2023 年中国汽车半导体行业洞察报告

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汽车 半导体是应用于车体控制装置、车载监测装置和车载电子控制装置的半导体,主要分布于车身控制模块、车载信息娱乐系统、动力传动综合控制系统、主动安全系统、高级辅助驾驶系统等。按功能可分为主控 / 计算类芯片(MCU、CPU、FPGA、ASIC 和 AI 芯片等)、功率半导体(IGBT 和 MOSFET 等)、传感器(CIS、加速传感器等)、车载接口类芯片、车用存储器等。" 三化 "(电动化、智能化、网联化)升级趋势下,汽车主要发生的变化为油驱变电驱、自动驾驶加速落地、智能座舱技术更加成熟,对 AI 芯片、IGBT、传感器等汽车半导体的需求随之增加。

1、发展环境

需求拉动:" 三化 " 升级趋势下,汽车半导体需求持续旺盛

一是新能源汽车渗透率不断提升,汽车半导体需求持续扩大。根据汽车工业协会数据,2022 年新能源汽车产销分别为 705.8 万辆和 688.7 万辆,同比增长 96.9% 和 93.4%,2016-2022 年均增长近 55%,市场占有率达 25.6%。半导体在新能源汽车上的应用较传统燃油车更为广泛,增加了电动机控制系统、电池管理系统等应用场景,带动功率半导体用量大幅提升。根据 Infineon 数据,新能源汽车半导体含量为传统燃油车的两倍,2021 年传统燃油车半导体单车价值量为 490 美元,新能源汽车半导体单车价值量近 1000 美元。

2023 年中国汽车半导体行业洞察报告 二是智能座舱和自动驾驶是智能网联汽车发展的两大方向,对大算力芯片、高性能传感器等需求大幅提升,智能化汽车所需芯片数量为传统汽车的 8-10 倍。目前,中国市场智能座舱渗透率已经超过 50%。根据 IHS 预测,2023 年中国市场智能座舱渗透率将达到 64%。同时,我国自动驾驶已进入 商业 化运营阶段,2022 年我国在售新车 L2 和 L3 的渗透率分别为 35% 和 9%,预计 2023 年将达到 51% 和 20%。总体来看,汽车电动化、智能化、网联化是驱动汽车半导体市场快速增长的重要因素。

2023 年中国汽车半导体行业洞察报告 政策支持:政策红利持续释放,推动汽车半导体市场繁荣发展

近年来,国务院、发改委、工信部等多部门密集出台汽车半导体产业相关的系列政策文件,大力鼓励和支持汽车半导体行业实现技术突破和完善国内产业链。2020 年 7 月发布的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》(国发〔2020〕8 号),从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等方面,全方位支持汽车半导体产业的发展。2022 年 11 月,三部门发布《关于巩固回升向好趋势加力振作工业 经济 的通知》(工信部联运行〔2022〕160 号),提出统筹推动汽车芯片推广应用、技术攻关、产能提升等工作,保障了汽车半导体产业链稳定运转。同时,北京、上海、广州等地区均发布相关政策,从技术创新、项目建设、资金支持、标准制定等层面,有力推动国内汽车半导体全产业链提质升级。

2023 年中国汽车半导体行业洞察报告 2、发展现状

产业链结构: 由上游半导体材料和设备、中游半导体制造商、下游系统和整车制造企业三部分组成

(1)产业链上游由基础半导体材料和设备构成。 基础半导体材料按照应用环节可分为晶圆制造材料与封测材料。其中,晶圆制造材料主要包括硅片、特种气体、CMP 抛光液等;封装材料主要包括封装基板、包封材料、陶瓷基板等。根据国际半导体产业协会(SEMI)数据,2021 年晶圆制造材料占比 62.8%,封测材料占比 37.2%,而硅片是价值量最高的半导体材料,占晶圆制造材料超 33%。从硅片制造商竞争格局看,日韩厂商高度垄断,国内厂商正加大研发投入,加速实现国产替代,如沪硅产业、立昂微、中环股份等企业。在半导体设备领域,美日技术领先,高技术含量设备如 EUV 光刻机、DUV 光刻机、ALD 设备等国产化率均低于 1%。随着我国加大科研投入,走独立创新之路,未来半导体设备国产化率将进一步提升。 (2)产业链中游由汽车半导体制造商构成。 在功率半导体领域,IGBT 是当前新能源车中应用最广的功率半导体,而碳化硅 MOSFET 高压下性能优越,也将迎来大规模应用。从竞争格局看,中高端 MOSFET 及 IGBT 市场主要被欧美日企业所垄断,国内厂商如斯达半导正在加紧布局。在主控 / 计算类芯片领域,我国车规级 MCU 芯片市场目前主要被国外厂商主导,国内厂商渗透率较低,但随着国内在相关技术上的不断突破,相关公司不断发展,包括四维图新、兆易创新、芯海 科技 等,将彻底扭转现有局面。随着智能驾驶功能的成熟,车规级 AI 芯片的需求持续上涨,其能够满足自动驾驶和智能座舱的高性能、大算力的需求。国内品牌发展迅速,且产品更新速度快,与国内整车厂广泛合作,以地平线、华为最为突出。 (3)产业链下游由系统制造、仪器制造和整车制造企业构成。 系统制造包括车联网系统、辅助驾驶系统等,仪器制造包括中控仪表、雷达制造等。整车制造企业包括传统车企,如比亚迪、上汽、长城、东风、吉利等,及理想、蔚来、小鹏、问界、哪吒等造车新势力。目前,我国整车企业开始向汽车芯片布局,且多采用 投资 芯片公司、进行资本合作等方式完善自身芯片供应链,以加速研发进程和减轻研发资金压力。

市场规模 : 我国汽车半导体市场规模呈现波动增长趋势

近年来,我国汽车半导体市场空间广阔,保持波动上升态势。根据 Omdia 数据,2016 年我国汽车半导体市场规模为 80 亿美元,2020 年由于疫情导致汽车芯片供给短缺,汽车半导体市场规模下降到 110 亿美元。2020 年下半年,中国汽车市场快速复苏,且随着汽车电动化、智能化、网联化程度不断提高,车用芯片的需求持续提升,推动我国汽车半导体市场规模不断攀升,到 2022 年增长至 158 亿美元,近六年(2016-2022 年)年均增长 12%。

市场结构 : 功率半导体在纯电动车型中占比更高

根据 Strategy Analytics 数据,在传统燃油车中,MCU 价值占比最高为 23%,其次为功率半导体占 21%,传感器占比为 13%。功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。在纯电动车型中,由于电动机和电控系统取代传统机械结构的动力系统,使功率半导体用量大幅提升,占比达 55%,其次为 MCU 占 11%,传感器占比为 7%。

3、发展趋势

汽车新三化引领变革,半导体材料向碳化硅和氮化镓演进,国产替代成趋势

电动化、网联化、智能化成为汽车产业发展的潮流和趋势,对高频、高速计算、高速充电的需求持续提升,而硅和砷化镓的温度、频率、功率等性能难以提高,因此具备高能效、低能耗等特征的碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)半导体材料将逐步替代硅基器件成为市场主流。未来,SiC 半导体在中高端场景优势更明显,特别是需要高压、高能量密度的应用场景,如充电桩、车载充电机及电驱系统等。GaN 器件主要以 GaN 晶体管为主,随着成本下降,GaN 器件有望在中低功率领域替代二极管、MOSFET 等硅基功率器件。从国内市场看,汽车半导体产业发展迅速,时代电气、斯达半导、比亚迪半导体等公司在 SiC MOSFET 产品线上积极布局,闻泰科技、三安光电、士兰微等公司也正在切入 GaN FET 产品线,产业规模和国际竞争力逐渐提升,国产替代前景可期。

来源:36氪

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