2020s汽车电子行业深度报告：单车硅含量提升是确定性趋势.docx

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1、2020s汽车电子行业深度报告：单车硅含量提升是确定性趋势目录1 .汽车变革的起源：特斯拉软件定义汽车12 .汽车电动化和智能化，单车硅含量提升是确定性趋势33 .主控芯片：智能化下汽车算力逐步提升，核心厂商群雄逐鹿43.1. 车企算力预置，ADAS芯片持续向高算力攀升43. 2.多方玩家角逐蓝海市场，百花齐放胜负未分64. 3,一芯多屏趋势确定，智能座舱SoC大有可为64.4. 消费类芯片厂商积极入局，本土厂商迎良好机遇95. MCU:汽车智能化趋势强化，单车用量显著提升 101. 1.汽车为MCU最大应用领域，电动化智能化驱动更多增量114. 2.域控制器的发展趋势下车载MCU重在高端升级

2、替代134. 3.海外厂商垄断车规MCU市场，本土公司突围替代空间巨大145.功率半导体:汽车电动化，电力核心芯片蓬勃发展155.1. 电能转换核心组件，新能源车驱动规模扩张155.2. 电动化推动车载功率含量提升，800V平台SIC应用可期185. 3.车规功率芯片海外厂商占据主导，本土公司快速崛起206 .模拟芯片：长坡厚雪优质赛道，车载应用受益高增211. 1.不可或缺的关键组件，车载模拟为增速最快细分方向216. 2.行业竞争格局分散，国内厂商逐步建立竞争力227 .车载存储：汽车成为智能终端，大数据承载带来存储芯片不断升级221. 1.后移动时代，车载存储成为新兴增长点227. 2.

3、算力增长是车载存储提升的核心驱动力248. 3.海外巨头垄断大容量存储芯片市场，本土厂商在利基型市场快速崛起258 .车载光学：自动驾驶蓬勃发展，汽车之眼快速成长268.1. 智能驾驶依赖光学采集，车载镜头及传感器加速渗透268.2. ADAS重要组成部分，车载镜头及传感器量价齐升311 .汽车变革的起源：特斯拉软件定义汽车特斯拉软件定义汽车，商业模式革新拉开序幕。软件定义汽车，即软件将深度参与到汽车的定义、开发、验证、销售、服务等过程中，并不断改变和优化各个过程，实现体验持续优化、过程持续优化、价值持续创造。特斯拉可谓实践软件定义汽车的先导者，其全车系覆盖的Autopilot自动辅第1页共3

4、2页助驾驶、大型中控屏，自设计之初便将智能化刻于产品基因中，此后的OTA空中升级技术更是使汽车从一个普通的交通工具进化成拥有无限延展可能的智能移动终端。在特斯拉的软件服务体系中，以FSD自动驾驶选装包、OTA付费升级包、高级车联网服务为核心，收费模式除了一次性前装收费，还另外包含订阅服务收费，目前特斯拉车主的FSD搭载率已向市场证明了软件创收的可能性，由新车制造与销售转向软件服务授权与OTA升级，逐步从零部件的升级走向服务性的软件开发的商业模式革新拉开序幕。硬件预埋支持软件迭代，架构转型倒逼硬件升级。软件的可开发性注定智能汽车的功能可能面临无限制的扩张。随着汽车软件代码的数量越来越多，现在已经

5、到了.上亿行的规模，支持大规模软件开发要SOA架构实现软硬件解耦，再通过预埋硬件，实现整车软件迭代升级和某些付费解锁功能。SOA映射到硬件层面，其实就是一个跨域融合的E/E架构。传统E/E架构下，每增加一项功能，都需要增加一个控制器，有很多弊端，如布线困难、成本上升，性能方面看来，封闭式网络不利于传感器传输数据、芯片间的协同，更难以实现整车OTA升级。而跨域融合的E/E架构能够满足智能汽车所需的高计算性能、高通讯带宽、高功能安全性、高网络安全性、软件持续升级能力等多方面的要求，在跨域融合E/E架构下，硬件都有显著的集中化趋势。I表1：开放式汽车软件架构示意图AIHD Map语音识别大数据深度学

6、习功能安全OTAV2X遵循标准的开放式软件架构将车辅控制系统的设计元素有效的解耦摆脱对系统环境的依敕，更多基于互联网的用户体验技术得以使用架构对硬件抽象，硬件更新对软件的影响大幅降低，车辆硬件的更新成为可能豆元尧尧菖库软件数量激增，带来硬件井喷式增量。据中国汽车工业协会数据，单车半导体的价值至2020年已增长到475美元，约是2010年的1.6倍，而2030年预计将达到600美元。用以支持海量数据处理的Al芯片、用以环境感知与识别的传感器、保证数据传输的速率和可靠性的存储芯片、用以改变电压电频并实现直交流电转换的功率半导体等将成为汽车电子硬件赛道的核心看点。2 .汽车电动化和智能化，单车硅含量

7、提升是确定性趋势在汽车电动化、智能化和网联化三大趋势驱动之下，当前汽车内半导体含量大幅提升，内置包括控制芯片(CPU/GPU/FPGA等)、存储芯片(DRAM/NAND/NORFIash等)、MCU芯片、CMOS图像传感器、V2X射频芯片、VCSEL芯片、触控芯片、显示芯片、LED芯片、MOSFET/IGBT、超声波/毫米波芯片、PMIC电源管理芯片等等。根据中国汽车工业协会数据显示，传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗，电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆，而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。图表4:汽车智能化、网联化、电动化对半导体需求旺盛智能化电

8、动化摄俅头、雷达、IMU GPS、V2X等传感当芯片：QS、MEMS、激光器等决策层ECU、MCU、VCU等计算芯片:DSP、CPU、FPGA、ASIC 等执行层动力、制动、转向、变速等系统功车半导体、执行器等汽车三化趋势下单车半导体含量显著提升。罗兰贝格定义当下汽车四大发展趋势为M.A.D.E”,即 Mobility 移动出行、Autonomous driving 自动驾驶、Digitalization 数字化和 Electrification 电气化,其中电气化、数字化和自动驾驶分别对应电动化、智能化和网联化。根据罗兰贝格测算，2019年典型的L1级豪华品牌燃油车中汽车电子电气相关的BOM

9、(物料清单)价值(不含电池与电机)为3145美元，预计到2025年一辆豪华品牌L3级别自动驾驶纯电车BOM价值将提升至7030美元，增量达3885美元，其中网联化、智能化和电动化将分别带来925美元25美元/2235美元的提升。3 .主控芯片：智能化下汽车算力逐步提升，核心厂商群雄逐鹿随着汽车向智能化发展，特别是智能座舱和自动驾驶概念的兴起，对汽车的算力提出了更高的要求，传统的功能芯片已无法满足算力需求，主控芯片SoC应运而生。根据IHS数据，预计2025年全球汽车SoC市场规模将达到82亿美元，并且L3级别以上自动驾驶预计2025年之后开始大规模进入市场，配套高算力、高性能SoC芯片将会带来

10、极高附加值，有望带动主控芯片市场快速扩容。田表8:汽车主控SoC市场规模情况（单位：亿美元）3.1. 车企算力预置，ADAS芯片持续向高算力攀升高级驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistance System, ADAS）是利用安装在车上的各式各样传感器（毫米波雷达、激光雷达、单双目摄像头以及卫星导航），在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。按照美国汽车工程师协会公布的自动驾驶分级，L2级及以下定义为高级辅助驾驶

11、技术，L3级及以上定义为自动驾驶技术。当前市场仍为L1.L2的辅助驾驶主导，预计2023年后L3及以上级别开始逐步渗透。传感器、主控芯片、自动驾驶算法是自动驾驶系统最核心的三部分。自动驾驶系统可分为感知、决策、执行三大模块。（1）感知：通过摄像头、雷达等智能传感器感知周边环境信息，是智能汽车的眼睛和耳朵；（2）决策：以中央计算平台为核心，利用自动驾驶算法+芯片来处理感知信息，完成目标定位、识别、追踪，实现周边环境3D建模，并规划行驶方案，是智能汽车的大脑；（3）控制/执行：通过线控底盘来精准控制制动系统、转向系统等模块，执行行驶方案。第25页共32页田表11:自动驾驶三大模块环境信息车长视觉系

12、统单/W/多目撮俅头雷达系统谶光/毫未波声波奇达算法内容软件 电子驱动 电子转向 电子制动 其他汽车零部件车辆信息惯性导航(IMU) MEMS传感器 CPU/GPUGNSS计算平台当奈未来皆库自动驾驶级别提升需要更高的算力支持，只具备CPU处理器的芯片难以满足需要，自动驾驶芯片会往集成CPU+XPU的异构式SOC(XPU包括GPU/FPGA/ASIC等)方向发展。目前市场主流的三大架构方案包括：英伟达和特斯拉采用的处理器整合特殊应用芯片和绘图芯片(CPU+ASIC+GPU)设计架构；英特尔转投资的Mobileye和地平线采用的CPU+ASIC架构；Alphabet旗下子公司Waymo和百度Ap

13、ollo则采用的CPU+FPGA架构。算力先行是车企主流策略，自动驾驶芯片算力持续攀升。对于车企来说，预置算力最大值决定车辆智能化升级上限。当前面向量产乘用车的智能驾驶系统整体仍处于L3及以下级别，但由于汽车产品具备长达5-10年的生命周期，车载计算平台的算力上限决定车辆生命周期内可承载的软件服务升级上限，因此智能驾驶软件迭代周期与硬件更换周期存在错位。故为保证车辆在全生命周期内的持续软件升级能力，主机厂在智能驾驶上采取硬件预置，软件升级的策略，通过预置大算力芯片为后续软件与算法升级优化提供足够发展空间，以蔚来、智己、威马、小鹏为代表的主机厂在新一代车型中均将智能驾驶算力提升至500-1000

14、Tops级别。当下大算力芯片已成为汽车智能化发展的关键基础设施，亦成为芯片厂商的角力场。图表13:新势力车企将算力提升至5001000Tops级别G9flffiXPILOT4.0ft5个毫米波雷达12个超声波传器器4个环视8海头WNB8翅猱头 11雕Q单元-800万盘BtO目融头,2出方明!出侬像头威马汽车WtLTMCftYCBM72022年内11个头1个蚣1个投立;养钿优雷达蓼测煤将州访案普-tJjNIO eNVIDIA Orin-X508-1016 Tops1个枪曲腐度粉罐达玲毫米测髓121个V2X车路晌酗2*aas制单元朝S传感器芯MU5助2# NVIDIA OrinX508 Tops4

15、M NVIDIA Orin-X1016 Tops1K Nvidia Xavier30 Tops/ NVIDIA Orin-X1016 Tops3.2. 多方玩家角逐蓝海市场，百花齐放胜负未分除特斯拉自研自动驾驶FSD芯片用于自供外，整体自动/辅助驾驶芯片市场呈现消费电子芯片巨头、新兴芯片科技公司、传统汽车芯片厂商三大阵营。传统汽车芯片厂商阵在传统汽车芯片领域近乎呈垄断地位，产品线齐全，与TieC、主机厂有深厚关系积累，满足车规级要求方面有深厚技术能力储备，但在AI计算芯片上优势不足，产品多用于中低端车型；消费电子芯片巨头阵营具备深厚的芯片技术储备，资金雄厚，可支撑起对先进支撑和高算力芯片的高昂研发投入，同时具备良好的软件生态，车载计算芯片技