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2021年中国汽车电子芯片产业链及市场投资前景深度分析(附概念股)

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中商产业研究院2020-12-11

中商情报网讯:近日,“大众停产”的消息引起关注。有消息称,受芯片供应不足影响,上汽大众从12月4日开始停产,一汽大众也从本月初进入停产状态。据大众中国回应表示,虽然芯片短缺影响了生产,但情况并没有传闻中严重,目前正在寻求解决办法。据悉,影响大众停产的主要原因是芯片供应不足,尤其是高端半导体芯片,这对中高端的车型影响较明显。

今年以来,受新冠疫情影响,芯片短缺、供应不足,这对我国大部分车企带来了不同程度的影响。汽车电子芯片是车用芯片,按应用领域可分为应用处理器(IVI、MCU等)、功率半导体(AMP、IGBT、MOSFET等)、传感器芯片(TPMS等)及分离器件等。汽车电子芯片的上游是半导体制造,下游应用细分领域包括传统汽车功能、智能汽车、新能源汽车等。

传统汽车电子芯片主要适用于发动机控制、车身、电池管理、车载娱乐控制等局部功能。随着智能网联汽车的不断发展,车联网、自动驾驶技术在汽车中的应用越来越广泛,对汽车电子芯片的要求更高,这带动了相应的智能芯片发展。同时,新能源汽车的推广也对IGBT等功率半导体市场带来大量需求。

来源:中商产业研究院

一、汽车电子芯片产业链上游:半导体市场

半导体,指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,是汽车电子芯片的关键材料。从产业链来看,上游半导体市场中包括半导体材料和设备构成、集成电路制造。

(1)半导体材料是指电导率介于金属和绝緣体之间的材料,是制作晶体管、集成电路、光电子器件的重要材料。半导体材料主要应用在晶圆制造和芯片封测阶段。由于半导体材料领域高端产品技术壁垒高,而中国企业长期研发和累计不足,中国半导体材料在国际中处于中低端领域,大部分产品的自给率较低,主要是技术壁垒较低的封装材料,而晶圆制造材料主要依靠进口。目前,中国半导体材料企业集中在6英寸以下的生产线,少量企业开始打入8英寸、12英寸生产线。

资料来源:中商产业研究院整理

在半导体材料市场构成方面,大硅片占比最大,占比为32.9%。其次为气体,占比为14.1%,光掩膜排名第三,占比为12.6%,其后:分别为抛光液和抛光垫、光刻胶配套试剂、光刻胶、湿化学品、建设靶材,比分别为7.2%、6.9%、6.1%、4%和3%。

数据来源:中商产业研究院整理

(2)半导体设备作为半导体产业链的支撑行业,主要应用于IC制造、IC封测。其中,IC制造包括晶圆制造和晶圆加工设备;IC封测主要用封测产进行采购,包括拣选、测试、贴片、键合等环节。目前,中国半导体设备国产化低于20%,国内市场被国外巨头垄断。

资料来源:中商产业研究院整理

(3)集成电路制造包括芯片设计、晶圆制造和封装测试三大核心环节。一是芯片设计:

芯片设计行业已经成为国内半导体产业中最具发展活力的领域之一,近年来,中国芯片设计产业在提升自给率、政策支持、规格升级与创新应用等要素的驱动下,保持高速成长的趋势。数据显示,芯片设计业销售收入从2015年的1325亿元增长到2019年的2947.7亿元。预计2020年,中国芯片涉及行业市场规模将突破3500亿元。

数据来源:中商产业研究院整理

二是圆晶制造:

晶圆制造是根据设计出的电路版图,通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程在半导体晶圆基板上形成元器件和互联线,最终输出能够完成功能及性能实现的晶圆片。数据显示,2016年中国圆晶制造行业市场规模突破1000亿元;到2019年,中国圆晶制造行业市场规模超过2000亿元,达到2149.1亿元。预计2020年,我国圆晶制造行业市场规模或达到2623.5亿元。

数据来源:中商产业研究院整理

三是封装测试:

半导体封装测试是半导体制造的后道工序,封测主要工序是将芯片封装在独立元件中,以增加防护并提供芯片和PCB之间的互联,同时通过检测保证其电路和逻辑畅通,符合设计标准。在半导体产业链中,传统封装测试的技术壁垒相对较低,但是人力成本较为密集。

封装测试产业规模的强劲发展对国内半导体产业整体规模的扩大起到了显著的带动作用,为国内芯片设计与晶圆制造业的迅速发展提供有力支撑。2019年,我国封装测试行业市场规模将近2500亿元,预计2020年将超过2800亿元。

数据来源:中商产业研究院整理

二、汽车电子芯片产业链中游:汽车半导体

传统汽车电子芯片主要适用于发动机控制、车身、电池管理、车载娱乐控制等局部功能。随着汽车智能化不断发展,汽车电子芯片也在不断升级,汽车半导体市场不断扩大。

数据显示,2018年中国汽车半导体市场规模为611.6亿元,同比增长15.6%。2019年,汽车半导体市场规模进一步扩大超700亿元。在新能源汽车快速推广及智能汽车不断发展的利好下,汽车半导体市场将保持增长,预计2021年将超1000亿元。

数据来源:中商产业研究院整理

从市场结构来看,汽车半导体市场中,MCU细分领域及功率半导体细分领域的份额占比相近,都是目前汽车使用的关键电子芯片。另外,传感器芯片也占有一定份额,在多个汽车系统中都有相应的传感器应用,对传感器芯片的需求较大。

数据来源:中商产业研究院整理

(1)MCU芯片

MCU是一颗集计算机各种功能于一体的芯片,广泛应用在不同领域。MCU(MicrocontrollerUnit)即微控制器,也被称为单片机,是将计算机所包含的运算器、计时器、输入输出、接口和内存等集成在一颗芯片上,将其应用在不同产品里,从而实现对产品的运算和控制。

根据MCU用途等级,通常可分为商业级,工业级,汽车级及军工级。在汽车电子芯片领域,MCU应用范围较广,从车身动力总成,到车身控制、信息娱乐、辅助驾驶,从发动机控制单元,到雨刷、车窗、电动座椅、空调等控制单元,每一个功能的实现背后都需要复杂的芯片组支撑,其中MCU扮演最重要的角色。在一辆汽车所装备的所有半导体器件中,MCU占比约30%,平均每辆车包含70颗以上的MCU芯片,需要实现车内各类应用场景,同时对安全性要有足够保证。

数据显示,2019年我国MCU市场规模超250亿元。随着辅助驾驶等功能的进一步应用,MCU芯片的需求将不断扩大,市场规模也将保持增长。预计2020年我国MCU芯片市场规模将近270亿元,到2022年将突破300亿元。

数据来源:IHS、中商产业研究院整理

(2)功率半导体

随着新能源汽车领域的不断发展,功率半导体市场的发展也不断加快。功率半导体是半导体产业中的重要板块,是关系着高铁动力系统、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域能否实现自主可控的核心零部件。功率半导体战略地位突出,多领域应用持续支撑我国功率半导体行业发展。同时,中国也是全球最大的功率半导体消费国,2018年市场需求规模达到138亿美元,增速为9.5%,占全球需求比例高达35%。预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长,2021年市场规模有望达到159亿美元,年化增速达4.8%。

数据来源:IHS、中商产业研究院整理

从市场结构来看,电源管理IC、MOSFET和IGBT合计占据了95%的市场份额。其中,电源管理IC市场占率高达61%,占比最大,MOSFET和IGBT市场份额分别为20%和14%。得益于下游消费电子、新能源汽车、通讯行业近几年的快速发展,电源管理IC市场近几年持稳健增长的态势,截止2018年,中国电源管理IC市场规模已达84.3亿美元。同时,未来伴随新能源汽车行业的快速发展,MOSFET和IGBT也将迎来广阔的成长空间。

数据来源:IHS、中商产业研究院整理

MOSFET、IGBT未来五年增长强劲。MOSFET全称金属氧化物半导体场效应管,是一种可以广泛使用在模拟与数字电路的场效应晶体管。MOSFET具有高频、驱动简单、抗击穿性好等特点,应用范围涵盖电源管理、计算机及外设设备、通信、消费电子、汽车电子、工业控制等多个领域。

IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是由双极型三极管BJT和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率器件。IGBT是新能源汽车电控系统和直流充电桩的核心器件,成本占到新能源汽车整车成本的10%,占充电桩成本的20%。由于未来几年新能源汽车/充电桩等新兴市场的快速发展,IGBT等半导体功率器件将迎来黄金发展期。

对国内市场而言,功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化,而MOSFET、IGBT等分立器件产品由于其技术及工艺的先进性,还较大程度上依赖进口,未来进口替代空间大。未来,MOSFET和IGBT是未来5年增长最强劲的半导体功率器件。

(3)AI芯片

AI芯片是智能汽车时代实现域控制的核心。随着芯片需要处理传感器传来的大量汽车内外部环境信息,而且也要处理大量图片、视频等非结构化数据,面向控制指令运算的MCU不能满足需求。AI处理器作为智能时代的协处理器,成为智能汽车时代的核心。

数据显示,2019年我国汽车AI芯片市场规模约为9亿美元。随着各级别自动驾驶技术的不断推进、应用,汽车AI芯片市场规模也将不断扩大,预计2021年将超20亿美元,到2025年超90亿美元。

数据来源:中商产业研究院整理

三、汽车电子芯片产业链下游:汽车应用领域

我国汽车行业长期向好,其中新能源汽车得到有效的推广、应用,智能网联汽车加快研发、测试。无论是新能源汽车还是智能网联车,发展前景明朗,将为汽车电子芯片带来大量需求。

(1)新能源汽车

近年来,我国大力推广新能源汽车应用,新能源汽车市场快速发展,尤其在利好政策不断扶持下,产业前景一片大好。受疫情等因素影响,今年的新能源汽车市场有所放缓,但目前已在逐步回暖。数据显示,1-10月新能源汽车产销分别完成91.4万辆和90.1万辆,同比分别下降9.2%和7.1%,降幅较1-9月大幅收窄9.5和10.6个百分点。其中,10月新能源汽车产销分别完成16.7万辆和16万辆,同比分别增长69.7%和104.5%,其单月产销第四次刷新了当月历史记录。

数据来源:中汽协、中商产业研究院整理

新能源汽车行业稳步发展,规模将进一步攀升。根据预测,“十四五”期间,中国新能源汽车的产销总规模可达到千万辆。庞大的新能源汽车市场规模为汽车电子芯片行业带来需求,将带动IGBT等功率半导体市场的增长。

(2)智能网联汽车

智能汽车可以分为智能化、网联化两个层面。其中,智能化通过智能驾驶实现,网联化通过融合现代网络通讯技术实现车内、车与车、车与路、车与人、车与服务平台的全方位网络连接。基于此,智能汽车衍生出两大主要技术应用方向,即自动驾驶和车联网。

车联网。近年来,国内车联网市场快速发展。国家多次出台配套政策标准已推动行业发展。9月23日消息,工信部答复十三届全国人大三次会议第6649号建议称,下一步,将与相关部门密切协作,加快推动出台《国家车联网产业标准体系建设指南(智能交通相关)》,构建形成综合统一、科学合理、协调配套的国家车联网产业标准体系。此外,地方也不断提出指导意见及规划。

智能汽车是汽车领域重要发展方向,在此背景下,我国车联网产业前景广阔。数据显示,2019年车联网市场规模超1900亿元。随着车联网技术的进一步应用,中国车联网市场规模持续扩大,预计2020年有望超过2050亿元。

来源:中商产业研究院

车联网市场规模不断扩大,联网汽车数量也将不断增加。据国家发改委国际合作司副司长高健表示,预计2025年全球联网汽车数量将接近7400万台,其中中国的联网汽车数量将达到2800万辆。在车联网技术不断加深应用下,将推动汽车电子芯片需求增长。

自动驾驶。据表示,截至今年6月,全国17个城市已累计发放约282张自动驾驶路测牌照。自动驾驶是汽车智能化的重要方向之一,目前自动驾驶技术正在不断升级发展并且已在部分车企的车型中得以应用。

目前,国产自主品牌量产车自动驾驶技术水平接近L2。虽然一些国内的主机厂(OEM)具备研发能力,如北汽、长城,但出于安全和市场需求考虑,目前国产车型配备的L2功能,其供应商基本还是国外大型Tier1,如博世、大陆等。

随着国内车企、互联网企业等加快布局自动驾驶领域,国内L3级别量产车型有望在2020-2021年推出,L2+级别辅助驾驶渗透率有望进一步提升。目前各车企高端的车型已经基本实现L2级别辅助驾驶的配置,未来高级自动驾驶系统渗透率有望进一步提升。2020-2021年将有可量产L3级别车型推出,2025年左右完全自动驾驶L5级别。

2020年,长安汽车推出了可量产L3级别车型Uni-T;广汽集团推出了可量产L3级别车型AionLX;上汽集团将要推出L3级别量产车型MarvelXPro:长城或将于2020年Q2实现L2.9级别智能驾驶应用;吉利计划在2020年实现G-Pilot3.0应用;比亚迪已经实现L2+级别自动驾驶。根据各车企的智能驾驶规划,2020年是国内L3级别车型推出元年,2025年有望实现L4级别的高度智能驾驶。

来源:中商产业研究院整理

另外,为了更好的推动自动驾驶研发、应用,目前,国内多个城市如北京、上海、广州、深圳等地已经陆续开放无人驾驶测试。随着无人驾驶测试的落地,自动驾驶技术的场景应用将越来越成熟,市场也将进一步扩大。自动驾驶的不断发展也将推动汽车电子芯片的升级,带来市场需求。

目前,我国智能汽车行业正迎来发展的黄金期,中国将成为世界第一大智能汽车市场。无论是车联网的深入应用或是自动驾驶的加快推广都将进一步推动汽车电子芯片市场的发展。

四、汽车电子芯片前景及相关概念股

目前,我国汽车电子芯片市场虽然前景明朗,但仍存在亟待解决的问题:

(1)汽车芯片不能只依赖于国外

截至2019年,我国的自主汽车芯片规模占比不足10%,并不能实现安全自主可控,此外,核心技术只掌握少数几家厂商手中,截至2019年,我国的自主汽车芯片规模占比不足10%,并不能实现安全自主可控,此外,核心技术只掌握少数几家厂商手中,车企目前要思考要不要掌握自己的命运也就是核心技术,这答案肯定是“要”。

(2)提高芯片生产水平

我国芯片生产水平仍然处于低端水平,这与芯片行业的周期性有关,由于我国芯片行业起步较晚,而芯片的研发需要很长的时间周期,因此我国需要在这一领域加大人力物力,打赢这场攻坚战

半导体行业作为国民经济支柱性行业之一,是信息技术产业的重要组成部分,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,其发展程度是衡量一个国家科技发展水平的核心指标之一,属于国家高度重视和鼓励发展的行业。未来,无论从政策支持还是技术升级都将推进我国半导体行业发展,汽车电子芯片也将进一步升级、应用。

未来,我国汽车电子芯片行业前景广阔:

政策层面来看,近年来,国家各部门相继推出了一系列优惠政策、鼓励和支持集成电路行业发展。国家相关政策的陆续出台从战略、资金、专利保护、税收优惠等多方面推动半导体行业健康、稳定和有序的发展。

2020年9月,国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、财政部等四部门联合印发了《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》,提出加快新材料产业强弱项。围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定,加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。

半导体行业作为国民经济支柱性行业之一,是信息技术产业的重要组成部分,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业,其发展程度是衡量一个国家科技发展水平的核心指标之一,属于国家高度重视和鼓励发展的行业,未来将继续得到政策的支撑、扶持,这为汽车电子芯片行业提供了良好的发展环境。

技术层面来看,半导体行业经过近六十年的发展,目前已经发展形成了三代半导体材料。第三代半导体材料是宽禁带半导体材料,其中最为重要的就是SiC和GaN。和传统半导体材料相比,更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。SiC具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点,使得其器件适用于高频高温的应用场景,相较于硅器件,可以显著降低开关损耗。因此,SiC可以制造高耐压、大功率电力电子器件如MOSFET、IGBT、SBD等,用于智能汽车、新能源汽车等行业。

市场层面来看,下游市场带来强劲需求。新能源汽车的推广势在必行,未来也将继续大力发展。与庞大的机动车保有量相比,新能源汽车占比仍有很大的发展空间,随着新购、更换等需求推动,新能源汽车的保有量也将进一步提升,这将为IGBT等功率半导体带来需求。

智能汽车也将推动汽车电子芯片行业发展。2020年2月,国家发改委会同11个国家部委联合发布了《智能汽车创新发展战略》。该战略指明了2025年实现有条件智能汽车规模化生产,2035年中国标准智能汽车体系全面建成的愿景,指出发展核心技术、完善基础设施建设、完善相关法律法规体系等智能汽车发展的主要任务,并宣布了加强组织实施、完善扶持政策等保障举措。未来,随着智能汽车规模化生产的不断推进,相关汽车芯片需求也将攀升,行业前景明朗。

为了更好的了解我国汽车电子芯片市场布局情况,中商产业研究院特整理汽车电子芯片概念股相关企业名单:

来源:中商产业研究院整理

更多资料请参考中商产业研究院发布的《中国汽车电子芯片行业市场前景及投资机会研究报告》,同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业情报、产业研究报告、产业规划、园区规划、十四五规划、产业招商引资等服务。

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