貞光科技從車規(guī)微處理器MCU、功率器件、電源管理芯片、信號(hào)處理芯片、存儲(chǔ)芯片、二、三極管、光耦、晶振、阻容感等汽車電子元器件為客戶提供全產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)解決方案！

過(guò)年我們談車時(shí)，似乎已人盡皆知行業(yè)缺芯是當(dāng)前現(xiàn)車加價(jià)、訂車難等、優(yōu)惠降低、減配或分期交付、熱門車型缺貨等現(xiàn)象的幕后真因。返工后的第一天，我們就來(lái)了解一下汽車芯片。

根據(jù)AutoForecast Solutions的數(shù)據(jù)顯示，2021年全球汽車市場(chǎng)因芯片短缺造成的累計(jì)減產(chǎn)量已達(dá)到了1020萬(wàn)輛（包括傳統(tǒng)燃油車）。而對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，芯片無(wú)疑是最核心的零部件，每輛新能源汽車上的芯片總數(shù)約1000~1200顆，同時(shí)汽車應(yīng)用對(duì)芯片制程的要求沒(méi)有手機(jī)、電腦那么高，28nm這種已成熟量產(chǎn)12年的工藝依然能夠滿足需求。
工信部數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)新能源汽車銷量達(dá)352.1萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)的芯片需求總量是35.21~42.252億顆。預(yù)計(jì)2022年我國(guó)新能源汽車銷量將超過(guò)500萬(wàn)輛，芯片需求總量則達(dá)到50~60億顆。當(dāng)前，全球主要芯片原廠已逐漸加大汽車芯片生產(chǎn)供應(yīng)，新建產(chǎn)能將于2022年下半年陸續(xù)釋放，缺芯有望在2022年末逐漸緩解。
智能化程度已經(jīng)成為消費(fèi)者心中評(píng)判新能源汽車吸引力的核心指標(biāo)，隨著電動(dòng)化及智能化水平的進(jìn)一步提高，芯片對(duì)于汽車的重要性不言而喻。在感知層面，車上多傳感器融和，包括通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)（激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)）和視覺(jué)系統(tǒng)（攝像頭）對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在決策層面，通過(guò)車載計(jì)算平臺(tái)及合適的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，做出最優(yōu)決策，最后執(zhí)行模塊將決策的信號(hào)轉(zhuǎn)換為車輛的行為。在控制執(zhí)行層面,主要包括車輛的運(yùn)動(dòng)控制及人機(jī)交互，決定每個(gè)執(zhí)行器如電機(jī)、油門、剎車等控制信號(hào)。

圖1 芯片在汽車上的主要應(yīng)用（來(lái)源：德勤）

• 主控芯片是智能汽車的“大腦”。GPU、FPGA、ASIC在自動(dòng)駕駛AI運(yùn)算領(lǐng)域各有所長(zhǎng)。傳統(tǒng)意義上的CPU/MCU通常為芯片上的控制中心，優(yōu)點(diǎn)在于調(diào)度管理、協(xié)調(diào)能力強(qiáng)，但CPU/MCU計(jì)算能力相對(duì)有限。因此，對(duì)于AI高性能計(jì)算而言，人們通常用GPU/FPGA/ASIC來(lái)做加強(qiáng)。
  汽車核心功能模塊所使用的MCU芯片，它的主要任務(wù)就是保證汽車核心功能穩(wěn)定運(yùn)行。包括了VCU（整車控制單元，協(xié)調(diào)整車三電系統(tǒng)），ESP（車身穩(wěn)定系統(tǒng)，防止側(cè)翻側(cè)滑），BMS（電池管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)電池續(xù)航和安全）。目前一輛傳統(tǒng)汽車平均用到70顆以上的MCU芯片，每輛智能汽車有望采用超過(guò)300顆MCU，是傳統(tǒng)汽車的4倍還多。
  MCU領(lǐng)域，NXP主要是動(dòng)力傳遞領(lǐng)域，包括EPS、ESP、發(fā)動(dòng)機(jī)管理、變速箱管理、車身、空調(diào)、車燈、鑰匙和座椅領(lǐng)域。瑞薩主要是儀表、車機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理、電機(jī)控制和底盤，儀表和車機(jī)領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。英飛凌主要是ADAS、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、動(dòng)力傳遞，在ADAS領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。德州儀器主要是車身、照明、動(dòng)力傳遞領(lǐng)域。Microchip主要是車身和ADAS領(lǐng)域。
  另一類是與自動(dòng)駕駛駕駛，車聯(lián)網(wǎng)，智能座艙相關(guān)的SOC芯片。這類芯片的算力極強(qiáng)，集成了CPU、AI芯片（GPU、FPGA、ASIC）、深度學(xué)習(xí)加速單元（NPU）等多個(gè)模塊。

圖2 國(guó)內(nèi)外頭部自動(dòng)駕駛芯片對(duì)比（來(lái)源：車東西）

• 功率芯片是智能汽車的“心臟”。無(wú)論是在引擎、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的變速箱控制和制動(dòng)、或者轉(zhuǎn)向控制等都離不開(kāi)功率芯片。
  功率器件領(lǐng)域，英飛凌主要是IGBT、MOSFET、驅(qū)動(dòng)IC。意法半導(dǎo)體主要是SiC、MOSFET和驅(qū)動(dòng)IC。羅姆半導(dǎo)體主要是驅(qū)動(dòng)IC、LDO。德州儀器主要是驅(qū)動(dòng)IC和PMIC。安森美主要是MOSFET。國(guó)內(nèi)原廠有比亞迪、士蘭、時(shí)代電氣、斯達(dá)半導(dǎo)、新潔能等。

• 攝像頭CMOS是智能汽車的“眼睛”。CMOS圖像傳感器與CCD（電荷耦合組件）有著共同的歷史淵源，但CMOS比CCD的價(jià)格降低15%-25%，同時(shí)，CMOS芯片可與其它硅基元器件集成利于系統(tǒng)成本的降低。在數(shù)量上，倒車后視，環(huán)視，前視，轉(zhuǎn)彎盲區(qū)等L3以上的輔助駕駛需要約18顆攝像頭。
  圖像傳感器芯片原廠有安森美、豪威和索尼等。
  
• 射頻接收器是智能汽車的“耳朵”。射頻器件是無(wú)線通訊的重要器件。射頻是可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHz～300GHz之間。射頻芯片是指能夠?qū)⑸漕l信號(hào)與數(shù)字信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的芯片，它包括功率放大器PA、濾波器、低噪聲放大器LNA、天線開(kāi)關(guān)、雙工器、調(diào)諧器等。未來(lái)，射頻芯片將像汽車的耳朵一樣將助力C-V2X技術(shù)發(fā)展，將“人-車-路-云”等交通參與要素有機(jī)聯(lián)系在一起，彌補(bǔ)了單車智能的不足，推動(dòng)協(xié)同式應(yīng)用服務(wù)發(fā)展。
  車聯(lián)網(wǎng)芯片及模塊廠商有高通、聯(lián)發(fā)科、華為、紫光展銳、宸芯科技、龍尚、芯訊通、萊琳斯（RANIX）等。
• 超聲波/毫米波雷達(dá)是智能汽車的“觸角”。智能汽車通過(guò)傳感器獲得大量數(shù)據(jù)，L5級(jí)別的汽車會(huì)攜帶傳感器將達(dá)到20個(gè)以上。車載雷達(dá)主要包括超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)三種。其中，中國(guó)超聲波雷達(dá)已發(fā)展的相對(duì)成熟，技術(shù)壁壘不高；毫米波雷達(dá)技術(shù)壁壘較高，且是智能汽車的重要傳感器，目前處于快速發(fā)展的階段；激光雷達(dá)技術(shù)壁壘高，是高級(jí)別自動(dòng)駕駛的重要傳感器，但目前成本昂貴、過(guò)車規(guī)難、落地難。
  
  傳感器領(lǐng)域，博世第一，主要是加速度傳感器、液位傳感器、氣壓傳感器、重力傳感器和IMU，基本上都是MEMS傳感器。英飛凌主要是磁傳感器、電流、壓力、雷達(dá)傳感器和MEMS麥克風(fēng)。Melexis主要是電流、速度、壓力、磁、溫度、速度、光學(xué)傳感器。NXP主要是雷達(dá)傳感器。
  激光雷達(dá)廠商則有Velodyne（VLDR）、Luminar（LAZR）、Innoviz（INVZ）、Ibeo、Valeo、Quanergy、Ouster、Livox、Innovusion、速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、鐳神智能、華為、Aeva等；超聲波雷達(dá)廠商有博世、同致電子、Valeo等；毫米波雷達(dá)有松下、現(xiàn)代摩比斯、Acconeer、傲酷（Oculii）、海拉（HELLA）、法雷奧（Valeo）、電裝（Denso）、Veoneer（維寧爾）、安波福（Aptiv）、采埃孚（ZF）、大陸汽車（Continental）、博世（Bosch）、Waymo、Zendar、Lunewave、Straradian、Arbe Robotics、Smartmicro、Echodyne、Metawave、輝創(chuàng)、清雷科技、聞頌智能、慧爾視、電目科技、雷博泰克、同致電子、珠海上富、大華股份、歐菲光、華為、德賽西威、華域汽車、蘇州安智、安智杰、莫吉娜、楚航科技、智波科技、森思泰克、木?？萍?、卓影科技（MotorEye）、易來(lái)達(dá)、承泰科技（Cheng-Tech）、軒轅智駕、納瓦電子（Nova）、納雷科技、保隆科技、莫之比、凌波微步、隼眼科技、行易道、理工雷科、川速微波等。

圖3 國(guó)內(nèi)外頭部激光雷達(dá)對(duì)比（來(lái)源：德邦研究所）

• 存儲(chǔ)芯片是智能汽車的“記憶“。智能汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)存儲(chǔ)器的需求與日俱增，在后移動(dòng)計(jì)算時(shí)代，車用存儲(chǔ)將成為存儲(chǔ)芯片中重要的新興增長(zhǎng)點(diǎn)和決定市場(chǎng)格局的力量。DRAM、Flash、NAND未來(lái)將被廣泛地應(yīng)用在智能汽車各個(gè)領(lǐng)域。此外，隨著云和邊緣計(jì)算將在智能汽車領(lǐng)域大放異彩，以及L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛汽車發(fā)展出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及應(yīng)用高級(jí)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，未來(lái)本地存儲(chǔ)數(shù)量將趨于穩(wěn)定，甚至可能出現(xiàn)下降。
  存儲(chǔ)芯片原廠有三星、SK海力士、英飛凌/賽普拉斯、意法半導(dǎo)體、兆易創(chuàng)新、君正、聚辰半導(dǎo)體等。圖4 國(guó)內(nèi)外存儲(chǔ)芯片品牌（來(lái)源：方正證券研究所）
  

• 汽車面板呈多屏化趨勢(shì)。目前車載顯示設(shè)備主要包括中控顯示屏和儀表顯示屏，此外智能駕駛艙儀表顯示屏、擋風(fēng)玻璃復(fù)合抬頭顯示屏、虛擬電子后視鏡顯示屏、后座娛樂(lè)顯示屏逐漸成為智能汽車發(fā)展的新需求方向。
  汽車面板原廠有LG、JDI、友達(dá)光電、群創(chuàng)光電、夏普、瀚宇彩晶、京東方、天馬、TCL華星等。
  

圖5 國(guó)內(nèi)外汽車面板品牌（來(lái)源：方正證券研究所）

• LED已經(jīng)全面普及至智能汽車的照明領(lǐng)域。LED在照明的亮度和照射距離上做到了過(guò)去鹵素?zé)魺o(wú)法企及的高度，可以做到彎道輔助（隨動(dòng)轉(zhuǎn)向）、隨速調(diào)節(jié)、車距警示等功能。隨著LED體積、技術(shù)的發(fā)展，其智能化開(kāi)始被大力開(kāi)發(fā)，進(jìn)而向著高亮、智能、酷炫的方向大步邁進(jìn)。

圖6 汽車LED車燈產(chǎn)業(yè)鏈（來(lái)源：方正證券研究所）
車規(guī)芯片業(yè)務(wù)收入從高到低的排名分別是英飛凌、恩智浦、意法半導(dǎo)體、瑞薩、德州儀器、村田、安森美、美光、英偉達(dá)、羅姆、微芯、亞德諾、英特爾、三星。

圖7 車規(guī)芯片公司業(yè)務(wù)收入及占比（圖源：旺財(cái)芯片）
在新能源汽車領(lǐng)域，連接器的主要應(yīng)用場(chǎng)景包括汽車充電系統(tǒng)及整車系統(tǒng)。在整車系統(tǒng)中，目前主流的車載連接器種類有高壓連接器、充/換電連接器、高速連接器、線對(duì)線/線對(duì)板連接器、板對(duì)板連接器、FPC/FFC連接器、母排等。

圖8 新能源汽車的連接器（圖源：電子智造業(yè)）

新能源汽車連接器廠商有TE Connectivity(泰科電子)、Molex(莫仕)、Amphenol(安費(fèi)諾)、羅森伯格、安波福、鴻海精密、立訊精密、矢崎、JAE、 JST、航空電子、中航光電、瑞可達(dá)、永貴電器、電連技術(shù)、意華股份、得潤(rùn)電子、徠木股份等。