汽车行业变革带来电子产业链全方位机会

• 陈博 2023年10月27日 来源：中研网 1440 95
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传统车用半导体产品主要包括功率半导体、MCU 芯片、ASIC 芯片、存储芯片和传感器 等。汽车电动化、智能化给电子产业链带来了全方位的市场机会，汽车对于信息感知、接 收、处理的要求不断提升，因此，对于新能源汽车而言，传感器、MCU 和功率半导体分 别了触觉、认

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目前中国汽车电子后装市场迅速成长，智能化、数字网络化、总线化以及节能环保成为产品的发展方向，总体而言，汽车电子非混合动力市场趋向饱和，混合动力增长强劲，电动汽车等新能源汽车推动汽车电子快速发展，软件成为汽车竞争的关键优势，汽车开放系统架构影响深远，车载通讯及车载娱乐系统升级。

传统车用半导体产品主要包括功率半导体、MCU 芯片、ASIC 芯片、存储芯片和传感器 等。汽车电动化、智能化给电子产业链带来了全方位的市场机会，汽车对于信息感知、接 收、处理的要求不断提升，因此，对于新能源汽车而言，传感器、MCU 和功率半导体分 别了触觉、认知和动力的角色，需求量大幅增长。这其中，功率半导体(MOSFET、 IGBT)作为电力输出与转化的重要器件，是汽车电动化带来的最主要需求增量。根据 Gartner 数据，2020 车用功率半导体约占全部车用半导体的 43%。

1、电动化：以 IGBT 为主的功率半导体需求爆发

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。功率器件主要为二极管、三极管、晶闸管、MOSFET 和 IGBT 等， 市场主要被国外厂商垄断，各类功率器件原理与应用场景各部相同。其中，MOSFET 和 IGBT 是最主要的功率器件，其中 MOSFET 适用于消费电子、网络通信、工业控制、汽车 电子等，相较于前三者，适用频率高，但一般用于功率不超过 10kw 的电力电子装置，在 中低压领域，国内厂商正逐步展开国产替代;IGBT 可用于电机节能、轨道交通、智能电 网、航空航天、家用电器、汽车电子等高压高频领域，高压下，开关速度高，电流大，但 开关速度低于 MOSFET。

新能源汽车对功率半导体需求大幅提升。在传统汽车场景下，功率半导体主要应用于启 动、发电和安全领域，包括直流电机、电磁阀、继电器、LED 驱动等，硅基 MOSFET、 IGBT 及模块即可满足需求，对于新能源车而言，普遍采用高压电路，当电池输出高压时， 需要频繁进行电压变化，对电压转换电路需求提升，相关的功率转换系统主要有：主传动/逆变器、车载充电器(On Board Charger)、3)HV-LV DC-DC 转换、高压辅助驱动、电池 管理系统(BMS)等。

作为核心部件，逆变器对 IGBT、MOSFET 需求大幅增长：逆变器类似于燃油车的发动 机管理系统 EMS，决定着驾驶行为，设计应最大限度地减少开关损耗并最大限度地提高 热效率。其中，IGBT 是电动汽车逆变器的核心电子器件，IGBT 模块单车价值量非常 高，占据整个电控系统成本的 40%以上(电控系统占整车成本 15~20%)。

根据 Trend Force 等机构发布数据，平均一台传统燃料汽车半导体价值量约 450 美元，一 台纯电动汽车半导体价值量约 750 美元，Infineon 给出的数据，电动汽车含硅量大幅提升， 主要系逆变器带来的功率器件需求增长，而 OBC，DC-DC，BMS 等领域对整体功率半导 体需求增量的拉动相对较小。

2、智能化：视觉系统、MCU，存储需求大幅增长

智能汽车电子电气的五大架构：车身域、智能座舱域、底盘域、动力域和自动驾驶域。其 中，车身域包括 HVAC，车身控制、汽车泵等;智能座舱域包括仪表盘、车载娱乐系统、 触控系统和车载充电等;底盘域包括刹车装置、转向装置、车身稳定装置和减震装置;动 力域包括动力传递系统，主逆变器、发动机管理系统等;自动驾驶域包括速度控制系统、 紧急刹车系统、盲点探测系统传感器融合等。

从汽车智能化的视角看，增量主要来自传感器，主要包括摄像头和激光雷达。摄像头目前 市场空间在 140 亿美元，激光雷达在 63 亿美元，其他传感器包括毫米波雷达、超声传感 器、GPS/北斗定位系统等，传感器市场到 2025 年可达 524 亿美元。从自动驾驶的等级来看，从 L1 到 L4/5，L2 开始出现超声波传感器和雷达模组，L3 开始，短距雷达传感器出 现，L4/5 开始激光雷达开始出现，超声波传感器和雷达模组用量大幅增长。

随着传感器尺寸将变得更小，而功能却更为强大。汽车的自适应巡航控制系统将更加广泛 地采用雷达和激光雷达传感器和摄像头。由于多传感器融合变得更为复杂，处理能力需得 到不断提升，从而完善高级驾驶辅助系统。

3、网联化：连接器、V2X 射频芯片等联网需求有望增长

除了电动化、智能化以外，对于汽车产业的变革，另一大趋势是高级汽车联网，包括汽车 与基础设施互联(V2I)、汽车与汽车互联(V2V)和车与车联网，这一功能旨在实现汽车 内、外互联，并将汽车融入物联网成为其中的一部分，合称 V2X(Vehicle to Everything)。 智能网联汽车产业是一个多方共建的生态体系，其中，车辆是载体，实现智能化是目的， 而网联化是核心手段。智能交互、智能驾驶和智能服务是智能网联汽车的三大元素。

根据《智能网联汽车技术路线图 2.0》，2025 年我国 C-V2X 终端新车装配率达到 50%;路 测设施方面，2019-2021 年，我国将在车联网示范区内部署路测设施，2022 年将开始在典 型城市、高速公路扩大覆盖范围。目前，国内已经具备 C-V2X 通信芯片、模组以及车载 终端的量产基础。

整体来看，碳中和背景下，发展新能源对于汽车行业的塑造是革命性的，电动化、智能化 和网联化作为三个递进的层级，重塑了整个产业链的生态、架构和发展方向。汽车行业的 变革也给电子行业带来了全方位、多产业链的变化。根据 Gartner 预测，2020-2025 年汽 车半导体市场将得到快速发展，按应用来看，高级辅助驾驶系统、电动/混动模块增速最 快，CAGR5 分别达到 31.90%和 23.10%。按设备来看，通用芯片、集成基带、射频接收 器、各类非光学传感器及汽车存储相关产品需求增速都维持旺盛态势。

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