汽车智能化级别越高，所需控制芯片数量越多、车载存储的容量越大，对相应半导体的需求激增，汽车半导体增量市场已打开。
引言：自 1886 年戴姆勒首次将内燃机应用于汽车以来，汽车工业的创新一直围绕内燃机展开，消费者也以追求发动机马力等性能指标为目标。随着特斯拉在电动化技术与自动驾驶技术领域的颠覆性变革，汽车电动化与智能化渐成主机厂共识，消费者购车时的考量也逐步从传统燃油车的发动机马力性能指标，转向以智能车机、自动驾驶为代表的智能化体验视角。同时，当汽车行业供需两端的关注点逐步由性能转变至智能时，汽车创新的核心亦从“动力引擎”发动机转移到“计算引擎”半导体。
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全球汽车产业向绿色化、智能化、网联化方向发展，打开汽车半导体增量市场
在全球低碳经济政策下，纯电动车将大量替代传统燃油车，使得功率半导体、第三代半导体需求显着增加。全球汽车产业正朝着绿色化、智能化、互联网化三大方向不断催生出新。
绿色化指在全球低碳经济政策下，纯电动车将大量替代传统燃油车，催生出汽车半导体的增量市场，功率半导体器件、第三代半导体需求显著增加。电动车中，逆变器和电机取代了传统发动机的角色，因此逆变器的设计和效率至关重要，其好坏直接影响着电机的功率输出表现和电动车的续航能力。目前，大部分电动汽车还是以 IGBT来做高功率逆变器 (DC-AC Traction Inverter) 及车载充电系统。未来，SiC MOSFET将进一步提高车用逆变器功率密 度，降低电机驱动系统重量及成本。SiC 碳化硅是第三代化合物半导体材料，具有优越的物理性能：降耗能，动力系统模组缩小5倍，物料成本低，缩短充电时间，以及高温下的稳定晶体结构，未来会成为各车企的布局重点。
▲ 来源：中国汽车工业协会
智能化是指在智能汽车渗透率的不断提升的大场景下，半导体的增量成本随自动驾驶级别的提升而增大。在计算和控制芯片方面，新能源电动车平均芯片个数从2017年的 800颗增长到2022年的1500个左右，算力提升带动主控芯片半导体的大幅需求。在存储芯片方面，增量主要来源于汽车智能化带来的数据存储需求。目前，车载芯片存储单元的数量与性能的大幅提升是无人驾驶由L2迈向更高局次L4/L5的重要保障。不同自动驾驶级别需要不同的DRAM和NAND。据 Counterpoint Research 估计，未来十年，单车存储容量将达到 2TB-11 TB，以满足不同自动驾驶等级的车载存储需求。总体来看，L2 升级到L3级别汽车半导体成本的涨幅为 286.7%，L3升级到L4/L5级别半导体成本涨幅达48.3%。
▲ 来源：Counterpoint
网联化将实现汽车与其他载体实时信息的交互，所需的射频芯片、基带芯片、传感器雷达、摄像头和诸多非光学传感器的数量将会大幅增加。网联化将半导体的技术和成本在车侧和路侧分配，通过V2V（汽车对汽车通信）、V2I（汽车对基础设施）、V2N（汽车对互联网通信）和V2P（汽车对行人通信）来获取超视距或者非视距范围内的交通参与者状态和意图，未来各种通信芯片、视觉芯片、传感器芯片将会进一步打开汽车半导体的成长空间。
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冉冉开启的超大量级车载半导体市场有哪些品类？
受益于汽车行业“绿色化、智能化、网联化的”三化趋势，汽车半导体在汽车当中将扮演着越来越重要的角色。在全球半导体所有子行业中，汽车半导体的增速最快，高达14.3%，收入规模将从2020年的387亿美元增加到 2025年的755亿美元。超大量级的车载半导体市场冉冉开启。
▲ 来源：Gartner
按照国际通行的半导体产品标准方式划分，汽车半导体可以分为四类：集成电路 （微控制器、模拟 IC、逻辑 IC、存储芯片），分立器件，传感器和执行器、光电子器件共四大类。
▲ 来源：IHS
根据 IHS 数据统计，预计 2025 年全球汽车半导体市场规模将达到 682 亿美元，其中模拟 IC 约 170 亿美元、分立器件约 110 亿美元、逻辑 IC 约 101 亿美元、存储 IC 约 87 亿美元、微控制器约 85 亿美元、光学半导体约 66 亿美元、传感器与执行器约 63 亿美元。
▲ 来源：上海海思战略与业务发展部
按照半导体在智能汽车上具体的应用领域划分：汽车半导体可分为与智能化相关的计算芯片、存储芯片、传感与执行器芯片、通信芯片，以及与电动化相关的能源供给芯片。同时，随着处理事件复杂性的日益提升，亦存在将几种不同类型的芯片集成在一起，形成系统级芯片（SoC），从而有效地降低电子/信息系统产品的开发成本、缩短开发周期、提高产品的竞争力。
- 计算及控制芯片：此类芯片以微控制器和逻辑 IC 为主，主要用作计算分析和决策。与人体大脑类似，可分为主控芯片和辅助芯片。其中，主控芯片包含 MCU（微处理器）、CPU（中央处理单元）、FPGA（现场可编程门阵列器件）、 ASIC（专用芯片）等，辅助芯片则包含主管图形图像处理的 GPU 以及主打人工智能计算的 AI 芯片等。
- 存储芯片：主要用于数据存储功能，具体包含 DRAM（动态存储器）、SRAM （静态存储器）、FLASH（闪存芯片）等。
- 传感芯片：主要用于探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息转变为电信号或其他所需形式传递给其他设备。具体包含 CIS（CMOS 图像传感器）、MEMS、电流传感器、磁传感器、陀螺仪、VCSEL 芯片和 SPAD 芯片（用于激光雷达）。
- 通信芯片：主要用于发送、接收以及传输通信信号，具体包括基带芯片、射频芯片、信道芯片、电力线载波通信芯片、卫星导航芯片等。
- 能源供给芯片：主要用于保证和调节能源传输，以分立器件为主。具体包括电源管理芯片（AC/DC、LED 驱动芯片等）、晶体管（IGBT、MOSFET 等）、二极管、晶闸管等。
END
