-bit MCU32-bit MCUAuto MCU配货配货配货配货配货配货短缺短缺短缺交

11、货周期延长&渠道价格提升-13-事件：汽车缺芯潮-整车减产资料来源： Auto Forecast Solution 、爱集微、澎湃网、方正证券研究所车辆数（万）2022年芯片短缺全球车辆减产影响（周）20018016014012010080604020003-2804-0404-1104-1804-2505-0205-0905-16欧洲北美亚洲（除中国）中国南美中东/非洲芯片短缺引发全球汽车减产Auto Forecast Solution (AFS) 自2021年初开始监测芯片短缺对全球 整车生产的影响。2021年，由于芯片短缺，全球汽车市场累计减产量约为1,020万辆。截至5月15日，由于芯

12、片短缺，今年全球汽车市场累计减产量约为172 万辆。其中，中国汽车市场累计减产量增加至9.2万辆，占全球累计减 产量的5.3%。尽管全球车辆件产量增速有所下降，AFS负责全球车辆预测的副总裁Sam Florani表示，较少的削减并不一定是半导体供应改善的迹象。AFS预计，今年全球汽车市场累计减产量会攀升至279万辆。-14-事件：汽车缺芯潮-三化进程加剧短缺资料来源：汽车商业评论杂志、乘联会、电子发烧友、EV-volumes、方正证券研究所2008年次贷危机引起的芯片短缺缺货恢复比较快，主要在Tier1和芯片公司之间解决，车企的体感不强此次芯片短缺除了经济环境受疫情冲击带来的产销供需影响外，汽

13、车“三化”发展的进程进一步加剧了芯片短缺的紧迫性汽车销量下降，进而导致半导体订单减少市场回升后，产量的暴增使芯片发生短缺芯片 短缺当前仍处于L0-L2自动驾驶渗透率快速提升阶段，智能驾驶需求将持续提高ECU和MCU用量：作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，MCU是 实现汽车智能化的关键。据iSuppli报告显示，一辆汽车中所使用的半导体 器件数量中，MCU芯片约占30%。这意味着每辆车至少需要使用70颗以 上的MCU芯片。8060402002021-042022-04乘用车新四化指数 73.2 53.1 38.227.12021-06新四化指数2021-082021-10电动化指数2021-

14、12智能化指数2022-02网联化指数电动化、智能化、网联化指数分别指符合电动化、智能化、网联化条件的车型销量在乘用车总体市场中所占的份额，去除百分号符号后得到智能化三电系统的电控需求增加，车规级MCU需求将预计大幅成长：2021年全球 电动汽车销量达到67.5万辆，比2020年增长108%，由于2020年的低基数， 尽管2021年同比增长率极端，但2021年的销量仍然是可观的。电动化物联网设备的增多提升了对联网能力需求，MCU作为联网设备的关键元件 同时也需要兼顾成本和功耗，促使无线MCU解决方案快速进入行业视野。网联化当前仍处于L0-L2自动驾驶渗透率快速提升阶段，智能驾驶需求将持续提 高

15、ECU和MCU用量：作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，MCU是 实现汽车智能化的关键。据iSuppli报告显示，一辆汽车中所使用的半导体 器件数量中，MCU芯片约占30%。这意味着每辆车至少需要使用70颗以 上的MCU芯片。智能化-15-事件：汽车缺芯潮-高标准车规限制产能资料来源：头豹研究院、国际电子商情、方正证券研究所参数消费电子工业级汽车级温度0C 70C-40C 85C-40C 150C发动机舱： -40C 150C车身控制： -40C 125C湿度低根据环境而定0100%工作寿命3-5年5-10年15年交付良率200 DPPM10 DPPM1 DPPM验证标准JESD47JESD

16、47安全性认证 ISO 26262可靠性认证：AEC Q系列品质管理系统认证：IAFT 16949工作温度要求范围更宽运行稳定性要求高，需适应湿度、发霉、粉尘、高低温交互等状况 抗干扰性要求高，能抵御ESD静电、EFT群脉冲、RS传导辐射等 使用寿命长故障率零容忍ISO 26262包含了从概念设计、产品开发到批产后各阶段的主要安全活动AEC-Q系列是主要针对车规电子元器件可靠性评估的规范IAFT16949是汽车芯片车规级认证的门槛模式汽车质量管理体系的标准规范目前，MCU根据不同指标分为消费级MCU、工业级MCU和汽车级MCU，不同MCU的良品率要求各异其中消费级MCU注重功耗和成本，工业级M

17、CU注重平衡新能、功耗、成本和可靠性，汽车级MCU则注重安全和可靠 从消费到工业再到汽车的领域，对MCU自身的要求愈发严格，产线也越来越高端，这是汽车MCU最难造的重要原因-16-总结市场短期供需情况资料来源：Applied Market Research、Global Market Insights、 Semiconductor Intelligence、方正证券研究所短期产能提升受限的因素汽车芯片厂，晶圆代工厂原料成本上升 疫情影响供应链因素，整体生产周期变长需要低于40纳米的先进工艺节点，依赖代工厂技术 极高的产品一致性要求，无法随意更换产线、供应商车规级芯片门槛高，短时间内其他厂商无法

18、快速通过认证 从扩产能投资到产能增长实现仍需要较长的周期面对高需求短期产能提升受限，车规MCU仍供不应求 但是在外部因素带来的冲击缓和后，车规MCU的中期市场需求有多大，是否有持续性？下游应用：汽车领域MCU增长需求最快MCU市场（功能应用）汽车消费电子工业医疗设备军工其他汽车板块将保持领先地位：汽车应用领域在2020年占据了超过35%的市场份额，并预计到2027年将以10%左右的速度增长IDM模式下自建生产公司更加审慎的扩张决策扩大产能的硬件配置需要时间，而IDM厂商对需求可持续问题产生担忧半导体资本支出与半导体市场变换率趋势2021年资本支出增长36%，高于警戒线，但低于危险线IC Ins

19、ights目前预测2022年半导体固定资产支出增长24%，接近警戒线资本支出变化率市场规模变化率半导体资本支出变化率%半导体市场规模变化率%危险线警戒线-17-汽车E/E（电子电气）架构博世五域划分下车规MCU中期变化中期总结和长期趋势分析车规MCU中期分析及长期展望03-18-汽车E/E（电子电气）架构演变构想博世的渐进式的电子电气架构演变随着汽车功能逐渐增加，特别是汽车“三化”后，传统分布式架构 通过增加ECU来增加汽车功能存在算力浪费，车内线路繁杂、汽车 空间使用效率低、系统升级困难、新增ECU边际成本递增等弊端， 用域控制器合理集成ECU功能是大势所趋。本篇分析：“缺芯”事件结束后，车

20、规MCU供需回归常态，汽车 “三化”和电子电气架构持续由分布式到域控制演进两大过程对车 规MCU需求量有何影响，这是本篇“中期”分析的定义与前提。暂 不讨论更前沿的E/E架构设想。“中期分析”资料来源：博世官网、方正证券研究所-19-从分布式的核心电子控制单元ECU到域控制器DCUECU（Electronic Control Unit）即电子控制单元，是控制汽车功能的“电脑”, 其内部包括MCU、存储器，输入/输出接口，模数转换器（A/D）及其他集成电路。分布 式下，单个ECU控制汽车的某一功能，增加汽车功能就要 增加ECU，而ECU增加会带来MCU的增加。ECU及其内部结构简图DCU及其内部

21、结构简图DCU（Domain Control Unit）域控制单元，是指集中 控制汽车某些功能的控制器，其芯片主要是SoC芯片，内 部包括高算力微处理器、存储器，输入/输出接口等。域 控制下，汽车某些功能被整合起来由DCU一并控制， ECU数量减少引致MCU的用量下降。系 统 级 芯 片 SoC（System on Chip) 汽车功能整合和功能 提升（特别是自动驾 驶等）需要算力更强 的系统级芯片SoC， SoC 相较MCU 有专 精某一功能，性能提 升的特点。资料来源：测控网、TDK、方正证券研究所-20-域控架构根据汽车功能分类汽 车 功 能动 力传 统 功 能汽车功能众多，有些功能自汽

22、车诞生之日就已经存在，有些则是随着汽车工业的发展在某一时刻运用并保留在汽车上。智能化的趋势下，各 类新兴功能加速增添运用并持续更新迭代。博世按汽车功能拆分整车为动力域，底盘域，车身域，座舱域，自动驾驶域。基于博世的构想， 我们将集成了传统功能的动力域，底盘域和车身域归为一组，座舱域和自动驾驶域归为新兴功能组。新 兴 功 能新能源汽车动力总成相关功能汽车底盘及其配件相关功能汽车部分传统车身功能底 盘车 身智能座舱自动驾驶资料来源：华海科技官网、博世官网、方正证券研究所座舱液晶仪表盘各类辅助驾驶/自动驾驶功能-21-基于自动驾 驶的需要， 底盘域功能 向线控系统 演进BCM控制的车身 电子系统包括

23、电 动车窗，门锁， 空调，遥控器， 灯光，报警，雨 刮，电动后视镜 等传统功能域动力域（电车）底盘域车身域整车控制 单元（VCU)电池管理系 统（BMS)电机控制器（Motor Control Unit）电池管理单元（BMU）电池控制器单元（BCU）线控系统线控换挡线控转向线控油门线控制动线控悬架汽车网关车身控制器（BCM）胎压监测 系统（TPMS)驾驶意图和 车辆状态等 输入信号制定功率输 出策略并通 过 CAN 总线 控制BMS需求扭矩，期 望车速等信息给电机提 供电能控制电机提供 机械能，给底 盘提供动力传统功能域划分资料来源：方正证券研究所-22-动力域电车动力系统带来MCU数量增加传

24、统燃油车的动力系统主要包括发动机和变速箱，这 两个部件中的控制芯片合计布局2块：一块发动机主 控MCU和一块变速器主控MCU传统燃油车动力系统MCU使用布局新能源汽车动力域MCU用量较多纯电动汽车动力系统包括整车控制模块，电机控制器 模块，电池管理模块三个部分。域控构造下，动力域 控制器集中控制上述三个部分，和传统燃油车不同的 动力系统带来了MCU的增量，预计用量将超过5块。 下文对三个模块进一步的介绍。资料来源：英飞凌官网、方正证券研究所-23-动力域电车动力系统带来MCU数量增加基本原理：VCU获取输入信号（驾驶意图，车 辆状态等），由该信号制定合理的功率输出和 能量回收策略，并通过CAN

25、，LIN总线将控制 命令输出给其它动力总成控制器。VCU中有一块主控芯片，以优控智行的方案为 例，它使用的是汽车工业级32位MCUNXP MPC56Xxx/MPC57xx等多核MCU基本原理：电池管理系统（BMS）是整车控制系 统中负责进行电池管理的控制单元，VCU通过 CAN总线与BMS进行通讯，实施对动力电池组的 有效控制。如上图示，恩智浦的电池管理系统解决方案显示 该系统应该至少存在四块MCU芯片整车控制单元VCU电池管理系统BMS电机控制器结构基本原理：电机控制器由逆变器和控制器两 部分组成。逆变器将电池输送的直流电逆变 成三相交流电给汽车电机供能。控制器接收 来自VCU的需求扭矩和目

26、标车速等信息，然 后通过控制器控制逆变器等IGBT模块进行 动态扭矩矢量控制，进而电机将电池的电能 转化成机械能。控制器中的主控芯片是MCU资料来源：优控智行官网、恩智浦官网、方正证券研究所-24-车身域传统功能众多，MCU数量相对稳定车身控制模块示意图TPMS轮胎压力监测系统结构图TPMS的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监 测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。恩智 浦的方案中包含一块8-bit算力的MCU控制芯片。在英飞凌的车身控制模 块方案中，车身控制器 芯片是高位数多核MCU车窗升降器ECU汽车照明系统ECU 电动后视镜ECU 暖通空调ECU雨刮器控制ECU车

27、身控制模块是专门用于执行、监控和控制汽车车身功能及相关 ECU 的电控单元 。 车身域覆盖的汽车功能技术上较为成熟且使用生命周期长，实现这些功能对芯片算 力的要求较低，在我们的中期分析，MCU价格回归常态，因此使用MCU控制简单 车身功能成本较低，结合上述原因车身域MCU数量在这个阶段稳定。以英飞凌的方案为例，车身控制器中的控制芯片方案以32位MCU为主。资料来源：恩智浦官网、英飞凌官网、方正证券研究所底盘域实现X-By-Wire离不开MCU汽车自动驾驶分为三个步骤：传感器感知 识别、控制器决策规划、底盘域控制执行， 自动驾驶技术发展的需要离不开底盘线控 技术的推进。底盘域控制器整合线控油门，

28、 线控换挡，线控悬架，线控转向，线控制 动五大功能。底盘域控制器方案域控制器MCU芯片线控悬架：驾驶时，传感 器将汽车的振动幅度，车 速，运行状态等转变为电 信号，输送给ECU，ECU 将传感器送入的信号进行 处理，输出对悬架的刚度、 阻尼及对车身刚度进行调 节的控制信号。线控转向：转矩和转向盘 的转角转变成电信号输入 ECU，ECU接收车速，位 移等传感器的信号来控制 转矩及电动机的旋转方向， 生成反馈转矩，控制转向 电动机的旋转方向，转矩 大小和旋转角度。线控制动：驾驶员发出制 动信号，踏板高度传感器 测量到输入推杆的位移后， 将该位移信号发送到ECU， 由ECU计算制动请求并输 出信号，

29、未来的自动驾驶 汽车根据场景需要能够主 动生成制动指令。-25-底盘线控技术中线控油门和线控换挡运用较为成熟，与动力系统的联系紧密；实现线控 悬架，转向，制动功能的技术要求较高，其大致原理如下：线控油门：驾驶者控制油门踏板高度，传感器感应到踏板高度有变化，将此信息送 往ECU，ECU根据信息计算出合适的电机扭矩，从而控制车速。线控换挡：驾驶者换档指令通过传感器传递给ECU，ECU处理信号后将指令发给换档电机，实现前进档、倒档和空档的切换。资料来源：英飞凌官网、方正证券研究所-26-新兴功能域划分新兴功能域座舱域自动驾驶域一芯多屏人机交互抬头显示（HUD）高清液晶 仪表车载信息 娱乐系统语音交互

30、手势交互域控制器传感器设备针对AI算 法的ASIC各类接口软件&算法毫米波雷达激光雷达摄像头CISOTA升级资料来源：方正证券研究所-27-座舱域座舱智能化，MCU地位下降上图德州仪器的方案里的SoC芯片DRA71XEVM 包含两个ARM Cortex-M4 处 理子系统、一个 C66x 数字信号处理器 (DSP)、2D 和 3D 图形处理单元、 Imagination Technologies 的 POWERVR SGX544。而MCU则运用在如LED Driver，Vehicle Interface Processor等周边功能模块。仪表盘以恩智浦的仪表盘方案为例，仪表盘的性能提升使得MC

31、U的主控地 位被高算力处理器取代。HUD抬头显示实现HUD功能特别是AR-HUD所需要处理的信息量很大，处理器方 案需要系统级芯片SoC。智能座舱实现的功能繁多，包括信息娱乐，人机交互，为了满足实现这些先进功能的需要，更高性能车载芯片作用愈发凸显，MCU地位有下降趋势。以仪表盘和抬头显示两个座舱功能的实现方案为例：资料来源：恩智浦官网、德州仪器官网、方正证券研究所-28-自动驾驶域自动驾驶等级提升，算力要求陡增自动化等级名称释义L0应急辅助系统不能持续执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动 控制，但具备持续执行动态驾驶任务中的部分目标和事件 探测与响应的能力。L1部分驾驶辅助系统在其设计运行条

32、件下持续地执行动态驾驶任务中的车 辆横向或纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向或纵 向运动控制相适应的部分目标和事件探测与响应的能力。L2组合驾驶辅助系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车 辆横向和纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向和纵 向运动控制相适应的部分目标和事件探测与响应的能力。L3有条件自动驾驶系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务。L4高度自动驾驶系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略。L5完全自动驾驶系统在任何可行驶条件下持续地执行全部动态驾驶任务并 自动执行最小风险策略。我国标准将0-2级自动化称为驾驶辅助，要实现驾驶

33、辅 助，必须为汽车添加辅助功能，而这些功能的添加在目 前的车型中仍是分布式，这些功能仍有对应ECU。3-5 级是自动驾驶，域控制下ADAS功能整合，这需要高性 能，专业化的SoC主控芯片解决方案，到了这个阶段 MCU主要起一些“辅助”功能。资料来源：GB/T 40429-2021汽车驾驶自动化分级汽车驾驶自动化等级划分资料来源：工信部、Utmel Electronic、方正证券研究所-29-驾驶辅助（L0-L2）分布式增加ADAS功能，MCU用量增加资料来源：中国汽车工业信息网、IDC、方正证券研究所2021中国汽车各种ADAS功能装备率中国L2级别自动驾驶渗透率逐步提高L2级别自动驾驶汽 车

34、渗透率提高驾驶辅助功能装载率提升汽车传感器用量大量增长处理传感器信息的MCU随之增加预计近几年中国主流自动驾驶等级仍是L1-L2高级驾驶辅助系统ADAS （ Advanced Driving Assistance System）是指通过车载传感器获取车身、环境、人体等信息实 现驾驶辅助，并将进一步实现自动驾驶的汽车功能系统。ADAS主要包括主动安全，驾驶舒适性，泊车辅助等功能。目前中国汽车市场还处于L2等级高速渗透的阶段，整车厂商综合 考虑成本和性能，新增ADAS功能仍沿用分布式的构架。传导机制分析中国自动驾驶汽车出货量及增长率2021-2025-30-自动驾驶（L3+）ADAS功能域集中，M

35、CU使用范围缩窄自动驾驶域控制器中MCU的一大作用是作为安全芯片（safety core），添加安全芯片是为了预防硬件的意外 失灵，诊断异常状态或者发生单处故障时有安全备份处理 方案。前文所述车规ISO 26262功能安全标准，是汽车行 业的安全标准，合格的车规SoC的设计都必须遵循该标准。Audi A8域控制器 zFAS上作为安全芯片 的英飞凌Aurix MCU以NVIDIA DRIVE Orin SoC 产品为例：其内部集成新 一代GPU架构和Arm Cortex-A78AE CPU内核，这些都 是高算力处理器，SoC芯片控制多个自动驾驶传感器。控 制诸多传感器不再需要多个MCU，而是由域

36、主控芯片统 一控制。该方案中MCU的功能主要和周边驱动有关。ADAS功能域集中后SoC起主控地位资料来源：奥迪官网，英伟达官网、方正证券研究所-31-资料来源：方正证券研究所本篇总结“中期”MCU变化和长期趋势分析本篇定义L3以及更高的自动驾驶普及的时期为长期。 这个阶段的假设前提和主要特征有：电车替代油车的进程接近平台期。汽车外观和基本结构不变，车身传统功能不变。ADAS功能全部域集中控制，所有传感器均统 一协调控制，信息均由主控SoC处理。基于上述趋势，我们认为MCU在传统功能的控制上应当仍有一席 之地，而在座舱和自动驾驶方面用途式微。伴随E/E架构进一步发 展，座舱域和自动驾驶域也有融合

37、趋势，直至实现全车中央计算机 控制架构，未来可能还有云端中央电脑对汽车进行控制。未来汽车高度智能化，自动化后，车用MCU的长期需求量或将呈 下降趋势。动力域：汽车电动化带来动力系统革新，引致MCU用量增加车身域：车身传统功能使用MCU主控成本较低，MCU数量无明显变化底盘域：线控技术需要设置控制对应功能的ECU，MCU数量随之变动座舱域：随着座舱相关功能的提升和创新，算力 要求提升，MCU地位逐渐下降，角色逐渐边缘自动驾驶域：中期，分布式架构的车身ADAS功 能的增加，带来MCU数量的增加总结：中期汽车电动化和智能化的进程，促使车用MCU需求量增加-32-车用半导体行业概况车规MCU竞争格局国

38、产替代趋势及厂商产业化进程市场规模预测全球市场竞争格局及国产替代机会&市场规模预测04-33-车用半导体行业概况：全球市场份额资料来源： 华经产业研究院、中国经济新闻网、中国经营网、新华社、Wind、方正证券研究所根据Gartner公司的最终统计结果，2021年全球半导体收入同比增长26.3%，总计5950亿美元。汽车市场在2021年增长了34.9%，表现优于所有其他终端市场。全球主要地区汽车芯片自主产业规模情况（2019）欧洲, 37%美国, 30%日本, 25%中国, 3%其他, 5%中国市场仅占比3%（低端部分）目前我国汽车芯片自给率不足10%、国产化率仅为5%，供应高度依赖国外需求侧：

39、中国汽车约占全球30%，是车规级芯片需求最大的市场供给侧：国内汽车芯片进口率高达95%，像用于动力系统、底盘控制和ADAS等功能的关键芯片均被国外巨头垄断-34-全球车规MCU行业竞争资料来源：中汽中心、爱集微、盖世汽车、方正证券研究所全球车规MCU市场集中度高，且有着轻晶圆厂战略，依 靠晶圆代工厂将技术转化为芯片产品。从供给端来看， 台积电占所有外包车规MCU出货量约60%-70%，但汽 车芯片业务仅占其总收入3%。头部厂商对台积电的强依 赖性，放大了供需错配的矛盾：台积电因疫情降低车规 MCU产能分配，在终端需求攀升后车规芯片供不应求。对下游的议价能力新进入者威胁对上游的议价能力替代品威胁

40、市场集中度高，呈集中寡占型：CR8=63%，存量市场竞争充分 对下游的议价能力强：车规级MCU供不应求后，价格升幅较大有一定对上游的议价能力：汽车芯片与汽车电子产业链上下游间耦 合程度高，IDM厂商具有晶圆制造能力，但对晶圆制造用原材料及 设备有一定依赖性新进入者威胁弱：车规MCU技术壁垒高有一定替代品威胁：车规MCU在功能上有逐步边缘化的潜在风险竞争战略分析 波特五力模型同业竞争者竞争程度2020年全球车规级MCU供应商市占率14%11%10%8%6%7%4%3%37%恩智浦 英飞凌 瑞萨电子意法半导体 德州仪器 博世安森美 微芯科技 其他-35-中国MCU市场发展现状国产替代化趋势资料来源

41、：头豹研究院、维科网、前瞻产业研究院、中国汽车芯片产业创新战略联盟、方正证券研究所本土厂商在车规MCU的市场份额占比小，可发展空间大；宏观市场影响加剧本土化替代的紧迫性，MCU持续缺货，而海外大厂新增产能有限，国产替代的趋势延续；政策加持，推动MCU研发和产业化，维护汽车工业的稳定运行。国内汽车芯片产业规模小、技术水平低，发展严重滞后于整车产业，在汽 车产业链中话语权较弱。16%26%13%33%11%26%25%2020年全球及中国MCU芯片应用领域结构8%汽车电子 消费电子 工控/医疗 计算机其他23%19%内环：中国外环：全球2020年7月国务院关于新时期促进集成电 路产业和软件产业高质

42、量 发展若干政策的通知聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集 成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软 件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发2021年2月工信部基础电子元器件产业发 展行动计划 （ 2021 年 - 2023年）面向智能终端、5G、工业互联网等重要行业， 推动基础电子元器件实现突破，提升产业链供 应链现代化水平2021年3月十三届全 国人大四 次会议中华人民共和国国民经 济和社会发展第十四个五 年规划和2035年远景目标 纲要聚焦高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域，加快推进基础理论、基 础算法、装备材料等研发突破与迭代应用2022年3月工信部工业和信息

43、化平稳运行的 提质升级发布会搭建汽车芯片在线供需对接平台，畅通芯片产 供信息渠道。完善产业链上下游合作机制，提 升芯片供给能力国产车规MCU发展窗口期-36-中国及全球汽车MCU市场规模预测假设预测时间范围参考本文前述中期和“十四五规划”时期，即根据2019-2021年历史数据，对2022-2025年发展做出假设预期 。“十四五”节能减排综合工作方案目标是到2025年我国新能源汽车渗透率达到20%左右，另基于月度新能源汽车市场快速放量的现状，2022年以来新能源汽车渗透率分别为17%、19%、22%、25%和24%，考虑到汽车整体销量处于近年来低点，而渗透率是新能源汽 车销量占汽车总销量的比重

44、，渗透率的快速提升并不意味着新能源 汽车的高度普及，因此我们给予2025年新能源汽车渗透率25%的审慎预期，30%的乐观预期。24%30%25%20%15%10%5%0%300250200150100500 x 10000汽车销量及新能源汽车渗透率（月度）销量:汽车:当月值销量:新能源汽车:当月值计算：新能源汽车渗透率资料来源：国务院、中国汽车工业协会、盖世汽车、前瞻研究院、IC Insights、Wind、方正证券研究所参考2021年中国汽车市场发展峰会上中汽协数据，预计2025年中国 汽车销量有望达到3000万辆。新能源汽车渗透率提高背后的意义兼具电动化、智能化和网联化进程，科技属性不断增

45、多是趋势。在界定时间内即新能源汽车高速普及阶段，单车芯片价值量与新能源汽车渗透率呈一定程度的同向相关性。在传统燃油车和新能源汽车中单车MCU价值量在汽车芯片价值总量 中占比稳定。传统燃油车中MCU价值量占比为23%，纯电动汽车 MCU价值量占比为11%。2019-2021年全球汽车销量规模大致为中国汽车销量规模的2.3-2.8倍，这里我们取倍数为三年均值2.6。关键假设其他假设-37-中国及全球汽车MCU市场规模预测年份2019202020212022E2023E2024E2025E中国汽车销量(万辆)2576.92531.102627.502716.052807.582902.203000中

46、国新能源汽车渗透率4.68%5.40%13.40%15.66%18.30%21.39%25.00%中国单车搭载芯片金额(美元)400467534573.88616.74662.80712.30中国单车MCU芯片价值量占比22%22%21%21%21%20%20%中国单车搭载MCU芯片金额(美元)89.75104.38114.23121.21128.30135.43142.46中国汽车MCU芯片 市场总规模(亿美元)23.1326.4230.0132.9236.0239.3042.74全球汽车MCU芯片 市场总规模(亿美元)65627685.5993.66102.19111.125年汽车MCU市场规模分别为32.92, 36.02，39.30，42.7485.59，93.66，102.19，111.12亿美元5年汽车MCU市场规模分别为33.63，37.53，41.66，45.9387.45，97.59，108.32，119.41亿美元在审慎预期下：预计中国2022年-202亿美元；2022-2025年全球汽车MCU市场规模为在乐观预期下：预计中国2022年-202亿美元；2022-2025年全球汽车MCU市场规模为在25%和