國內(nèi)汽車芯片面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展建議

摘 要

隨著汽車向電動(dòng)化、智能化加速發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、價(jià)值鏈重塑，以芯片為主的零部件重要性日益凸顯。從技術(shù)角度看，大 算力智能駕駛和智能座艙計(jì)算芯片、傳感器處理芯片、高速傳輸芯片 及高性能功率芯片等創(chuàng)新技術(shù)陸續(xù)應(yīng)用，推動(dòng)芯片技術(shù)不斷發(fā)展。從汽車芯片使用數(shù)量和價(jià)值量來看，電動(dòng)智能汽車單車芯片使用數(shù)量和 價(jià)值量均增長至傳統(tǒng)燃油車的2-3倍，甚至更高。汽車芯片對安全性、可靠性要求很高，且涉及種類多，共有十大類超百種產(chǎn)品，不同芯片對設(shè)計(jì)、制造和封測工藝要求不盡相同，因此，系統(tǒng)梳理汽車芯片行業(yè)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)對于構(gòu)建芯片安全供應(yīng)鏈具有重要意義。

課題組通過多方調(diào)研、咨詢和討論，從全球及國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀出發(fā)，梳理汽車芯片種類、應(yīng)用及供需情況等，分析國內(nèi)汽車芯片面臨的挑戰(zhàn)，提出推進(jìn)國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議。

第一章分析國內(nèi)外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。通過梳理半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)、制造、封裝及測試市場現(xiàn)狀與價(jià)值鏈分布、應(yīng)用進(jìn)展，分析世界主要國家和地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策及對我國的影響，并總結(jié)我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈整體狀況。

第二章按照汽車芯片的功能和應(yīng)用進(jìn)行分類，將汽車芯片分為控制、計(jì)算、功率、通信、存儲(chǔ)、電源、驅(qū)動(dòng)、傳感、安全及其他等十大類， 并梳理汽車不同系統(tǒng)及零部件的應(yīng)用情況。

第三章從產(chǎn)品及企業(yè)角度分析全球汽車芯片發(fā)展現(xiàn)狀，分析了不同種類汽車芯片全球市場規(guī)模及市場格局等情況。

第四章重點(diǎn)分析國內(nèi)不同種類汽車芯片的市場規(guī)模及本土企業(yè)發(fā)展情況，并結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有基礎(chǔ)，分析了不同芯片產(chǎn)品的供需情況，為后續(xù)發(fā)展本土汽車芯片產(chǎn)業(yè)指明方向。

第五章提出我國汽車芯片發(fā)展建議，提出完善頂層設(shè)計(jì)、完善制造工藝、攻關(guān) 共性技術(shù)、建立檢測認(rèn)證體系、搭建行業(yè)管理體系、加強(qiáng)人才培養(yǎng)、強(qiáng)化財(cái)政支持等七個(gè)重點(diǎn)任務(wù)。

第一章

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

半導(dǎo)體是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，也是支撐汽車電動(dòng)化、智能化發(fā)展的底層技術(shù)。半導(dǎo)體技術(shù)復(fù)雜、產(chǎn)業(yè)鏈條長，在全球已形成了分工明確的產(chǎn)業(yè)格局，但受不確定因素及逆全球化趨勢影響，全球主要半導(dǎo)體國家和地區(qū)均出臺(tái)政策支持本土產(chǎn)業(yè)發(fā)展以構(gòu)建區(qū) 域化、本土化的安全供應(yīng)鏈。經(jīng)過政策強(qiáng)力扶持和市場需求刺激，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成績顯著，但在產(chǎn)業(yè)鏈諸多核心環(huán)節(jié)仍面臨 “卡脖子”問題。

半導(dǎo)體是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。半導(dǎo)體是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，也是支撐經(jīng)濟(jì)社 會(huì)發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)模 已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)業(yè)競爭力和綜合國力的重要標(biāo)志之一。當(dāng)前，半導(dǎo)體對于人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、新一代信息通信、消費(fèi)電子、汽車等數(shù)字經(jīng)濟(jì)諸多技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域至關(guān)重要，是引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、開創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)的決定力量。2023年，美國、中國、德國、日本、韓國等5個(gè)世界主要國家的數(shù)字經(jīng)濟(jì)總量為33萬億美元，數(shù)字經(jīng)濟(jì)占GDP比重為60%，中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模超過55萬億元，占GDP比重超40%。從半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自身來看，未來發(fā)展?jié)摿σ卜浅４?，?jù)預(yù)測，2030年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將在2022年的5741億美元基礎(chǔ)上增長至超1萬億美元，其中汽車芯片占半導(dǎo)體總體規(guī)模將從10%增長至15%，汽車有望成為引領(lǐng)半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新的主要領(lǐng) 域 之 一 。

（一）半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈情況

半導(dǎo)體從功能上可分為集成電路 （IC） 芯片和OSD（光電器件、傳感器、分立器件）。集成電路可分為數(shù)字IC（邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、微處理器）和模擬IC（信號(hào)鏈、電源管理等）（見圖表1）。據(jù)WSTS（世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織）統(tǒng)計(jì)，2022年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模為5741億美元，其中集成電路市場規(guī)模為4744億美元，占比約82.6%;數(shù)字芯片中邏輯電路、存儲(chǔ)器、微處理器市場規(guī)模分別為1298億美元、1766億美元、791億美元，模擬芯片市場規(guī)模約890億美元。OSD器件市場規(guī)模共計(jì)997億美元，占半導(dǎo)體市場的17.4%（見圖表2）。

數(shù)據(jù)來源：公開資料，百人會(huì)車百智庫整理

數(shù)據(jù)來源：WSTS， 百人會(huì)車百智庫整理

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈按過程可大致分為設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測試等三大環(huán)節(jié)以及 半導(dǎo)體設(shè)備、半導(dǎo)體材料兩大輔助環(huán)節(jié)。芯片設(shè)計(jì)是運(yùn)用EDA軟件與IP 核，產(chǎn)出各類芯片的設(shè)計(jì)版圖；晶圓制造環(huán)節(jié)根據(jù)設(shè)計(jì)版圖進(jìn)行掩膜制作，形成模版，并在晶圓上進(jìn)行加工；封測環(huán)節(jié)對生產(chǎn)出來的合格晶圓進(jìn)行切割、焊線、塑封，并對封裝完成的芯片進(jìn)行性能測試（見圖表3）。

數(shù)據(jù)來源：公開資料，百人會(huì)車百智庫整理

從應(yīng)用領(lǐng)域來看，半導(dǎo)體作為電子行業(yè)發(fā)展的核心 ，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè) ，主要包括消費(fèi)電子、工業(yè)、汽車、通訊、電力等領(lǐng)域。PC/計(jì)算機(jī)和通信在規(guī)模 上大致相當(dāng)，構(gòu)成了半導(dǎo)體的主要用途，占總體市場的近60%，工業(yè)和汽車用 途均占總體市場的14%左右（見圖表4）。

數(shù)據(jù)來源：美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)，百人會(huì)車百智庫整理

1、芯片設(shè)計(jì)

芯片設(shè)計(jì)包括芯片規(guī)格制定、邏輯設(shè)計(jì)、布局規(guī)劃、性能設(shè)計(jì)、電路模擬、布局布線、版圖驗(yàn)證，設(shè)計(jì)水平直接決定了芯片的功能、性能及成本。芯片設(shè)計(jì)作為典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，具有專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)難度高、技術(shù)迭代快、與下游應(yīng)用領(lǐng)域配合緊密等特點(diǎn)，行業(yè)技術(shù)壁壘較高。

按芯片設(shè)計(jì)的產(chǎn)品類別看，可分為數(shù)字、模擬、數(shù)?；旌系取?shù)字芯片通常追求先進(jìn)工藝，以獲得更小的芯片面積、更低的功耗和更快的處理能力；模擬芯片通常更關(guān)注器件的物理特性，通常不追求先進(jìn)工藝，以成熟工藝為主；數(shù)?；旌闲酒骖檾?shù)字與模擬特點(diǎn)，高品質(zhì)數(shù)?；旌闲酒非筇厥夤に?。

按芯片設(shè)計(jì)企業(yè)類型，主要可分為IDM（垂直整合型）和Fabless（無晶圓廠）模式。IDM集芯片設(shè)計(jì)、制造與封裝測試為一體，屬于重資產(chǎn)模式，對于企業(yè)的資金能力要求極高；Fabless模式通過外包晶圓制造與封測環(huán)節(jié)，可有效降低大規(guī)模固定資產(chǎn)投資壓力，提升新技術(shù)和新產(chǎn)品開發(fā)速度，實(shí)現(xiàn)靈活經(jīng)營。隨著芯片制程和工藝越來越復(fù)雜，F(xiàn)abless市場占比逐年提升，從2011年到2021年，F(xiàn)abless模式銷售額從664億美元增長到1777億美元，增長率近170%，遠(yuǎn)高于同期IDM模式63%的增長。

從競爭格局上看，美國占據(jù)全球芯片設(shè)計(jì)主導(dǎo)地位。據(jù) IC Insights測算，按2021年?duì)I收規(guī)?？?，IDM領(lǐng)域美國企業(yè)市占率為47%、韓國占33%、歐洲占9%、日本占8%、中國臺(tái)灣占3%，而中國大陸小于1%;Fabless領(lǐng)域美國企業(yè)占68%、中國臺(tái)灣占21%、中國大陸占9%、韓國占1%，日本占1%，歐洲小于1%。在Fabless領(lǐng)域，美國企業(yè)處于絕對領(lǐng)先地位（見圖表5）。美國芯片設(shè)計(jì)巨頭普遍聚焦先進(jìn)邏輯產(chǎn)品，且多為細(xì)分賽道絕對龍頭，如英特爾在CPU 領(lǐng)域全球第一，市占率超過70%;英偉達(dá)是GPU全球領(lǐng)導(dǎo)者；高通是全球手機(jī) 處理器芯片全球領(lǐng)頭羊。中國大陸芯片設(shè)計(jì)公司大多處于成長期，業(yè)務(wù)規(guī)模相對較小且產(chǎn)品多采用成熟工藝，研發(fā)實(shí)力較為分散。

來源：Trendforce， 百人會(huì)車百智庫整理

在芯片設(shè)計(jì)過程中，EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件與IP核是必備工具。EDA 軟件使作圖環(huán)節(jié)自動(dòng)化并對設(shè)計(jì)完成的電路圖進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬與仿真分析，使得芯 片在設(shè)計(jì)階段盡可能實(shí)現(xiàn)貼近實(shí)際物理效果的驗(yàn)證，降低設(shè)計(jì)企業(yè)流片試產(chǎn)失敗 的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前 EDA 軟件市場主要由歐美企業(yè)占據(jù)，我國華大九天等企業(yè)取得一定突破（見圖表6）。據(jù)SEMI 統(tǒng)計(jì)，2022年全球EDA 市場規(guī)模為87.7億美元， 其中中國大陸EDA市場規(guī)模為11.7億美元，占全球比例約13.3%。與全球龍頭 企業(yè)相比，我國EDA公司以點(diǎn)工具產(chǎn)品為主，全工具鏈企業(yè)較少，布局驗(yàn)證工具者較多，高端先進(jìn)制程邏輯工具仍有待攻關(guān)。IP核指芯片設(shè)計(jì)中預(yù)先設(shè)計(jì)完成并經(jīng)過驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)化功能模塊，通過使用特定的IP核，經(jīng)調(diào)整后可快速完成芯片模塊的設(shè)計(jì)，大幅降低芯片設(shè)計(jì)周期與設(shè)計(jì)難度。據(jù)IPnest統(tǒng)計(jì)，2022年全球芯片IP市場規(guī)模約67億美元，中國市場約119億元（占全球約26%），其中前兩大IP提供商ARM和Synopsys占據(jù)超60%的市場，中國大陸僅有芯原科技進(jìn)入全球前十（見圖表7）。我國IP公司布局相對較廣泛，部分企業(yè)在細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域位居全球前列，但由于布局晚、技術(shù)壁壘高、生態(tài)不成熟等原因，大量IP仍被海外企業(yè)壟斷。

來源：東方證券，百人會(huì)車百智庫整理

數(shù)據(jù)來源：IPnest， 百人會(huì)車百智庫整理

汽車芯片相較于消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)產(chǎn)品具有實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、安全性高的特點(diǎn)。汽車芯片在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)多采用定制化高實(shí)時(shí)性IP核，甚至是車規(guī)級(jí)專用IP 核，EDA工具也多采用特定汽車模塊以滿足汽車芯片特定需求。在設(shè)計(jì)過程中，通常需要增加數(shù)據(jù)校驗(yàn)、冗余單元、安全島、自我檢測等模塊，提升芯片計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)定性。而且，考慮到汽車長達(dá)20年的生命周期，汽車芯片在設(shè)計(jì)中通常需要兼顧前瞻性與設(shè)計(jì)成本。競爭格局上，汽車芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以歐美日企業(yè)為主。全球前十大汽車芯片供應(yīng)商中，4家位于歐洲、4家位于美國、2家位于日本。由于汽車芯片部分產(chǎn)品采用特色設(shè)計(jì)、制造、封裝工藝，晶圓代工企業(yè)不具 備全部能力，領(lǐng)先汽車芯片企業(yè)會(huì)采用Fab-lite（輕晶圓廠）模式，自研特色工藝采用自主制造和封測，如高端MCU芯片多采用自研CPUIP核、eFlash特色制造工藝、特色封裝工藝等。

2、晶圓制造

晶圓制造流程復(fù)雜，涉及工藝多，可大致分為八個(gè)步驟：晶圓加工-氧化-光 刻-刻蝕-薄膜沉積-互連-測試-封裝（見圖表8）。按制造模式分，晶圓制造可分為 IDM和晶圓代工。業(yè)內(nèi)除存儲(chǔ)芯片和模擬芯片主要采用IDM模式外，邏輯芯片主要采用晶圓代工模式。據(jù)測算，2022年，剔除存儲(chǔ)芯片后，晶圓制造市場中晶圓代工和IDM產(chǎn)能占比約為6:4，這主要是因?yàn)檫壿嬓酒A廠建設(shè)成本高，隨著芯片制程發(fā)展，IDM模式的成本壓力越來越大，而且晶圓代工模式可顯著降低芯片產(chǎn)業(yè)門檻，促進(jìn)上游芯片設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展及產(chǎn)品應(yīng)用創(chuàng)新。根據(jù)IC Insights測算，2022年全球晶圓代工市場規(guī)模為1321億美元，中國大陸市場規(guī)模約771億元，其中中國臺(tái)灣、韓國、中國大陸市占率位列前三，分別為66%、17%、8%。按企業(yè)占比看，2022年全球前五大晶圓代工企業(yè)為臺(tái)積電（56%）、三星 （16%）、聯(lián)電（7%）、格羅方德（6%）和中芯國際（4%）（見圖表9）。臺(tái)積電作為全球最大晶圓代工企業(yè)，占據(jù)全球8成以上先進(jìn)制程市場份額，特色工藝占據(jù)全球50%以上市場份額；三星雖然同樣具備生產(chǎn)尖端制程能力，但受限于技術(shù)成熟度和良率等原因先進(jìn)制程產(chǎn)量較少，市場份額位列全球第二。我國受限于 設(shè)備與技術(shù)工藝，最先進(jìn)制程工藝僅達(dá)到14nm水平，相比臺(tái)積電仍有很大的追趕空間。

數(shù) 據(jù) 來 源 ：Lam Research，百人會(huì)車百智庫整理

數(shù)據(jù)來源： ICInsights，百人會(huì)車百智庫整理

車規(guī)級(jí)芯片制造產(chǎn)線要求高，投資回報(bào)期長，呈現(xiàn)較高的市場集中度。汽車 芯片對晶圓制造及封測產(chǎn)線一致性要求極高，為實(shí)現(xiàn)“零不良率”（0 PPM， 即每100萬個(gè)交付殘品率小于1），晶圓制造產(chǎn)線及封測產(chǎn)線在量產(chǎn)前需要對產(chǎn)線進(jìn)行第三方“產(chǎn)線認(rèn)定”，認(rèn)定周期0.5-1年，一旦該產(chǎn)線被認(rèn)定為生產(chǎn)車規(guī)級(jí)產(chǎn)品之后，原則上不可以更改生產(chǎn)設(shè)備和制程條件，產(chǎn)線調(diào)整靈活性受限。而且由于車規(guī)級(jí)產(chǎn)線相比常規(guī)產(chǎn)線要求更高、認(rèn)證周期長、投資更大，導(dǎo)致車規(guī)級(jí)產(chǎn) 線投資回報(bào)期長達(dá)10年甚至更久，高于常規(guī)產(chǎn)線的5-7年，而且車規(guī)級(jí)產(chǎn)線對規(guī)模效應(yīng)要求更高。因此，目前車規(guī)級(jí)芯片企業(yè)逐步轉(zhuǎn)向純代工模式或Fab-lite 模式（見圖表10），以降低制造成本。臺(tái)積電憑借工藝及規(guī)模優(yōu)勢占據(jù)全球近15%的汽車芯片代工產(chǎn)能，其中車用MCU委外代工的60%-70%被臺(tái)積電占據(jù)，但營收占比依然很小，2022年臺(tái)積電汽車芯片代工收入僅占總營收的6%。此外，聯(lián)華電子、力積電、三星也具備較強(qiáng)的邏輯代工能力，世界先進(jìn)、東部高科、格羅方德、TowerJazz在 BCD、高壓、SOI等特殊工藝領(lǐng)域具備優(yōu)勢。此外，在碳化硅等化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域，漢磊科技、X-Fab、三安集成等企業(yè)形成了 一定差異化競爭優(yōu)勢。

數(shù)據(jù)來源：各公司財(cái)報(bào)，百人會(huì)車百智庫整理

3、封裝測試

封裝測試屬于芯片制造的后道工序，可分為封裝與測試兩個(gè)環(huán)節(jié)。封裝是將 通過測試的晶圓加工得到獨(dú)立芯片的過程，主要包含減薄、切割、貼裝、互聯(lián)、 封裝等過程，封裝是為了保護(hù)芯片、增強(qiáng)導(dǎo)熱（散熱）性能、實(shí)現(xiàn)電氣和物理連接、功率分配、信號(hào)分配，以溝通芯片內(nèi)部與外部電路。測試主要是對芯片產(chǎn)品 的性能和功能進(jìn)行測試，并挑選出功能、性能不符合要求的產(chǎn)品，測試工藝包括 后道檢測中的晶圓檢測 （CP） 及成品檢測 （FT） 。從價(jià)值占比看，集成電路封裝 環(huán)節(jié)價(jià)值占比約為80%-85%，測試環(huán)節(jié)價(jià)值占比約為15%-20%。封裝測試技術(shù) 門檻相比晶圓制造環(huán)節(jié)偏低，屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)，目前全球主要封測工廠分布 在中國大陸和中國臺(tái)灣，其中中國大陸有四家企業(yè)進(jìn)入全球前十（見圖表11）。 根據(jù)集微咨詢統(tǒng)計(jì)，2022年全球封裝測試市場規(guī)模為815億美元左右，中國市 場約2995億元，占全球超50%。

數(shù)據(jù)來源：芯思想研究院，車百智庫研究院整理

先進(jìn)封裝在摩爾定律逼近物理極限的當(dāng)下將發(fā)揮越來越重要的作用。隨著人 工智能快速發(fā)展，對算力芯片需求旺盛，由此驅(qū)動(dòng)的多芯片集成、2.5D/3D堆疊的Chiplet封裝技術(shù)得到快速發(fā)展。相比傳統(tǒng)消費(fèi)級(jí)芯片，算力芯片面積更大， 存儲(chǔ)容量更高，對互連速度要求更快，導(dǎo)致單芯片設(shè)計(jì)制造成本大幅上升。Chiplet技術(shù)通過多芯片高速互聯(lián)，兼顧算力芯片的性能和成本需求，目前已成為算力芯片的主流方案之一，如NVIDIAA100/H100、AMDMI300等主流AI訓(xùn)練芯片已采用Chiplet方案。同時(shí)，英特爾、AMD等芯片巨頭已成立UCle產(chǎn)業(yè)聯(lián) 盟，以推進(jìn)芯片互連技術(shù)與先進(jìn)封裝技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。在頭部芯片企業(yè)的帶動(dòng)下，先進(jìn)封裝市場將快速增長，據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2025年全球先進(jìn)封裝占比將達(dá)到49.4%，先進(jìn)封裝將成為全球封裝市場的主要增量。汽車芯片封測要求高，國內(nèi)企業(yè)存在較大劣勢。由于汽車芯片常在高溫、低溫、震動(dòng)、電磁等復(fù)雜環(huán)境運(yùn)行，因此在封裝中需考慮防止芯片在復(fù)雜環(huán)境下焊盤脫落、應(yīng)力破壞、電磁不兼容等問題。在測試環(huán)節(jié)需達(dá)到高水平的“測試故障 覆蓋率”，確保測試向量檢測到的故障數(shù)盡可能多，以保證測試失誤率盡可能小，提升芯片可靠性。從市場上看，汽車芯片封測第三方企業(yè)占比正逐步擴(kuò)大。根據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2018年汽車芯片封測中僅有35%采用外包模式，IDM模式占比高達(dá)65%，預(yù)計(jì)到2024年外包比例將提升至47%，IDM模式比例將降至53%。汽車芯片第三方封測以美國、亞洲企業(yè)為主，其中美國安靠、中國臺(tái)灣日月光兩家企業(yè)市場占有率超過50%，但封測產(chǎn)能主要集中于亞洲地區(qū)，其中馬 來西亞聚集了全球約40%汽車芯片封裝產(chǎn)能。

4、半導(dǎo)體設(shè)備

半導(dǎo)體設(shè)備可分為晶圓制造設(shè)備與封裝測試設(shè)備。晶圓制造環(huán)節(jié)所需設(shè)備主 要包括薄膜沉積設(shè)備、光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、涂膠顯影設(shè)備、離子注入設(shè)備、CMP 設(shè)備、清洗設(shè)備等；封測環(huán)節(jié)需要使用的設(shè)備包括切割減薄設(shè)備、引線 機(jī)、鍵合機(jī)、分選測試機(jī)等（見圖表12）。其中，光刻、刻蝕和薄膜沉積是半導(dǎo) 體制造三大核心工藝，其設(shè)備制造門檻較高。半導(dǎo)體設(shè)備對芯片工藝發(fā)展至關(guān)重 要，通常半導(dǎo)體設(shè)備需超前芯片制造開發(fā)產(chǎn)品。在晶圓廠資本開支中，約70% 至80%用于設(shè)備投資，其中芯片制造設(shè)備占設(shè)備投資的約80%左右，封裝測試 設(shè)備占設(shè)備投資額的20%左右。

圖表12半導(dǎo)體制造和封測所需材料與設(shè)備

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從競爭格局看，半導(dǎo)體設(shè)備主要被美國、荷蘭、日本企業(yè)壟斷。2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為1076.5億美元，中國大陸銷售額為282.7億美元，為全球最大單一市場，中國臺(tái)灣、韓國、北美、日本、歐洲等地位列2-6位（見圖表13）。 從企業(yè)占比來看，前五大供應(yīng)商美國應(yīng)用材料、荷蘭阿斯麥 （ASML）、美國泛林 半導(dǎo)體、日本東京電子以及美國科磊營收占全球超80%（見圖表14）。其中 ASML 專注于光刻設(shè)備，在高端光刻機(jī)領(lǐng)域形成壟斷；泛林集團(tuán)半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備 約占全球近一半市場份額；科磊則是半導(dǎo)體檢測設(shè)備龍頭；東京電子在涂膠顯影 設(shè)備市占率接近90%。從市場格局來看，細(xì)分市場集中度較高，主要參與廠商一 般不超過5家，市場前三名的份額往往高于80%，部分設(shè)備甚至出現(xiàn)一家獨(dú)大的 情況（見圖表15）。我國半導(dǎo)體設(shè)備起步較晚，設(shè)備國產(chǎn)化正穩(wěn)步推進(jìn)，去膠設(shè) 備、清洗設(shè)備、CMP 設(shè)備、熱處理設(shè)備、刻蝕設(shè)備國產(chǎn)化率較高，但在高深寬比 刻蝕設(shè)備、光刻設(shè)備及離子注入設(shè)備等領(lǐng)域與世界先進(jìn)水平仍存在較大差距。

圖表132022年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場情況

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圖表142022年全球半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)TOP10

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圖表15主要半導(dǎo)體設(shè)備市場格局

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5、半導(dǎo)體材料

半導(dǎo)體材料可分為晶圓制造材料和半導(dǎo)體封裝材料。晶圓制造材料是指在未 經(jīng)封裝的晶圓制造環(huán)節(jié)中所應(yīng)用到的各類材料，主要包括硅片、光刻膠及配套試 劑、電子特種氣體、純凈高純試劑、CMP 材料和濺射靶材等。封裝材料是指在 晶圓封裝過程中所應(yīng)用到的各類材料，包括引線框架、芯片粘貼結(jié)膜、鍵合金絲、縫合膠、環(huán)氧膜塑料、封裝基板、陶瓷封裝材料和環(huán)氧膜塑料等（見圖表 16）。其中硅片、電子特氣、光掩膜材料占晶圓制造材料成本超過60%;封裝基 板、引線框架、鍵合線占封裝材料成本超過60%。

圖表16主要半導(dǎo)體材料分類

在半導(dǎo)體材料方面，歐美日企業(yè)占據(jù)主要市場份額。隨著全球半導(dǎo)體制造業(yè) 快速發(fā)展，帶動(dòng)半導(dǎo)體材料市場規(guī)模不斷壯大。據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì) （SEMI） 的統(tǒng)計(jì)，2022年全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模為727億美元，其中晶圓制 造材料和封裝材料分別為447億美元和280億美元。得益于中國大陸大力發(fā)展 半導(dǎo)體制造業(yè)，半導(dǎo)體材料市場需求快速增長，2022年中國大陸半導(dǎo)體材料市 場的營收規(guī)模為129.7億美元，同比增長7.3%，占全球比例約17.8%。在市場 格局方面，半導(dǎo)體材料主要被歐美日韓及中國臺(tái)灣等少數(shù)企業(yè)壟斷，市場集中度 非常高。硅片全球市場前六大公司市場份額達(dá)90%以上，光刻膠全球市場前五 大公司的市場份額達(dá)80%以上，高純試劑全球市場前六大公司的市場份額達(dá) 80%以上（見圖表17）。我國目前已實(shí)現(xiàn)大部分半導(dǎo)體材料的量產(chǎn)，目前在大硅 片、第三代半導(dǎo)體材料、部分電子特種氣體、濕電子化學(xué)品、CMP材料等領(lǐng)域有所突破，但在高端光刻膠、封裝基板、光掩膜等領(lǐng)域進(jìn)展較慢。

圖表17主要半導(dǎo)體材料市場格局

（二）半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢

1、全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭態(tài)勢

全球主要國家和地區(qū)相繼出臺(tái)半導(dǎo)體支持政策，加強(qiáng)自身半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國際競 爭力。近年隨著人工智能、數(shù)字化、智能化的發(fā)展，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為基礎(chǔ)性產(chǎn) 業(yè)，正在受到越來越多國家的重視。疊加疫情導(dǎo)致的全球芯片產(chǎn)業(yè)“斷鏈”問 題，使得各國將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提升到更加重要的地位，世界主要半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國家和 地區(qū)紛紛出臺(tái)政策支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國持續(xù)加碼本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，試圖構(gòu)建安全可靠本土供應(yīng)鏈。為保持美國 在芯片技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位，2021年以來，美國政府采取了一系列政策舉 措（見圖表18）。美國認(rèn)為提升半導(dǎo)體制造的實(shí)力對其經(jīng)濟(jì)競爭力和國家安全至 關(guān)重要。為了增強(qiáng)美國在芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，美國通過立法、加大投資、稅 收優(yōu)惠等一系列政策舉措促進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展，激勵(lì)其國內(nèi)芯片制造，增強(qiáng)美國芯 片企業(yè)國際競爭力。

圖表18美國近年來發(fā)布的芯片相關(guān)政策

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美國《芯片和科學(xué)法案》重點(diǎn)提升芯片本土制造和先進(jìn)技術(shù)研發(fā)能力。在資金資助方面，法案對芯片產(chǎn)業(yè)提供約800億美元的資助，其中包括資助美國本土芯片制造和研發(fā)的527億美元以及為芯片制造投資提供的價(jià)值大約為240億 美元的稅收減免（見圖表19）。在技術(shù)研發(fā)方面，法案向美國國家科學(xué)基金、商務(wù)部、能源部等機(jī)構(gòu)，提供總計(jì)約2000億美元用以支持科學(xué)研究，對未來研究與創(chuàng)新進(jìn)行系統(tǒng)布局。

圖表19《芯片和科學(xué)法案》主要政策部署

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美國《芯片和科學(xué)法案》，給我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來多重風(fēng)險(xiǎn)。國家層面，法 案對中國投資的歧視性規(guī)定，將嚴(yán)重影響中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的全球布局和市場競爭力，加劇全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的“脫鉤”傾向。根據(jù)《芯片和科學(xué)法案》要求，如 果獲得補(bǔ)貼的廠商在知情的情況下，與中國等“受關(guān)注的國外實(shí)體”合作，進(jìn)行 合作研究或技術(shù)授權(quán)活動(dòng)，美國商務(wù)部有權(quán)全額收回補(bǔ)貼。產(chǎn)業(yè)層面，美國通 過制裁限制我國發(fā)展先進(jìn)制程的高端芯片，試圖讓中國與美國永遠(yuǎn)保持技術(shù)代 差。我國正處在突破半導(dǎo)體技術(shù)的攻堅(jiān)期，在半導(dǎo)體制造工藝方面取得了長足進(jìn)步，28nm以上成熟制程規(guī)?；瘧?yīng)用，14nm 制造工藝已由中芯國際實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)，在制裁影響下，下一步我國向更先進(jìn)制程發(fā)展將受阻。企業(yè)層面，若中國難以出臺(tái)匹配美國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)扶持政策，跨國芯片公司在華布局熱情將走低，國際企業(yè)在華投資帶來的技術(shù)溢出和人才培養(yǎng)貢獻(xiàn)也會(huì)大幅減弱，在當(dāng)前中國依靠“外源式”創(chuàng)新獲得的技術(shù)提升的機(jī)會(huì)減少，產(chǎn)業(yè)追趕將更加困難。

美國制定嚴(yán)格的半導(dǎo)體出口限制管理規(guī)定，從原材料、設(shè)計(jì)工具、設(shè)備和人 才方面阻礙我國技術(shù)升級(jí)。2022年8月，美國商務(wù)部工業(yè)和安全局（BIS） 更新了出口管制規(guī)則，對半導(dǎo)體材料和EDA設(shè)計(jì)工具進(jìn)行出口管制，將兩種能承受高溫高電壓的第四代半導(dǎo)體材料氧化鎵和金剛石，專門用于全柵場效應(yīng)晶體管（GAAFET）結(jié)構(gòu)的3nm及以下芯片的EDA/ECAD 軟件納入出口管制清單。以金剛石、氧化鎵為代表的第四代半導(dǎo)體具有寬禁帶、擊穿場強(qiáng)高等特性，全面優(yōu)于以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體，可在高低溫、強(qiáng)輻射、超高壓等極 端環(huán)境下使用，在新能源汽車高頻功率器件上有廣闊的應(yīng)用前景，美國對第四代半導(dǎo)體技術(shù)實(shí)施全面封鎖，限制了國產(chǎn)汽車電動(dòng)化未來發(fā)展空間。同期8月，美國還要求英偉達(dá)（A100 和 H100）和 AMD（MI100 和 MI200） 停止向中國出口用于人工智能的頂級(jí)GPU計(jì)算芯片。2022年10月，美國商務(wù)部工業(yè)與安全局發(fā)布了兩項(xiàng)新規(guī)，在設(shè)備方面，若無美國批準(zhǔn)，美國半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)將無法為在 中國“生產(chǎn)18nm或以下的DRAM芯片、128層或以上的NAND閃存芯片、14納米或以下的邏輯芯片”的芯片企業(yè)提供設(shè)備。美國對華先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備的出口管制，將嚴(yán)重影響中芯國際、長江存儲(chǔ)、長鑫存儲(chǔ)等企業(yè)的高端產(chǎn)能形成，導(dǎo)致 我國缺乏相應(yīng)邏輯、存儲(chǔ)芯片的自主制造能力。2023年6月，美日荷三方達(dá)成協(xié)議共同限制半導(dǎo)體設(shè)備出口中國，從6月底開始，荷蘭要求出口DUV（深紫外光）光刻機(jī)都必須申請?jiān)S可，7月開始日本將先進(jìn)芯片制造所需的23個(gè)品類的半導(dǎo)體設(shè)備列入出口管制對象新規(guī)正式生效，此舉將嚴(yán)重影響我國成熟制程芯 片的制造業(yè)務(wù)。在人才方面，美國禁止美籍半導(dǎo)體人才參與中國境內(nèi)半導(dǎo)體開發(fā) 活動(dòng)并進(jìn)行全面嚴(yán)格監(jiān)管。在當(dāng)前半導(dǎo)體人才資源激烈競爭的環(huán)境下，限制措施 將導(dǎo)致美籍優(yōu)秀半導(dǎo)體行業(yè)優(yōu)秀人才難以回國進(jìn)行研發(fā)和創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，短期內(nèi)將影 響國內(nèi)部分核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的發(fā)展，長期看將對中國引進(jìn)核心半導(dǎo)體領(lǐng)域 人才造成很大限制。

美國籌備“芯片四方聯(lián)盟”，意在從單邊管制走向多邊聯(lián)防。2022年初， 美國計(jì)劃聯(lián)合日本、韓國和中國臺(tái)灣組建“芯片四方聯(lián)盟” （Chip4） 。 該聯(lián)盟 在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的全球占比均超過50%，旨在更有效整合全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，提升自己在全球芯片市場話語權(quán)，進(jìn)一步圍剿中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

歐盟加大對本地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)扶持。2023年7月，《歐盟芯片法案 （The EuropeanChipsAct）》正式發(fā)布，該法案擬投入資金高達(dá)430億歐元（約合491億美元），力爭到2030年歐盟區(qū)芯片產(chǎn)能在全球占比達(dá)20%，2020年其產(chǎn)能占比為10%。芯片法案支持芯片生產(chǎn)、試點(diǎn)項(xiàng)目和初創(chuàng)企業(yè)，環(huán)節(jié)上支持芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、封裝測試全產(chǎn)業(yè)鏈，其中重點(diǎn)為生產(chǎn)制造。此前歐盟委員提出要加強(qiáng)研發(fā)下一代處理器和半導(dǎo)體技術(shù)的能力，包括為一系列行業(yè)的特定應(yīng)用提供最佳性能的芯片和嵌入式系統(tǒng)，尖端制造瞄準(zhǔn)5nm制程，并逐步向2nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)。另外，作為重點(diǎn)項(xiàng)目的歐洲芯片計(jì)劃可細(xì)化為數(shù)字歐洲（Digital Europe）和地平線歐洲（HorizonEurope）計(jì)劃，兩者均強(qiáng)調(diào)投資中小公司、前沿技術(shù)：“數(shù)字歐洲”計(jì)劃希望為其數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支持，確保民眾和企業(yè)（特別是中小企業(yè)）獲得高質(zhì)量的公共服務(wù)；“地平線歐洲”計(jì)劃的投資重點(diǎn)在 于半導(dǎo)體材料和競爭前期的產(chǎn)學(xué)研合作等。同時(shí)，歐盟同時(shí)在積極尋求擁有先進(jìn)技術(shù)工藝的臺(tái)積電、三星以及英特爾來歐洲建廠，并且擬為此推出高達(dá)數(shù)十億歐元的補(bǔ)貼。

亞洲各國紛紛出臺(tái)支持政策，推進(jìn)本地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。韓國著力提高本土 半導(dǎo)體制造及原材料自給能力。2021年5月，韓國發(fā)布“K 半導(dǎo)體戰(zhàn)略”，宣 布未來十年，韓國將攜手三星電子、SK 海力士等153家韓國企業(yè)投資510萬億 韓元（約合2.9萬億元人民幣），目標(biāo)是將韓國建設(shè)成全球最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)基 地。此外，韓國計(jì)劃到2030年，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈中一半的原材料、部件 和設(shè)備可以在本土采購，目前這一比例只有30%。2021年6月，日本制定了以 擴(kuò)大國內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)能力為目標(biāo)的《半導(dǎo)體數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》;同年11月，日本編 制7740億日元（約合385億元人民幣）特別內(nèi)閣預(yù)算，鼓勵(lì)半導(dǎo)體公司在日投 資，補(bǔ)貼方式包括直接提供援助金、給予利息補(bǔ)償和提供有償貸款。2021年12 月，印度稱未來6年將拿出7600億盧比（約合100億美元）補(bǔ)貼來印度設(shè)廠的 國際電子巨頭，其中項(xiàng)目補(bǔ)貼比例最高可達(dá)50%。

以半導(dǎo)體為核心的高新電子產(chǎn)業(yè)成為美國為首的西方國家打壓我國的主要工 具。隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)持續(xù)深入，半導(dǎo)體成為中美戰(zhàn)略和技術(shù)競爭的焦點(diǎn)。除實(shí)體 清單和投資黑名單定點(diǎn)打擊外，美國對我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈采取的措施還包括：一 是圍繞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈展開對華產(chǎn)業(yè)競爭。美國擁有的半導(dǎo)體廠商數(shù)量多 且實(shí)力強(qiáng)，通過壟斷半導(dǎo)體核心技術(shù)及限制銷售，打壓中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。二是美國正在主導(dǎo)建立新技術(shù)聯(lián)盟，試圖將中國排除于“技術(shù)發(fā)展共同體”之外， 并就此與歐盟達(dá)成相關(guān)協(xié)議。三是美國將中國半導(dǎo)體技術(shù)產(chǎn)品按照安全等級(jí)進(jìn)行 “意識(shí)形態(tài)劃分”，中國被置于該規(guī)則的對立面，成為其打壓的主要對象。

逆全球化浪潮導(dǎo)致全球化分工的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈面臨危機(jī)，區(qū)域中心正在形 成。半導(dǎo)體作為高精尖產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)業(yè)鏈條極長、各環(huán)節(jié)復(fù)雜性高，單一國家和地 區(qū)很難實(shí)現(xiàn)所有環(huán)節(jié)的獨(dú)立自主。借助各地區(qū)政策、人工成本及產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，半導(dǎo) 體形成了高度全球化分工的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。然而，近年貿(mào)易戰(zhàn)、疫情導(dǎo)致的斷供促使 各國致力于建立相對獨(dú)立自主的產(chǎn)業(yè)鏈以保障供應(yīng)安全，以美國、歐盟為例，通 過大規(guī)模補(bǔ)貼加大晶圓廠建設(shè)，補(bǔ)足半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)的劣勢，使得半導(dǎo)體逆全球化有愈演愈烈之勢。

2、我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

為推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國1近年來出臺(tái)多項(xiàng)半導(dǎo)體相關(guān)支持政策，以提 升半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主性（見圖表20），尤其是在高端芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、半導(dǎo)體 裝備等領(lǐng)域。在資金支持方面，從2014年開始，國家先后成立國家集成電路產(chǎn) 業(yè)投資基金一期（簡稱“大基金一期”，1387億元）、國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基 金二期（簡稱“大基金二期”，超2000億元）支持國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā) 展。大基金一期累計(jì)投資72家公司或機(jī)構(gòu)，涵蓋了芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、特色 工藝、封裝測試、設(shè)備、材料及生態(tài)建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)。為補(bǔ)足國內(nèi)制造短板，大基 金二期將投資重點(diǎn)轉(zhuǎn)向IC 制造。截至2022年3月，大基金二期投資38家公司，累計(jì)協(xié)議出資790億元，其中投資晶圓制造約594億元，占比75%，投資集成電路設(shè)計(jì)工具和芯片設(shè)計(jì)、封裝測試、裝備和零部件及材料、應(yīng)用等分別投 資81億元、21億元、75億元、19億元。

圖表20近幾年我國半導(dǎo)體主要產(chǎn)業(yè)政策

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政策支持下我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但我國半導(dǎo)體對外依存度依然很高。政策支持疊加產(chǎn)業(yè)發(fā)展，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、新能源、汽車電 子、醫(yī)療電子、可穿戴設(shè)備、新一代網(wǎng)絡(luò)通訊等新興領(lǐng)域的發(fā)展有利促進(jìn)了半導(dǎo) 體產(chǎn)業(yè)需求。2022年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到1.2萬億元，同比增長 14.8%，創(chuàng)歷史新高（見圖表21）。分不同環(huán)節(jié)來看，2022年設(shè)計(jì)、制造和封測 環(huán)節(jié)分別占比43.2%、30.4%、26.4%，同比增長分別為19.6%、24.1%、10.1% （見圖表22）?？梢钥闯?，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在向上游技術(shù)門檻高、附加值高的設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)擴(kuò)展。但我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍然基礎(chǔ)較弱，在高端半導(dǎo)體產(chǎn)品方面仍然依賴進(jìn)口。據(jù)中國海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)，2022年我國集成電路進(jìn)口量為5384億 個(gè)，出口數(shù)量總額2734億個(gè)，貿(mào)易逆差仍高達(dá)2650億個(gè)（見圖表23）。從金額 看，2022年集成電路進(jìn)口總金額為4155.79億美元，出口總金額為1539.2億美 元，貿(mào)易逆差2616.6億美元（見圖表24），集成電路仍然超過原油持續(xù)成為我國第一大進(jìn)口商品 。

圖表212016-2022年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售規(guī)模

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圖表222019-2022年我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)市場規(guī)模

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圖表232017-2022年中國集成電路進(jìn)出口數(shù)量統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)來源：中國海關(guān)總署，公開資料，車百智庫研究院整理

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在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，我國已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。在芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、 封裝測試等方面已具備一定的實(shí)力，但面臨核心技術(shù)缺失、產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、企業(yè)分散、整體競爭力不足等問題。在芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，我國具備一定研發(fā)設(shè)計(jì)能力，但仍存較多“卡脖子”問題。

第一，芯片設(shè)計(jì)工具方面，國內(nèi) EDA企業(yè)發(fā)展較晚，并面臨強(qiáng)大的技術(shù)壁壘和專利壁壘，目前主要以點(diǎn)工具為主，工具鏈不完整，流程類涉及較少。國內(nèi)僅華大九天在模擬電路擁有全流程覆蓋能力，但數(shù)字電路全流程設(shè)計(jì)工具仍是空白領(lǐng)域，國內(nèi)最先進(jìn)的 EDA工具僅初步具備14nm的水平。中國EDA產(chǎn)品線僅占集成電路設(shè)計(jì)所需全套軟件的30%左右，全球市場份額僅有0.8%，導(dǎo)致國產(chǎn)EDA無法滿足最先進(jìn)制程要求，對國外EDA軟件依賴極強(qiáng)。加上近期美國對EDA軟件的斷供限制，短期內(nèi)將嚴(yán)重影響國內(nèi)企業(yè)的芯片設(shè)計(jì)。

第二，技術(shù)能力方面，我國目前擁有大量芯片設(shè)計(jì)公司，如海思、地平線、紫光展銳、寒武紀(jì)等，自主芯片設(shè)計(jì)能力與世界領(lǐng)先的技術(shù)差異不大，在全球芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域國內(nèi)企 業(yè)市場占有率達(dá)到13%，僅次于美國和中國臺(tái)灣地區(qū)。在汽車芯片領(lǐng)域，由于芯片設(shè)計(jì)企業(yè)與整車企業(yè)對接不足，聯(lián)合設(shè)計(jì)開發(fā)尚未完全暢通，且設(shè)計(jì)開發(fā)周期長，產(chǎn)品研發(fā)仍存在較大瓶頸。

第三，產(chǎn)業(yè)模式方面，國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈分散、產(chǎn)品種類分散，短期內(nèi)自主芯片企業(yè)難以發(fā)展壯大。尤其是在汽車芯片領(lǐng)域，國外龍頭企業(yè)多采用IDM或 Fab-Lite模式，集芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試等全產(chǎn)業(yè)鏈一體化，芯片產(chǎn)品線豐富，功能覆蓋面廣，能夠?yàn)榭蛻籼峁┒鄻踊⑾到y(tǒng)化的解決方案。國內(nèi)大部分汽車芯片公司均采用Fabless模式，規(guī)模較小、產(chǎn)業(yè)分散，技術(shù)和資金難以形成合力，導(dǎo)致國內(nèi)通過車規(guī)級(jí)認(rèn)證的芯片企業(yè)及產(chǎn)品均 較少，稀疏的產(chǎn)品線也難以為客戶提供完整的解決方案。在芯片制造環(huán)節(jié)，國內(nèi)部分產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)突破，但芯片制造對外依存度仍較高。第一，在核心設(shè)備方面，芯片制造設(shè)備中光刻機(jī)廠商的市場集中度最高，全球僅有3家企業(yè)具備高端光刻機(jī)制造能力，其中以ASML為首，按銷量和銷售額分別在全球占比達(dá)到62%以及91%，我國高端光刻機(jī)設(shè)備全部依賴進(jìn)口。在刻蝕機(jī)方面，我國刻蝕機(jī)設(shè)備基本具備世界前沿技術(shù)水平，比如北方華創(chuàng)、中微已 擁有成熟的14nm級(jí)別產(chǎn)品，初步具備國產(chǎn)化能力。在薄膜沉積設(shè)備方面，我國PVD和 CVD相對成熟，具有一定的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平。第二，晶圓制造方面，由于中國臺(tái)灣、韓國和日本的晶圓企業(yè)布局早、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度高等原因，這 些國家和地區(qū)占據(jù)了全球晶圓制造主要產(chǎn)能，技術(shù)優(yōu)勢明顯，尤其是在12英寸的大尺寸晶圓生產(chǎn)上。我國8英寸及以下的晶圓制造技術(shù)相對成熟，其中小尺寸4-6英寸晶圓制造基本實(shí)現(xiàn)自給自足，較多企業(yè)具備8英寸晶圓量產(chǎn)能力。盡管我國已經(jīng)有中芯國際、華虹集團(tuán)、晶合集成等企業(yè)進(jìn)入全球前十大晶圓代工企 業(yè)，但整體技術(shù)實(shí)力與規(guī)模相比國際巨頭仍相差較大。對汽車芯片制造，目前我國部分芯片企業(yè)已具備14nm以上晶圓的量產(chǎn)能力，基本滿足車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)品生產(chǎn)需求，但在產(chǎn)品成本、穩(wěn)定性及配套設(shè)備等競爭力方面較弱，目前汽車芯片自主制造占比僅為10%左右。封裝測試層面，國內(nèi)企業(yè)具備較強(qiáng)競爭力。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，封裝測試的附加價(jià)值較低、勞動(dòng)密集度高，相應(yīng)的進(jìn)入壁壘較低，封測是國產(chǎn)化程度最高的環(huán)節(jié)，也是唯一能夠與國際企業(yè)全面競爭的環(huán)節(jié)。長電科技、通富微和天水華天科技等封裝測試企業(yè)在全球市場占有率和技術(shù)上已經(jīng)和國外頭部企業(yè)達(dá)到同等水準(zhǔn)，行業(yè)整體競爭實(shí)力逐漸增強(qiáng)。近年來，凸塊（Bumping）、硅通孔（TSV）、扇出型（Fan-Out） 等先進(jìn)封裝技術(shù)，以及晶圓級(jí)封裝、2.5D/3D封裝、芯粒（Chiplet）、系統(tǒng)級(jí)封裝等先進(jìn)封裝形式的涌現(xiàn)，為國內(nèi)集成電路封裝代工企業(yè)在新型技術(shù)方向上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步趕超提供了可能。測評認(rèn)證層面，國內(nèi)仍缺乏全面的測試認(rèn)證平臺(tái)。

汽車芯片的評測分為三個(gè)層面：汽車芯片、汽車電子電控系統(tǒng)、整車應(yīng)用測試，目前我國還沒有一個(gè)平臺(tái) 或者測評機(jī)構(gòu)能夠完整地完成三個(gè)層面的汽車芯片測評工作，導(dǎo)致對自主汽車芯 片產(chǎn)品的認(rèn)證能力較缺乏。汽車芯片上車應(yīng)用前原則上需要完成質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)IATF16949、可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262等嚴(yán)苛的長周期 認(rèn)證。只有進(jìn)行完整測評之后，下游汽車企業(yè)才能放心選用自主汽車芯片產(chǎn)品，因此芯片行業(yè)和汽車行業(yè)之間需要一個(gè)共同的測試評價(jià)平臺(tái)，并與之前的標(biāo)準(zhǔn)相 連接，用標(biāo)準(zhǔn)和測評支撐完成產(chǎn)品的測試認(rèn)證。

汽車芯片成為政策重點(diǎn)扶持對象。為了促進(jìn)汽車芯片產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，彌補(bǔ) 國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不足，近年來，我國政府出臺(tái)了一系列政策來鼓勵(lì)國內(nèi)芯片行業(yè) 的發(fā)展與創(chuàng)新。例如《汽車半導(dǎo)體供需對接手冊》《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》《汽 車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等產(chǎn)業(yè)政策為汽車芯片行業(yè)的發(fā)展提供了明確、廣闊的 市場前景，為企業(yè)提供了良好的生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)境，支持汽車芯片行業(yè)不斷完善產(chǎn)業(yè) 鏈和持續(xù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破（見圖表25）。

圖表25中國近年來汽車芯片產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策

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在標(biāo)準(zhǔn)方面，中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟已發(fā)布14項(xiàng)汽車芯片團(tuán)體標(biāo) 準(zhǔn)，覆蓋通則以及通信、微控制器等關(guān)鍵芯片的測試流程。國家新能源汽車技術(shù) 創(chuàng)新中心牽頭聯(lián)合行業(yè)力量編制并發(fā)布9項(xiàng)純電動(dòng)乘用車車規(guī)級(jí)芯片系列團(tuán)體標(biāo) 準(zhǔn)，包含《純電動(dòng)乘用車車規(guī)級(jí)芯片一般要求》、《純電動(dòng)乘用車控制芯片功能安 全要求及測試方法》、《純電動(dòng)乘用車控制芯片整車環(huán)境艙試驗(yàn)方法》等標(biāo)準(zhǔn)?？傮w來看，在適用芯片的基礎(chǔ)性車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范方面，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)體系還有待完 善。全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)-汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)研究工作組已搭建了汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)并明確了標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目，包括國標(biāo)、行標(biāo)和團(tuán)標(biāo)。工作組已立項(xiàng)啟動(dòng) 汽車芯片三批標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，快速推進(jìn)環(huán)境可靠性、信息安全、新能源汽車芯片、ETC 芯片、計(jì)算芯片、定位芯片、蜂窩及直連通信芯片、紅外熱成像芯片、汽車 MCU 芯片、車內(nèi)通信芯片、存儲(chǔ)芯片、激光雷達(dá)芯片等標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)框架研究，截 止到2022年底已完成約10項(xiàng)汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)申報(bào)。

第二章

汽車芯片分類及應(yīng)用

汽車芯片按照功能和應(yīng)用可分為控制、計(jì)算、功率、通信、 存儲(chǔ)、電源、驅(qū)動(dòng)、傳感、安全及其他等十大類，細(xì)分產(chǎn)品超百 種。汽車芯片大部分不追求先進(jìn)制程，但對于工藝的成熟度和可 靠性要求高，使得汽車芯片行業(yè)形成了進(jìn)入門檻高、投資回報(bào)期長、產(chǎn)品品類多等特點(diǎn)。

汽車芯片（又稱車規(guī)級(jí)芯片）是指質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到車規(guī)級(jí)，可應(yīng)用于汽車控制的芯片。芯片等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、車規(guī)級(jí)、QJ 、GJ 五個(gè)等級(jí)，車規(guī) 級(jí)是適用于汽車電子元件的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)，不同于消費(fèi)品和工業(yè)品，車規(guī)級(jí)芯片 對可靠性的要求要高，例如工作溫度范圍、工作穩(wěn)定性、出錯(cuò)率等（見圖表 26）。車規(guī)級(jí)芯片主要是通過復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程控制來實(shí)現(xiàn)，從而在工作溫度范圍、穩(wěn)定性等方面形成更優(yōu)表現(xiàn)。

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汽車芯片按照不同的維度可以有不同的分類方式，行業(yè)使用較為普遍的分類 方法是從芯片的應(yīng)用角度、不同功能來劃分。本文結(jié)合多方調(diào)研，將汽車芯片分為控制、計(jì)算、功率、通信、存儲(chǔ)、電源、驅(qū)動(dòng)、傳感、安全及其他等十大類，并且下分更多子類（見圖表27）。本文件從汽車芯片應(yīng)用出發(fā)，結(jié)合多家整車企業(yè)和芯片設(shè)計(jì)企業(yè)意見，最終形成汽車芯片分類應(yīng)用情況表（見圖表28）。

資料來源：車百智庫研究院

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1、控制芯片

汽車控制芯片通常指MCU（Micro Controller Unit），又稱微控制單元、單 片機(jī)，是把中央處理器CPU的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計(jì)數(shù)器、 USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA 等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路也整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)計(jì)算機(jī)，為不同應(yīng)用場合做不同組合控制。汽車控制芯片主要技術(shù)指標(biāo)包括主頻、接口豐富度、內(nèi)存大小、制程等。

從CPU處理數(shù)據(jù)位數(shù)看，通常將MCU分為8、16和32位。8位MCU工作頻率較低，主要用于風(fēng)扇、空調(diào)、車窗等基礎(chǔ)控制單元；16位具備終端控制 功能，可應(yīng)用于動(dòng)力、底盤等；32位頻率最高、處理能力更好，應(yīng)用更廣泛。 隨著性能與控制需求增長，MCU正逐漸由8/16位升級(jí)到32位。從技術(shù)要求（可靠性、功能安全等）可分為高、中、低端三類。高端 MCU主要應(yīng)用于動(dòng)力域、駕駛域，中端MCU主要應(yīng)用于座艙儀表和底盤域，低端MCU主要應(yīng)用于座艙娛樂域和車身域（見圖表29）。與消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)MCU相比，車規(guī)級(jí)MCU要求在更高的工作環(huán)境溫度（-40℃~125/150℃）的可靠性， 以及更高的良品率要求和工作壽命要求。

從工藝制程來看，目前主流車規(guī)級(jí)MCU 主要采用40nm至90nm制程，逐步向40nm以下 （如28nm、16nm）制程發(fā)展。隨著芯片制造向更先進(jìn)制程工藝發(fā)展，加之汽車芯片晶圓廠運(yùn)營成本較其他芯片更高，車用MCU制造模式正逐步轉(zhuǎn)向第三方代工為主。從單車使用數(shù)量看，隨著汽車電子化程度提升，汽車MCU數(shù)量由過去的數(shù)十個(gè)增長到現(xiàn)在的100個(gè)以上，高端智能汽車甚至超過300個(gè)。隨著整車電子架構(gòu)的集中化，未來單車 MCU的用量和種類也將出現(xiàn)縮減，而單MCU性能將逐步提升。

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2、計(jì)算芯片

計(jì)算芯片主要應(yīng)用在智能座艙系統(tǒng)和智能駕駛系統(tǒng)（見圖表30）。不同于以處理器運(yùn)算為主的控制芯片，計(jì)算芯片通常集成了CPU、圖像處理GPU、音頻處理DSP、深度學(xué)習(xí)加速單元NPU、內(nèi)存、各種1/0接口，形成一顆SoC（SystemonChip）芯片。計(jì)算芯片主要技術(shù)指標(biāo)包括算力、主頻、制程等，制程是區(qū)分計(jì)算芯片性能高低的最關(guān)鍵指標(biāo)，目前計(jì)算芯片通常采用5nm至28nm的先進(jìn)制程工藝。

在性能要求方面，智能駕駛需實(shí)時(shí)處理感知信號(hào)，并規(guī)劃行車、泊車路徑，對NPU的AI運(yùn)算能力要求較高，低級(jí)別L1/L2級(jí)輔助駕駛需要AI算力30TOPS以內(nèi)；到高級(jí)別L3/L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛，Al 算力需求將呈指數(shù)級(jí)增長，L4需要500TOPS到1000TOPS，L5甚至將達(dá)數(shù)千TOPS。智能座艙的車載娛樂系統(tǒng)、流媒體后視鏡、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等融合體驗(yàn)有賴于計(jì)算芯片，對CPU、GPU要求較高。據(jù)機(jī)構(gòu)測算，L1/L2輔助駕駛智能座艙計(jì)算芯片CPU算力需求為20k-80kDMIPS。隨著智能座艙功能的不斷豐富，數(shù)據(jù)處理工作量大幅增長，L3 級(jí)別智能座艙芯片CPU算力需求將增長至150kDMIPS;到 L4/L5級(jí)別，艙駕逐步融合，CPU算力需求將增長至250kDMIPS以上。

從可靠性和功能安全方面看，智能座艙和智能駕駛計(jì)算芯片可靠性要求相較于控制芯片較低（通常為Grade2），功能安全通常需要達(dá)到ASIL-B， 但智能駕駛通常需要額外的安全措施，如安全島、鎖步核、ECC 等。

圖表30汽車計(jì)算芯片主要應(yīng)用領(lǐng)域

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3、傳感芯片

傳感芯片作為數(shù)字世界獲取現(xiàn)實(shí)世界信息的窗口，種類繁多，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，汽車上幾乎所有的域都會(huì)不同程度的使用傳感芯片。汽車傳感器分為車輛 感知和環(huán)境感知兩大類，車輛感知傳感器主要包括速度/位置傳感器、低/中壓壓力傳感器、高壓傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、磁力計(jì)和溫度傳感器等；環(huán)境感知傳感器主要包括氧/氣體傳感器、車載攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等（見圖表31）。隨著汽車電子控制系統(tǒng)的多樣化，所用傳感器的種類和數(shù)量不斷增加，對傳感芯片的微型化、智能化、多功能化和集成化提出迫切需求。由于各傳感器波長特性、工作原理不同導(dǎo)致適用場景各異，當(dāng)前大部分車輛都是采用多種傳感器相融合的方式應(yīng)對各種環(huán)境，保證感知能力冗余。

圖表31汽車傳感芯片主要應(yīng)用領(lǐng)域

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4、通信芯片

汽車通信分車內(nèi)通信和車外通信。車內(nèi)通信根據(jù)傳輸速率的差異，可分為低速總線、高速總線等。低速總線通信速率通常不超過20Mbps，包括CAN、LIN、FlexRay、Most 等技術(shù)；高速總線通信速率為100Mbps到數(shù)Gbps，包括 以太網(wǎng)、FPD Link、混合總線、USB、高速串口等。

車外通信支持通信速率從1Mbps 到數(shù)Gbps，按照距離傳輸可以分為局域網(wǎng)通信和廣域網(wǎng)通信。局域網(wǎng)通信包括藍(lán)牙、WiFi、UWB、V2X 直連等，廣域網(wǎng)通信包括蜂窩移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信（見圖表32）。通信芯片中蜂窩通信芯片最先進(jìn)制程正在向5nm甚至3nm制程發(fā)展，國內(nèi)蜂窩通信技術(shù)以及芯片能力在國際上呈領(lǐng)先地位，蜂窩通信芯片技術(shù)儲(chǔ)備較充分。典型的汽車聯(lián)網(wǎng)SoC平臺(tái)不僅支持多模蜂窩通信（2G/3G/4G 和5GSA/NSA模式），還集成支持了包括C-V2XPC5并發(fā)、DSDA、多模多頻GNSS定位（包括北斗、GPS、Galileo和GLONASS 系統(tǒng)）及增強(qiáng)（RTK/PPP、慣導(dǎo)、傳感器增強(qiáng)等）、eCall/NG-eCall、信息安全等各種功能。

未來車內(nèi)通信芯片呈現(xiàn)以下幾個(gè)趨勢：車規(guī)以太網(wǎng)和CAN、LIN的點(diǎn)對點(diǎn)通 訊和透傳技術(shù)；CAN/LINSBC芯片集成，即將CAN總線 MCU供電的電源芯片和CAN收發(fā)器（接口芯片）集成到一顆芯片；AUTBUS標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)有望應(yīng)用于汽車。

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5、存儲(chǔ)芯片

存儲(chǔ)芯片主要分為非易失性存儲(chǔ)和易失性存儲(chǔ)，非易失性存儲(chǔ)包括 EEPROM、NANDFlash和NORFlash，易失性存儲(chǔ)主要為DRAM和 SRAM。DRAM 讀寫相較于SRAM 慢、功耗大、集成度高、容量大、單位容量價(jià)格低，單車總價(jià)質(zhì)量較高，應(yīng)用于有高運(yùn)算要求的計(jì)算系統(tǒng)中，在整車上主要應(yīng)用于智能駕駛域和智能座艙域。SRAM讀寫快、功耗低、集成度低、容量小、單位容量價(jià)格高，通常作為緩存使用，單車總價(jià)值量較低，廣泛應(yīng)用在汽車五大域中。

NANDFlash主要用于液晶儀表、行車記錄儀、自動(dòng)駕駛等有大容量存儲(chǔ)需求的系統(tǒng)；NORFlash具有芯片內(nèi)執(zhí)行特點(diǎn)，通常用于存儲(chǔ)程序代碼并直接在閃存內(nèi)運(yùn)行，多用于顯示系統(tǒng)、ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）系統(tǒng)等對啟動(dòng)速度要求較高的設(shè)備；EEPROM主要用于顯示屏、攝像頭、BMS、智能座艙等需要低功耗、高擦寫次數(shù)存儲(chǔ)的設(shè)備（見圖表33）。由于NANDFlash可以整塊區(qū)域?qū)懭耄鳱ORFlash在寫入數(shù)據(jù)前需要先進(jìn)行擦除再將每一個(gè)存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)，因此 NANDFlash的寫入速度相比NORFlash更快。此外，MRAM（磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器）、FeRAM（鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器）、ReRAM（阻變式隨機(jī)存儲(chǔ)器）、PCM（相變存儲(chǔ)器）等新型存儲(chǔ)器也正開展車規(guī)級(jí)試驗(yàn)。

汽車存儲(chǔ)芯片主要技術(shù)指標(biāo)包括制程、存儲(chǔ)容量、數(shù)據(jù)讀取速率等。安全方面，在同一系統(tǒng)中各類存儲(chǔ)芯片的可靠性和功能安全要求一致，智能駕駛系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)中的為最高功能安全等級(jí)，座艙域中的功能安全要求較低。

圖表33汽車存儲(chǔ)芯片主要應(yīng)用領(lǐng)域

數(shù)據(jù)來源：企業(yè)調(diào)研，車百智庫研究院整理

6、安全芯片

汽車安全芯片為車與車、以及車與物之間的通訊以及車輛系統(tǒng)的運(yùn)行提供 安全保障，在汽車信息安全防護(hù)體系中，汽車安全芯片是非常關(guān)鍵的一環(huán)。汽車中央網(wǎng)關(guān)、域控制器、ECU等車載設(shè)備通過增加安全芯片，可以實(shí)現(xiàn)車內(nèi)通信加密、車內(nèi)設(shè)備的身份識(shí)別以及OBD診斷設(shè)備安全接入。安全芯片可有效阻止 CAN以太網(wǎng)等總線攻擊，阻止非法OBD設(shè)備讀取和刷寫、識(shí)別惡意節(jié)點(diǎn)發(fā)送非法報(bào)文等。

汽車安全芯片的關(guān)鍵性能指標(biāo)主要是兼容加密算法種類、驗(yàn)簽速度、真隨機(jī) 數(shù)發(fā)生器的隨機(jī)源數(shù)量。當(dāng)前，汽車安全芯片內(nèi)部高性能對稱運(yùn)算可以達(dá)到200Mbps級(jí)別以上，非對稱運(yùn)算可以超過10000次/秒，基本可以滿足車用市場 要求（基于芯片性能和成本綜合考量）。對于智能駕駛域，安全芯片主要應(yīng)用于V2X場景，對安全芯片處理性能（主要是加解密運(yùn)算性能）和支持高吞吐10通道的需求相對于其他系統(tǒng)要求較高。對于動(dòng)力系統(tǒng)，安全芯片主要需求來自于國 六排放標(biāo)準(zhǔn)對遠(yuǎn)程排放管理車載終端安全芯片要求，“車載終端存儲(chǔ)、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)應(yīng)是加密的，應(yīng)采用非對稱加密算法，可使用國密SM2 算法或者RSA 算法， 并且需要采用硬件方式對私鑰進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)”。動(dòng)力系統(tǒng)中的安全芯片因無需進(jìn) 行大規(guī)模高速運(yùn)算，對性能要求不高。對于座艙系統(tǒng)和車身系統(tǒng)安全芯片，運(yùn)算性能無特別要求，更需要安全芯片具備較強(qiáng)防攻擊能力，以防止入侵者通過破解 手段入侵車門及中控系統(tǒng)（見圖表34）。

數(shù)據(jù)來源：企業(yè)調(diào)研，車百智庫研究院整理

7、功率芯片

功率芯片是汽車電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等。功率芯片是新能源汽車增量最大的零部件，應(yīng)用于主電機(jī)控制（電驅(qū)）、車載電動(dòng)空調(diào)、DC-DC、OBC、BMS（電池管理系統(tǒng)）等整車各大系統(tǒng)（見圖表35）。

在產(chǎn)品分類方面，汽車功率芯片主要包括IGBT、MOSFET、二極管和三極管，其中MOSFET根據(jù)材料可分為Si MOSFET和SiC MOSFET。

在產(chǎn)品應(yīng)用方面

第一，IGBT是一種大功率電力電子器件，具備高頻率、高電壓、大電流等特征，易于開通和關(guān)斷，主要起到將直流電源逆變?yōu)榻涣麟妷旱淖饔谩Ｐ履茉雌囍猩龎浩鳎娍赜茫?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/逆變器/" target="_blank">逆變器（空調(diào)和電池?zé)峁芾恚┖?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/充電樁/" target="_blank">充電樁都需要IGBT。

第二，汽車MOSFET主要分兩類，第一類為40～100V低壓MOSFET管，用于12V/48V 車載低壓電氣系統(tǒng)；第二類為500～800V高壓MOSFET管，主要用于車載OBC、DC/DC等電動(dòng)化車型新增的應(yīng)用場合。

第三 ，SiC具有高電壓額定值、高電流額定值、低導(dǎo)通和開關(guān)損耗、體積小等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于新能源汽車主逆變器、車載充電器與DC/DC變換器等領(lǐng)域，其中約80%的應(yīng)用來自汽車主逆變器。

目前，功率二極管、功率三極管、IGBT等分立器件產(chǎn)品大部分已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，在第三代半導(dǎo)體SiC、GaN等新型半導(dǎo)體材料領(lǐng)域國內(nèi)企業(yè)也已開始布局并實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用。

汽車功率芯片主要性能指標(biāo)包括電流開通/關(guān)斷速率、電壓開通/關(guān)斷速率、 開通/關(guān)斷能量、最小導(dǎo)通/關(guān)斷時(shí)間、正向/反向恢復(fù)能量、正偏/反偏/短路安全工作區(qū)等。開關(guān)速率是影響功率模塊效率的核心指標(biāo)，速率越快功率模塊的效率越高，但過高的指標(biāo)要求會(huì)造成功率模塊過壓損壞和系統(tǒng)EMC問題，因此需要根據(jù)車輛應(yīng)用場景提出車規(guī)級(jí)指標(biāo)要求。安全工作區(qū)是指功率芯片所能承受最大允許電流和最大擊穿電壓的工作區(qū)域，該區(qū)域越大證明功率模塊的應(yīng)用范圍越大。

數(shù)據(jù)來源：企業(yè)調(diào)研，車百智庫研究院整理

8、驅(qū)動(dòng)芯片

在汽車各類控制系統(tǒng)中，控制器發(fā)出的控制信號(hào)功率較小，不足以驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行器，在控制器和執(zhí)行器之間還需要設(shè)置由功率開關(guān)元件（驅(qū)動(dòng)芯片）組成的放大電路，將控制信號(hào)放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作。從負(fù)載角度來看，主要分功率驅(qū)動(dòng)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、顯示驅(qū)動(dòng)、音頻驅(qū)動(dòng)、LED 驅(qū)動(dòng)（見圖表36）。驅(qū)動(dòng)芯片的主要技術(shù)指標(biāo)包括輸入電壓、最大驅(qū)動(dòng)電壓、最大驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)通道數(shù)、精度、帶寬、開關(guān)頻率、抗共模干擾能力 （CMTI） 等。

圖表36汽車驅(qū)動(dòng)芯片主要應(yīng)用領(lǐng)域

數(shù)據(jù)來源：企業(yè)調(diào)研，車百智庫研究院整理

9、電源芯片

電源芯片是電子設(shè)備的心臟，負(fù)責(zé)電子設(shè)備所需的電能變換、分配、檢測等功能，為負(fù)載正常工作提供合適的電壓或者電流，廣泛應(yīng)用于汽車的車身、儀表盤、底盤、ADAS、動(dòng)力系統(tǒng)、BMS系統(tǒng)等領(lǐng)域（見圖表37）。電源芯片是模擬集成電路中非常重要的芯片種類，一般包括電源轉(zhuǎn)換類芯片、參考基準(zhǔn)類芯片、功率開關(guān)類芯片、電池管理類芯片等品類，以及特定應(yīng)用場景的電源產(chǎn)品。通常把電源轉(zhuǎn)換類芯片根據(jù)架構(gòu)分為DC-DC與LDO兩種芯片，對于處理器類復(fù)雜芯片或者有多顆負(fù)載芯片的復(fù)雜系統(tǒng)，往往需要多路電源軌，各路電源之間要符合嚴(yán)格的時(shí)序要求，有些系統(tǒng)還需要電壓監(jiān)測、看門狗、通信接口等功能，將這些功能集成到以電源為主體的芯片就衍生出PMU、SBC等產(chǎn)品類別。

圖表37汽車電源芯片主要應(yīng)用領(lǐng)域

數(shù)據(jù)來源：企業(yè)調(diào)研，車百智庫研究院整理

其他類芯片主要包括運(yùn)放芯片、電芯監(jiān)測芯片、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片、比較器芯片、隔離芯片等。

第三章

全球汽車芯片發(fā)展現(xiàn)狀

電動(dòng)化、智能化發(fā)展趨勢下，汽車芯片需求量和價(jià)值量顯著 提升，并推動(dòng)功率芯片到大算力計(jì)算芯片、高性能控制芯片、多 元化模擬芯片和傳感芯片等產(chǎn)品市場快速增長。歐美日企業(yè)借助 成熟的技術(shù)和既有供應(yīng)體系，形成比較穩(wěn)固的優(yōu)勢，在主流產(chǎn)品 領(lǐng)域占據(jù)主要市場份額。近年，國內(nèi)企業(yè)憑借在計(jì)算芯片、新型 模擬芯片和傳感芯片等增量市場的創(chuàng)新研發(fā)和大量投入，取得突 破并有望實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先。

（一）汽車芯片市場發(fā)展現(xiàn)狀

電動(dòng)化、智能化驅(qū)動(dòng)汽車芯片市場需求及價(jià)值發(fā)生變化，未來智能化相關(guān)芯片將成為主要增長點(diǎn)。在傳統(tǒng)燃油車中，MCU價(jià)值占比最高，達(dá)到23%，其次 為功率芯片，達(dá)到21%，傳感器排名第三，占比為13%。而在純電動(dòng)車型中， 由于動(dòng)力系統(tǒng)由內(nèi)燃機(jī)過渡為電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng)被電動(dòng)機(jī)和 電控系統(tǒng)取代，致使功率芯片使用量大幅提升，占比達(dá)到55%，其次為 MCU， 達(dá)到11%;傳感器占比為7%。再到智能汽車時(shí)代，圍繞智能駕駛、智能座艙、智慧泊車等功能所需的大算力計(jì)算芯片、高性能控制芯片以及激光雷達(dá)和CIS芯片快速增長，單車芯片價(jià)值含量將會(huì)形成以計(jì)算芯片和功率芯片為主，多種新型 傳感器芯片占比顯著提升的趨勢。

全球汽車芯片出貨量和市場規(guī)?？焖僭鲩L。燃油車單車使用300-500顆芯 片，新能源汽車和具備輔助駕駛功能的汽車芯片用量超1000顆，到L4 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車單車使用將超3000顆。據(jù)ICInsights統(tǒng)計(jì)，2021年全球汽車芯片的出貨量達(dá)到524億顆，同比增長30%市場，到2030年全球需求量將達(dá)到1000億顆以上（見圖表38），其中我國汽車芯片市場需求量將達(dá)到超460億顆。在市場規(guī)模方面，2021年全球汽車芯片市場規(guī)模為504億美元，同比增長10.5%，到2030年全球市場規(guī)模將達(dá)到1150億美元，我國將達(dá)到290億美元（見圖表39）。

圖表382011 - 2021年全球汽車芯片出貨量

數(shù)據(jù)來源：IC Insights，車百智庫研究院整理

圖表392020-2030年全球汽車芯片市場規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：ICInsights， 車百智庫研究院整理

1、控制芯片

MCU 廣泛應(yīng)用于汽車五大域，各域?qū)δ馨踩涂煽啃砸笥兴煌?。?dòng) 力域?qū)CU性能要求最高（如主頻200-300MHz）， 要求響應(yīng)速度快、存儲(chǔ)容量大，其可靠性要求和功能安全要求也最高。智駕域?qū)CU性能要求和安全性要 求較高，主頻要求為200-300MHz， 要求最高等級(jí)功能安全要求 （ASIL-D）。底盤域直接關(guān)系車輛駕駛安全，也是全車信息交互的總成，對 MCU安全要求很高。車身域 MCU對安全性和可靠性要求相對較低，性能和可靠性要求高于座艙娛樂MCU， 低于座艙儀表用MCU產(chǎn)品。

全球汽車MCU芯片市場高度集中

2022年全球汽車MCU芯片市場規(guī)模為83億美元，預(yù)計(jì)到2025年市場規(guī)模將增長至111億美元。從汽車半導(dǎo)體市場玩家的角度來看，汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域的最大贏家近幾年在反復(fù)易手。比如2022年，瑞薩電子（Renesas）在投資者會(huì)議上提到瑞薩已經(jīng)拿下汽車 MCU 市場占有率第一；但 2023年又被英飛凌（Infineon）追上，從 TechInsights 2024 年 3 月的汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商市場份額數(shù)據(jù)來看，2023 年汽車 MCU 市場份額的五大玩家包括英飛凌、瑞薩、恩智浦（NXP）、STMicro（意法半導(dǎo)體）、Microchip（微芯）。英飛凌以28.5%的市場份額成為汽車 MCU 領(lǐng)域的最大贏家，瑞薩（22.5%）、恩智浦（21.5%）緊隨其后。五家市場參與者吃下了汽車 MCU市場約90%的份額，國際MCU芯片巨頭布局時(shí)間早，布局了設(shè)計(jì)、制造、封測等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，并通過自研特色制造工藝、IP 以及軟件生態(tài)構(gòu)筑高技術(shù)壁壘。隨著MCU向高性能發(fā)展，下一代汽車電子電氣架構(gòu)中，國際龍頭企業(yè)域控制器的主控MCU均采用了更先進(jìn)的制程以提供更高算力，如瑞薩RH850、意法半導(dǎo)體 Stellar采用了28nm制程，英飛凌TC4X系列采用了22nm制程工藝 。

圖表402023年全球汽車MCU芯片市場情況

2、計(jì)算芯片

隨著智能駕駛和智能座艙快速滲透，智能駕駛和智能座艙領(lǐng)域?qū)τ?jì)算芯片需 求也持續(xù)增長。智能駕駛和智能座艙計(jì)算芯片市場高度集中，據(jù)測算，2024年，全球智能駕駛SoC市場規(guī)模有望突破100億美元，到2027年預(yù)計(jì)達(dá)到283.06 億美元，年復(fù)合增長率高達(dá) 43.11%。

據(jù)蓋世汽車研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年，中國市場乘用車（不含進(jìn)出口）前裝標(biāo)配智駕域控制器 183.9萬套，同比增長約 70%，前裝搭載率約為 8.7%。另外，2023 年中國市場智駕域控芯片裝機(jī)量排名中，排名第一位的是特斯拉的 FSD 芯片，出貨量約120.8萬顆，占比為37%；排名第二位的是英偉達(dá)的 Orin-X 芯片，出貨量為109.5萬顆，占比為33.5%；排名第三位是地平線的征程5芯片，出貨量為20萬顆，占比為6.1%；排名第四位是 Mobileye 的 EyeQ4H 芯片，與J5出貨量相當(dāng)，也是約 20 萬顆，占比為 6.1%；排名第五位的是 Mobileye 的 EyeQ5H 芯片，出貨量為 17.4 萬顆，占比為5.4%。中低端市場主要是瑞薩、恩智浦、德州儀器以及國內(nèi)的杰發(fā)科技、芯馳科技、瑞芯微等企業(yè)。

智能座艙 SoC 芯片市場份額主要集中在幾家海外的芯片企業(yè)手中，包括高通、AMD、瑞薩、英特爾、三星等。從中國市場來看，據(jù)蓋世汽車研究院數(shù)據(jù)顯示，在2023 年，高通座艙SoC芯片的市占率最高，出貨量達(dá) 226 萬顆，占比為 59.2%；AMD 排在第二位，市場占比為 15.1%；瑞薩排在第三位，占比為 8.6%；英特爾排在第四位，占比為 4.6；三星排在第五位，占比為 4.0%；前五家占比超過 90%的市場份額，智能座艙 SoC 芯片市場高度集中。

3、傳感芯片

電動(dòng)智能汽車對多元化傳感器提出更高需求。過去燃油車時(shí)代，傳感器往往 用于發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤等系統(tǒng)，系統(tǒng)廠商多為歐美博世、大陸等傳統(tǒng) Tier1 巨頭，且 傾向于自研傳感器。隨著汽車向電動(dòng)化、智能化發(fā)展， 一方面電動(dòng)系統(tǒng)替代了燃 油系統(tǒng)，車上新增了大量電動(dòng)相關(guān)的傳感器，如電池包內(nèi)的溫度壓力傳感器、動(dòng) 力系統(tǒng)的電流傳感器等；另一方面汽車上新增大量智能化、舒適化相關(guān)傳感器，包括用于自動(dòng)駕駛的圖像、激光、毫米波、超聲波等傳感芯片，座艙內(nèi)的環(huán)境、氣體、人體檢測、壓力檢測傳感器等。在市場層面，2022年全球汽車傳感器芯 片市場規(guī)模為78億美元，傳感器出貨量為54億個(gè)，預(yù)計(jì)到2028年市場規(guī)模將達(dá)到140億美元，出貨量將達(dá)到83億個(gè)。

電動(dòng)化與智能化推動(dòng)單車傳感器數(shù)量和價(jià)值量快速增長。 從價(jià)值量上看，汽車傳感器中價(jià)值量最高的是CMOS圖像傳感器（CIS）、 毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)等。尤其是隨著智能駕駛和智能座艙滲透率提升，CIS市場需求快速增長，全球平均單車攝像頭數(shù)量已從2018年的1.7顆增加至2023年的3顆，性能和單價(jià)上從120-300萬像素（單價(jià)3-8美元）發(fā)展到800萬像素（單價(jià)10美元以上）。2022年汽車CIS市場規(guī)模為22億美元，預(yù)計(jì)到2028年汽車CIS市場規(guī)模將達(dá)到30億美元以上。

4、通信芯片

CAN 芯片。CAN通信采用非屏蔽雙絞線來傳輸信號(hào)，是一種采用并行方式連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)的總線，已經(jīng)成為通用低速車載總線標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)速率不同，分為高 速 （5kbps~1Mbps） 和低速（5kbps~125kbps） 兩種，升級(jí)版本CANFD，可以達(dá)到8Mbps。高速CAN最大總線節(jié)點(diǎn)數(shù)10個(gè)，一般應(yīng)用在動(dòng)力域、控制域，包括車內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、ABS和 ESP、汽車儀表、傳感器等模塊上。低速CAN 最大總線節(jié)點(diǎn)數(shù)約24個(gè)，一般應(yīng)用在車身域、座艙域，比如空調(diào)、座椅、車窗、折疊后視鏡、方向盤高低調(diào)節(jié)等。CAN通信的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是總線型結(jié)構(gòu)，不需要主控制器，所有CAN節(jié)點(diǎn)直接連接到CAN總線上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能接受和發(fā)送數(shù)據(jù)。一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)通常由三個(gè)主要芯片構(gòu)成：MCU、CAN 控制器（集成在MCU中，或者單獨(dú)外掛）、CAN收發(fā)器，本文的CAN芯片特指CAN收發(fā)器芯片。在CAN芯片市場格局方面，主要供應(yīng)商為恩智浦、德州儀器、英飛凌、瑞薩、意法半導(dǎo)體和安森美等海外企業(yè)。

LIN 芯片。LIN 總線通過單根導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)總線通訊，其相對CAN總線成本更低，傳輸速率低，主要用于替代低速CAN 以便降低成本，廣泛應(yīng)用于車身域、座艙域中，例如車門模塊、車窗驅(qū)動(dòng)、后視鏡調(diào)節(jié)、空調(diào)、座椅電機(jī)調(diào)整等。一個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)通常由三個(gè)主要芯片構(gòu)成，MCU、LIN控制器（集成在MCU中，或者單獨(dú)外掛）、LIN收發(fā)器（本文的LIN芯片特指LIN收發(fā)器芯片）。在LIN芯片市場格局方面，主要LIN芯片供應(yīng)商為恩智浦、德州儀器、英飛凌、瑞薩、意法半導(dǎo)體和安森美等國外公司。

以太網(wǎng)芯片。以太網(wǎng)芯片主要包括主芯片（控制器等）、PHY芯片（接口芯片）、Switch 交換芯片組成。以太網(wǎng)PHY芯片主要應(yīng)用位置包括中央計(jì)算系統(tǒng)、ADAS系統(tǒng)以及IVI系統(tǒng)，單車通常應(yīng)用3~4顆。PHY芯片技術(shù)門檻非常高，芯片設(shè)計(jì)時(shí)需要數(shù)?；旌希劝咚?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/adc/" target="_blank">ADC/DAC、 高精度PLL 等模擬設(shè)計(jì)，也需濾波算法和信號(hào)恢復(fù)的DSP設(shè)計(jì)能力，目前全球主要為恩智浦、博通、美滿電子、瑞昱、微芯科技、德州儀器等企業(yè)。在以太網(wǎng)Switch交換芯片方面，主要有美滿電子、博通和恩智浦，微芯科技收購的Micrel和中國臺(tái)灣瑞昱也有一席之地。

藍(lán)牙芯片。藍(lán)牙芯片是一種集成藍(lán)牙功能的電路集合，主流制程一般為 28nm。在市場格局方面，高端藍(lán)牙芯片產(chǎn)品由歐美藍(lán)牙芯片大廠壟斷，代表性企業(yè)包括 Nordic、瑞薩、德州儀器、意法半導(dǎo)體、英飛凌、Silicon Lab 等，該 類企業(yè)技術(shù)及資源實(shí)力雄厚，具有先發(fā)優(yōu)勢，在全球低功耗藍(lán)牙芯片市場占據(jù)較 高市場份額。

Wi-Fi 芯片。Wi-Fi 具有傳輸距離遠(yuǎn)、速率快、同時(shí)連接設(shè)備多、受眾范圍大等優(yōu)點(diǎn)，主要參數(shù)或評價(jià)指標(biāo)包括Wi-Fi版本/標(biāo)準(zhǔn)、工作頻段、帶寬、MIMO or SISO、是否支持實(shí)時(shí)雙頻、OFDMA、發(fā)射功率等。根據(jù)整車實(shí)際需要，Wi-Fi芯片可被集成到TBOX、車機(jī)/座艙域控制器、網(wǎng)關(guān)等控制器中。在Wi-Fi領(lǐng)域博通、高通、華為、聯(lián)發(fā)科、瑞昱、英特爾、恩智浦等公司占據(jù)市場主導(dǎo)地位（見圖表42）。

UWB 芯片。超寬帶無線通信技術(shù)（UWB） 通信具有穿透力強(qiáng)、功耗低、抗 多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室理想情況可以實(shí)現(xiàn)10cm左右的高精度定位，實(shí)際環(huán)境精度能達(dá)到亞米級(jí)。UWB 芯片主要評價(jià)指標(biāo)包括：速率脈沖模式、頻段、功耗、面積、成本等。UWB在高精定位、低功耗和安全性方面更優(yōu)，或?qū)⒅鸩教娲鶺iFi和藍(lán)牙等技術(shù)。UWB正在成為智能汽車多場景功能落地的關(guān)鍵技術(shù)支撐，一輛汽車大約可用到5顆UWB芯片，可應(yīng)用于車輛無鑰匙進(jìn)入等場景的定位輔助、智能尾門功能、汽車?yán)走_(dá)活體檢測、自動(dòng)泊車輔助等，目前多個(gè)車企均配備了基于UWB技術(shù)的新一代數(shù)字化車鑰匙。UWB芯片作為實(shí)現(xiàn)UWB功能應(yīng)用的核心電路集合，目前其主流制程一般在28nm至9 0nm。目 前 ，UWB產(chǎn)業(yè)鏈處于發(fā)展早期階段，從UWB 芯片競爭格局看，美國射頻巨頭Qorvo旗下的Decawave占據(jù)95%以上市 場份額，蘋果、恩智浦也開始涉足UWB芯片領(lǐng)域，在汽車領(lǐng)域得到快速應(yīng)用。

直連芯片。V2X直連通信是基于LTE/NR 蜂窩網(wǎng)通信技術(shù)演進(jìn)形成的車用無 線通信技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)車輛與周圍的車、人、基礎(chǔ)設(shè)施等全方位連接和通信，滿 足低時(shí)延、高可靠等特殊嚴(yán)苛的技術(shù)要求。V2X 直連通信芯片是其中進(jìn)行信息處 理交互的芯片，包括外掛和集成兩種方式，V2X 與蜂窩通信功能集成成為主流。 高通、華為海思、大唐宸芯、Autotalks、中興通訊、紫光展銳等均已推出或規(guī)劃相關(guān)V2X 芯片，高通在技術(shù)和成熟度上處于領(lǐng)先地位（圖表43）。

移動(dòng)蜂窩芯片。根據(jù)實(shí)際需求，通常一輛汽車需要在T-BOX、車機(jī)或車身獨(dú) 立網(wǎng)關(guān)等控制器中集成1顆蜂窩移動(dòng)通信芯片，通過車與基站通信實(shí)現(xiàn)OTA 升 級(jí)、地圖下載/導(dǎo)航、緊急呼叫、遙控泊車、遠(yuǎn)程診斷、互聯(lián)網(wǎng)娛樂應(yīng)用等功 能。根據(jù)移動(dòng)通信制式劃分為2G/3G/4G/5G移動(dòng)蜂窩芯片（見圖表44），汽車移動(dòng)通信應(yīng)用比較廣的是4G，5G滲透率也正在快速提升。移動(dòng)蜂窩通信芯片按 照數(shù)據(jù)收發(fā)流程對應(yīng)的功能分為基帶芯片和射頻芯片，基帶芯片負(fù)責(zé)信號(hào)調(diào)制/ 解調(diào)，射頻芯片負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。移動(dòng)蜂窩通信芯片制程上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)5nm量產(chǎn)，正在向3nm/2nm節(jié)點(diǎn)發(fā)展。

移動(dòng)蜂窩基帶芯片由于技術(shù)壁壘高、研發(fā)周期長、資金投入高，經(jīng)過從2G 到 5G 多年發(fā)展后，市場高度集中。從4G 基帶芯片市場占比看，高通仍然占據(jù) 主導(dǎo)地位，三星、華為海思、紫光展銳、聯(lián)發(fā)科、中興微電子等實(shí)力較強(qiáng)。目前 5G 基帶芯片設(shè)計(jì)廠商僅有高通、聯(lián)發(fā)科、三星、華為海思、紫光展銳，呈現(xiàn)寡 頭壟斷的格局。移動(dòng)蜂窩射頻芯片方面，國際企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)，思佳訊、Qorvo、博通和村田四家公司占據(jù)85%的市場份額，其余15%的市場包括高通、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳、卓勝微等企業(yè)。

導(dǎo)航芯片。國外導(dǎo)航芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，技術(shù)積累深厚，已發(fā)展成較為穩(wěn)定 和成熟的產(chǎn)業(yè)。主流GNSS 芯片支持GPS/Glonass/Galieo/ 北斗多模和L1/L5 雙 頻制式，芯片制程一般在14nm-28nm， 定位精度可提升至亞米級(jí)甚至厘米級(jí)。根據(jù)實(shí)車應(yīng)用需要，導(dǎo)航芯片一般集成在 V2X（OBU）、TBOX或車機(jī)。美國GPS系統(tǒng)起步較早，博通、高通、德州儀器等美國公司積累了大量技術(shù)及經(jīng) 驗(yàn)，市場占有率較高。與此同時(shí)，歐洲在導(dǎo)航芯片領(lǐng)域也有較強(qiáng)的實(shí)力，U-blox占據(jù)歐洲高端GNSS芯片大部分市場份額。

高速串口芯片。該芯片最主要應(yīng)用領(lǐng)域是車載高速視頻傳輸，隨著智能駕駛 和智能座艙滲透率增加，車載高速媒體傳輸芯片市場快速增長。當(dāng)前領(lǐng)先車型單 車攝像頭超過10個(gè)，大屏至少2個(gè)，由于車載高速媒體傳輸芯片發(fā)送 （Tx） 和 接收 （Rx） 兩顆傳輸芯片是成對出現(xiàn)，單車所需芯片總數(shù)量至少20顆。以2025 年智能汽車滲透率70%計(jì)算，單顆芯片30元計(jì)算，單車總價(jià)值超600元，到 2025年國內(nèi)車載高速媒體傳輸芯片市場規(guī)模超144億元。目前在高速串口芯片領(lǐng)域，德州儀器、亞德諾等模擬芯片廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。

5、存儲(chǔ)芯片

從市場方面看，車規(guī)級(jí)存儲(chǔ)芯片與消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)存儲(chǔ)芯片在性能參數(shù)上差 異不大，但是在可靠性、安全性方面有更高要求。由于汽車智能駕駛和智能座艙 滲透率快速增長，感知零部件、計(jì)算芯片、控制芯片等對汽車存儲(chǔ)芯片均有需求。

2023年全球汽車存儲(chǔ)芯片市場的規(guī)模約為59億美元。2024年預(yù)計(jì)將達(dá)到70億美元，同比增長18.3%。這一增長主要得益于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和車載娛樂系統(tǒng)的快速滲透，其中大容量DRAM和NAND存儲(chǔ)器是主要貢獻(xiàn)者，分別占據(jù)了市場營收的55%和40%，預(yù)測到2025年，這一市場規(guī)模將達(dá)到82億美元，2027年將超過120億美元。目前汽車存儲(chǔ)芯片供應(yīng)商主要以美光、三星、SK海力士、鎧俠、西部數(shù)據(jù)等企業(yè)為主。

（1）易失性存儲(chǔ)

汽車SRAM領(lǐng)域，主要競爭者包括英飛凌、瑞薩、北京君正，市場占有率合計(jì)高達(dá)82%。汽車DRAM芯片領(lǐng)域，美光科技、北京君正、中國臺(tái)灣南亞科、中國臺(tái)灣華邦電五家企業(yè)占據(jù)市場近90%市場份額，2021年市場占有率分別為45%、15%、10.8%、9.5%、8.5%（見圖表45）。

（2）非易失性存儲(chǔ)

NAND Flash。作為單位容量價(jià)格最低的存儲(chǔ)芯片，NANDFlash廣泛用于各 類數(shù)據(jù)長時(shí)間存儲(chǔ)，車載形態(tài)通常包括eMMC、UFS及PCl-E。全球汽車NANDFlash芯片主要由三星、鎧俠、SK 海力士、西部數(shù)據(jù)、美光科技五家企業(yè)占據(jù)，合計(jì)市場占有率超90%。

NOR Flash。相較于DRAM和 NANDFlash，體量較小，國際主流存儲(chǔ)芯片 布局較少，主要應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)。從競爭格局來看，中國臺(tái)灣華邦電、中國臺(tái)灣旺宏、中國大陸兆易創(chuàng)新市場份額位居前列，2021年市場份額分別為 25.8%、25.5%和17.7%（見圖表46）。

EEPROM。汽車級(jí)EEPROM技術(shù)門檻較高，目前市場由海外企業(yè)主導(dǎo)。在 全球范圍內(nèi)，EEPROM存儲(chǔ)芯片生產(chǎn)商主要有意法半導(dǎo)體、安森美、艾普凌 科、微芯科技等，此類廠商擁有成熟的汽車級(jí)EEPROM產(chǎn)品組合，技術(shù)水平、客戶資源優(yōu)勢明顯，占據(jù)較高的市場份額，其中意法半導(dǎo)體與微芯科技市場份額合計(jì)超過50%。

圖表46全球NOR Flash 存儲(chǔ)芯片企業(yè)情況

數(shù)據(jù)來源：公開資料，車百智庫研究院整理

隨著智能駕駛與智能座艙的進(jìn)一步發(fā)展，存儲(chǔ)芯片將朝更大容量、更高速度方向發(fā)展。非易失性存儲(chǔ)方面，NANDFlash性能要求最高，制程通常為30~40nm，存儲(chǔ)容量要求最高，如智駕系統(tǒng)中NANDFlash容量需求快速增長，L1/L2級(jí)輔助駕駛需8GB，L3級(jí)提升至128/256GB，L5級(jí)最高可能超過2TB。未來，高級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的數(shù)據(jù)生產(chǎn)、傳輸和記錄將需要非常大的密度和高速性，可能進(jìn)一步采用PCleSSD。EEPROM擦寫壽命較長、性能穩(wěn)定，主要應(yīng)用在存儲(chǔ)小規(guī)模、經(jīng)常需要修改的數(shù)據(jù)，在ADAS、智能座艙、藍(lán)牙天線以及三電系統(tǒng)、車身、底盤均有應(yīng)用。同時(shí)，隨著自動(dòng)駕駛汽車前置攝像頭、內(nèi)視攝像頭、高分辨率4D成像雷達(dá)、激光雷達(dá)等感知設(shè)備不斷增加，也將提升對高密度NORFlash的需求。

6、安全芯片

從市場方面，汽車安全類芯片產(chǎn)品國外公司主要包括意法半導(dǎo)體、恩智浦、 英飛凌、瑞薩、德州儀器和微芯科技等，其汽車安全功能通常作為模塊，集成于其MCU或計(jì)算芯片產(chǎn)品中，部分企業(yè)結(jié)合V2X 需求，推出獨(dú)立通信安全芯片。如英飛凌AURIX系列MCU中內(nèi)置硬件安全模塊（HSM），擁有真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、AES-128和PEK ECC256硬件加速模塊等安全功能，同時(shí)滿足功能安全要求與信息安全要求；恩智浦S32G系列中配備嵌入式硬件安全引擎（HSE），提供秘鑰管理、內(nèi)存檢查、加解密、隨機(jī)數(shù)等功能。

隨著V2X和汽車智能化程度加深，應(yīng)用于智能化和網(wǎng)聯(lián)化的安全芯片將迎 來增長。V2X網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域，高通收購汽車芯片公司Autotalks，將其雙模式獨(dú)立安全芯片應(yīng)用于高通驍龍數(shù)字底盤產(chǎn)品組合中。智能化領(lǐng)域，隨著全球車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟 （CCC）3.0 版跨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字密鑰規(guī)范的推出，讓智能手機(jī)成為汽車數(shù)字鑰匙，推動(dòng)汽車安全芯片需求增長。如恩智浦推出NCJ38A， 可用于無鑰匙門禁智能密鑰卡和多種安全型應(yīng)用，有助于提升智能互聯(lián)汽車的安全性。

7、功率芯片

功率芯片產(chǎn)品主要被美國、德國、日本、中國企業(yè)占據(jù)，市場集中度較高。 據(jù)Maximize Market Research統(tǒng)計(jì)，2022年汽車功率芯片市場規(guī)模約為55 .8 億美元，2029年全球市場規(guī)模將達(dá)到85億美元。從全球汽車功率芯片市場份額來看，2020年國外巨頭主導(dǎo)全球車用功率芯片市場，企業(yè)CR5市場份額達(dá)70%（見圖表47）。

（1）IGBT

IGBT 模塊作為新能源汽車電機(jī)電控系統(tǒng)和直流充電樁的核心器件，其決定了整車的能源效率 ，成本 占到新能源整車成本的8%-10%，充電樁成本的20%，占到電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本的一半，是除電池之外成本第二高的元件。國外車用 IGBT領(lǐng)域頭部企業(yè)主要包括英飛凌、三菱電機(jī)、富士電機(jī)等，其中英飛凌是絕對的主導(dǎo)者。同時(shí)，英飛凌也是IGBT領(lǐng)域的技術(shù)引領(lǐng)者，至今已研發(fā)7代產(chǎn)品，應(yīng)用于新能源汽車的主要是4、5代產(chǎn)品。

（2）MOSFET

2020年，全球 MOSFET營收前十的廠商以歐、美、日廠商為主，英飛凌以29.7%的市場份額位居第一，CR2 營收占比40.9%，CR10營收占比高達(dá)80.4%。SiC器件主要應(yīng)用于800V高壓系統(tǒng)，原因是800V高壓系統(tǒng)模塊耐壓需要1200V 以上，同時(shí)電流需要達(dá)到400A以上，常規(guī)的IGBT模塊無法滿足要 求。目前行業(yè)中可量產(chǎn)SiC 芯片的企業(yè)以英飛凌、羅姆、安森美、意法半導(dǎo)體、Wolfspeed 等國外企業(yè)為主。

8、驅(qū)動(dòng)芯片

LED驅(qū)動(dòng)。用于各類車燈驅(qū)動(dòng)，包括汽車頭燈、尾燈、車內(nèi)氛圍燈等。LED驅(qū)動(dòng)按驅(qū)動(dòng)通道數(shù)可分為單通道與多通道；按控制方式可分為恒壓控制和恒流控 制；按供電電源運(yùn)行結(jié)構(gòu)可分為開關(guān)式電源和線性穩(wěn)壓電源。隨著汽車上車燈需 求越來越個(gè)性化和復(fù)雜化，LED 燈因具有擴(kuò)展化、智能化優(yōu)勢，在車燈領(lǐng)域滲透 率不斷提升，目前已經(jīng)超過70%。全球 LED 驅(qū)動(dòng)芯片廠商主要包括英飛凌、德州儀器、恩智浦、瑞薩和安森美等廠商。

馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用于驅(qū)動(dòng)車上各類小電機(jī)，包括座椅調(diào)節(jié)電機(jī)、車窗升降電機(jī)、雨刷電機(jī)、空調(diào)閥門電機(jī)等，車窗升降、雨刮、座椅調(diào)節(jié)等場景的半橋、全橋 （H 橋）即屬于此類別。隨著汽車智能化不斷提升，整車內(nèi)部各類功能 都傾向自動(dòng)調(diào)節(jié)或者語音控制調(diào)節(jié)，涉及到位移、應(yīng)力部分的調(diào)節(jié)都需要電機(jī)介入，因此單車小電機(jī)使用數(shù)量不斷提升，部分車型小電機(jī)用量已經(jīng)超過200 個(gè)，而每個(gè)電機(jī)都會(huì)需要一顆馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片。在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域，國際大廠德州儀器、英飛凌、意法半導(dǎo)體、Allegro、MPS 等依然是主流。

功率驅(qū)動(dòng)。新能源汽車主電機(jī)驅(qū)動(dòng)、車載充電器 （OBC） 、電池管理系統(tǒng) （BMS）、DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電機(jī)逆變器等系統(tǒng)需要使用功率驅(qū)動(dòng)芯片來驅(qū)動(dòng) IGBT 、MOSFET等功率器件，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)控制功率開關(guān)管的開通與關(guān)斷，以達(dá)到能源的高效變換。主電機(jī)驅(qū)動(dòng)用功率驅(qū)動(dòng)芯片由于需要達(dá)到功能安全ASIL-D要求，主要依賴恩智浦、英飛凌等企業(yè)。

顯示驅(qū)動(dòng)。用于車載屏幕的驅(qū)動(dòng)，包括面板驅(qū)動(dòng) TCON、SourceIC、Gate IC和背光驅(qū)動(dòng)芯片等。隨著車上屏幕數(shù)量增多、屏幕交互復(fù)雜，且汽車屏幕從傳統(tǒng)LCD逐步向MiniLED背光、OLED等新一代屏幕技術(shù)轉(zhuǎn)變，顯示驅(qū)動(dòng)芯片在車上使用數(shù)量也不斷增多。同時(shí)，隨著InCell顯示技術(shù)可滿足車載顯示屏高清晰度、高對比度、低功耗、低反射率以及觸控/顯示功能一體化等需求，在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增加。在In-Cell技術(shù)技術(shù)普及下，其采用的觸摸、顯示驅(qū)動(dòng)集成的TDDI（觸控與顯示驅(qū)動(dòng)集成芯片）芯片將逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的顯示驅(qū)動(dòng)芯片（DDIC）和觸摸芯片（TouchIC）。全球汽車主要顯示驅(qū)動(dòng)企業(yè)包括我國臺(tái)灣地區(qū)聯(lián)詠科 技、奇景光電、敦泰電子、奕力科技、矽創(chuàng)電子、瑞鼎科技、奕斯偉、愛協(xié)生、凌陽華芯等，其中，聯(lián)詠科技和奇景光電共占據(jù)70%左右的市場份額。音頻驅(qū)動(dòng)。又稱車載音頻功放芯片，主要包括模擬類和數(shù)字類，其中模擬類 音頻驅(qū)動(dòng)芯片轉(zhuǎn)換效率相對較低，可分為A類、B類 、AB類；數(shù)字類轉(zhuǎn)換效率相對較高，包括D 類和G 類。目前行業(yè)應(yīng)用以AB類和D 類為主，隨著車上揚(yáng)聲器數(shù)量增加（高端車型基本標(biāo)配12個(gè)以上揚(yáng)聲器），且車載特殊環(huán)境下D類功放滲透率逐步提升取代原來的AB類功放，行業(yè)對車載D類功放驅(qū)動(dòng)芯片的需 求快速提升。音頻驅(qū)動(dòng)芯片對數(shù)字和模擬及相關(guān)匹配算法要求較高，市場主要供應(yīng)商仍為德州儀器、恩智浦等歐美企業(yè)。

高低邊開關(guān)以及電子保險(xiǎn)絲 （eFuse） 。該類芯片為集成控制、驅(qū)動(dòng)、診斷、功率管于一體的智能開關(guān)。由于軟件定義汽車已成為趨勢，傳統(tǒng)的被動(dòng)式保 險(xiǎn)絲已不能滿足需要，電子保險(xiǎn)絲便應(yīng)勢而生。目前行業(yè)主要供應(yīng)商為意法半導(dǎo) 體、英飛凌、德州儀器等歐美企業(yè)。

9、電源芯片

電源芯片作為汽車電子電氣設(shè)備的關(guān)鍵元器件，隨著全球汽車電動(dòng)化滲透率進(jìn)一步增長、智能駕駛系統(tǒng)滲透率持續(xù)提升、智能座艙娛樂與舒適體驗(yàn)需求升 級(jí)，如應(yīng)用于BMS的AFE等，應(yīng)用于攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)供電，以 及車載屏幕、座椅調(diào)節(jié)等的電源芯片的需求將持續(xù)增長。根據(jù) Yole預(yù)測，從 2020年到2026年，全球汽車電源芯片市場規(guī)模將從22.5億美元增長至37.8億美元，復(fù)合增長率達(dá)9%，其中，應(yīng)用于電池部分的電源芯片市場規(guī)模將超過20億美元。目前全球汽車電源芯片市場仍被德州儀器、亞德諾等傳統(tǒng)模擬芯片廠商主導(dǎo) 。

（二）汽車芯片企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、英飛凌

英飛凌 （Infineon）成立于1999年，前身是西門子集團(tuán)的半導(dǎo)體部門，總 部位于德國，是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體科技公司。英飛凌目前主要產(chǎn)品包括功率半導(dǎo) 體、嵌入式控制器、射頻器件與傳感器、存儲(chǔ)器等。英飛凌2022財(cái)年整體收入142.2億歐元，增幅為28.6%，營業(yè)利潤率從18.7%增加到23.8%，創(chuàng)2008年以來新高。從業(yè)務(wù)角度看，2022年英飛凌汽車業(yè)務(wù)收入65.2億歐元，其中大約一半為功率半導(dǎo)體，主要是分立器件、IGBT 和 MOSFET，MCU 大約占25%，傳感器大約占13%，存儲(chǔ)占大約12%。在功率半導(dǎo)體方面，英飛凌是全球最大的 汽車 IGBT供應(yīng)商，市占率超過50%，在第三代半導(dǎo)體方面，英飛凌正加速布局 SiC、GaN。 英飛凌目前在全球共有10個(gè)生產(chǎn)基地，其中馬來西亞和奧地利各有 3個(gè)、德國和美國各有2個(gè)。未來英飛凌將投資超過20億歐元擴(kuò)大SiC 和 GaN半導(dǎo)體的產(chǎn)能。

2、恩智浦

恩智浦 （NXP） 成立于2006年，總部位于荷蘭，是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng) 商。恩智浦前身是荷蘭飛利浦公司的半導(dǎo)體事業(yè)部，主要產(chǎn)品包括處理器和微控制器、能源管理、射頻、傳感器等，應(yīng)用于汽車、工業(yè)、消費(fèi)電子、通信等領(lǐng)域。2022年恩智浦收入132億美元，同比增幅18.9%，其中汽車業(yè)務(wù)收入達(dá)69 億美元，同比增幅25%，占總營收的52%，是恩智浦占比最高和成長最快的下 游市場。恩智浦目前共有6個(gè)晶圓生產(chǎn)基地，其中美國4個(gè)、新加坡和荷蘭各1個(gè)。

3、瑞薩電子

瑞薩電子 （Renesas）是全球最大的汽車芯片制造商之一，總部位于日本東 京，公司有50%以上的收入來自汽車行業(yè)，是微控制器和處理器領(lǐng)域的全球參 與者，其汽車 MCU 市占率位居全球第一。瑞薩的數(shù)字和模擬產(chǎn)品的結(jié)合為尋求 支持其車輛的技術(shù)的汽車制造商提供了一站式解決方案，主要下游應(yīng)用為汽車、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)及基礎(chǔ)設(shè)施。2022年，瑞薩電子營業(yè)收入為15027億日元，同比增長51.1%，其中汽車業(yè)務(wù)營業(yè)收入6450億日元，同比增長39.5%，占總營收比重42.9%。瑞薩電子目前共擁有6座晶圓廠，均位于日本。

4、德州儀器

德州儀器 （TI） 是全球最大的模擬芯片供應(yīng)商，總部位于美國，其前身地球 物理服務(wù)公司（GSI） 成立于1930年，1951年更名德州儀器，致力于模擬和嵌入式處理芯片，主要下游應(yīng)用為工業(yè)、汽車、消費(fèi)電子、通信等領(lǐng)域，在全球模 擬芯片行業(yè)長期市占率第一。2022年德州儀器營業(yè)收入為200.3億美元，同比增長9.2%，其中汽車業(yè)務(wù)營業(yè)收入約50億美元，占比達(dá)25%。德州儀器為全 球超過10萬客戶提供超8萬種產(chǎn)品，在全球15個(gè)生產(chǎn)基地運(yùn)營著12家晶圓 廠、7家封裝及測試工廠以及多家凸點(diǎn)加工和晶圓測試工廠。

5、意法半導(dǎo)體

意法半導(dǎo)體 （ST） 成立于1987年，總部位于瑞士，由意大利 SGS 微電子 公司和法國Thomson 半導(dǎo)體公司合并成立，目前擁有16個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)、39個(gè)設(shè) 計(jì)和應(yīng)用中心。意法半導(dǎo)體擁有三大業(yè)務(wù)部門：汽車和分立器件部門；模擬器件、MEMS和傳感器部門；微控制器和數(shù)字 IC 部門。意法半導(dǎo)體主要業(yè)務(wù)集中 于汽車半導(dǎo)體，特斯拉和蘋果是最大的客戶。2022年意法半導(dǎo)體營業(yè)收入為 161.3億美元，同比增長26.4%，其中汽車業(yè)務(wù)營業(yè)收入53.2億美元，同比增長51%。意法半導(dǎo)體是全球碳化硅市場領(lǐng)導(dǎo)者，市占率超過50%，公司將正擴(kuò)大 碳化硅器件生產(chǎn)保持行業(yè)龍頭地位，2022年在意大利卡塔尼亞建立8英寸整合 式碳化硅襯底制造廠；2023年意法半導(dǎo)體與三安光電成立合資公司垂直整合碳 化硅供應(yīng)鏈，通過三安光電提供的襯底，由合資公司進(jìn)行8英寸碳化硅器件大規(guī)模量產(chǎn)，預(yù)計(jì)合資工廠建設(shè)總投資約32億美元，其中未來5年約24億美元。目前意法半導(dǎo)體在全球擁有13個(gè)生產(chǎn)基地，前端生產(chǎn)基地分布在意大利、新加 坡、法國等，后端生產(chǎn)基地包括菲律賓、馬來西亞、中國等地。

6、博世

博世 （Bosch）是汽車行業(yè)中開發(fā)和制造半導(dǎo)體的領(lǐng)先者，也是全球汽車零 部件龍頭企業(yè)，其所生產(chǎn)的芯片包括專用集成電路 （ASIC） 、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS） 傳感器以及功率半導(dǎo)體，被廣泛應(yīng)用于汽車和消費(fèi)品中。博世在半導(dǎo)體領(lǐng)域深耕了60多年，業(yè)務(wù)覆蓋整個(gè)供應(yīng)鏈，包括研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造及銷售服務(wù)。博世是 MEMS傳感器的發(fā)明者，也是目前全球最大的汽車傳感器廠商，能提供幾乎所有汽車所需傳感器種類，總計(jì)已生產(chǎn)超過180億顆MEMS傳感器。到2022年，平均每輛車有22顆以上的博世芯片。博世也正積極合作布局新技術(shù)、擴(kuò)建新產(chǎn)能，2023年8月，博世與高通、英飛凌、Nordic、恩智浦成立基于RISC-V的合資公司，初期將重點(diǎn)應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，未來將拓展至移動(dòng)通訊與物聯(lián)網(wǎng)市場。同時(shí)，博世與英飛凌、恩智浦、臺(tái)積電共同成立歐洲半導(dǎo)體制造公司（ESMC），提供 12nm至28nm制程汽車與工業(yè)領(lǐng)域邏輯芯片代工，產(chǎn)能將達(dá)4萬片/月，該公司預(yù)計(jì)將于2027年開始量產(chǎn)。此外，博世正投入接近7億歐元，擴(kuò)張自有羅伊特林根、德累斯頓晶圓廠產(chǎn)能，以提升MEMS傳感器、碳化硅功率芯片以及高性能MCU產(chǎn)能。

7、安森美半導(dǎo)體

安森美 （ON） 是一家領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造商，總部位于美國亞利桑那州菲尼 克斯，專注于汽車和工業(yè)終端市場，包括汽車功能電子化和安全、可持續(xù)能源網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化以及5G 和云基礎(chǔ)設(shè)施等。安森美在全球設(shè)立了43個(gè)設(shè)計(jì)中心，擁有22個(gè)制造廠和8個(gè)解決方案中心。安森美目前已實(shí)現(xiàn)了全面的傳感器 產(chǎn)品和解決方案布局，包括圖像傳感器、雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波傳感器，以及 硅和碳化硅功率半導(dǎo)體等產(chǎn)品和解決方案。公司2022年全球營收83億美元，同比增長24%，其中汽車業(yè)務(wù)營業(yè)收入33.6億美元，占比40%;六成營收來自亞太區(qū)域。

8、羅姆半導(dǎo)體

羅姆 （ROHM） 是全球著名半導(dǎo)體廠商之一，創(chuàng)立于1958年，總部位于日 本京都市。羅姆的產(chǎn)品涉及多個(gè)領(lǐng)域，其中包括 IC、分立元器件、光學(xué)元器 件、無源元件、模塊、半導(dǎo)體應(yīng)用產(chǎn)品及醫(yī)療器具。羅姆十分重視中國市場，已 先后在大連和天津開設(shè)工廠，并在上海和深圳設(shè)立設(shè)計(jì)中心以及品質(zhì)保證中心。 羅姆半導(dǎo)體2022財(cái)年?duì)I業(yè)收入5078.82億日元，同比增長25.6%，其中汽車業(yè)務(wù)營業(yè)收入達(dá)2129.50億日元，占比達(dá)41.9%。此外，羅姆計(jì)劃在2025年前將 SiC功率半導(dǎo)體營收擴(kuò)大至1000億日元以上，并將投資1700億日元，使SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)能增加至2021年時(shí)的6倍。

9、亞德諾

亞德諾 （ADI） 是一家全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，創(chuàng)立于1965年，專注于模 擬信號(hào)、混合信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理，總部位于美國馬薩諸塞州。亞德諾是全球排 名第二的模擬芯片企業(yè)，擁有超過85000種產(chǎn)品，涵蓋了信號(hào)調(diào)節(jié)、電源管 理、無線與有線通信、傳感器與執(zhí)行器、圖像處理、汽車技術(shù)等方向，應(yīng)用于智 能手機(jī)、平板電腦、電視、音響、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制器、汽車電子系統(tǒng)等領(lǐng)域，覆蓋超過12.5萬客戶。2022財(cái)年，亞德諾營業(yè)收入達(dá)120億美元，同比增 長64%;其中汽車板塊營收25億美元，占比達(dá)21%，同比增長102%，是公司營收增長最快的業(yè)務(wù)板塊。

10、微芯

微芯科技 （Microchip）是全球領(lǐng)先的 MCU 和模擬半導(dǎo)體供應(yīng)商，創(chuàng)立于 1989年，主要開發(fā)和制造用于各種嵌入式控制應(yīng)用的專用半導(dǎo)體產(chǎn)品。公司已 推出微控制器外圍設(shè)備、模擬產(chǎn)品、RFID智能卡等產(chǎn)品，可設(shè)計(jì)全面的嵌入控 制系統(tǒng)方案，以滿足用戶日益增長的需求。2022財(cái)年，微芯科技營業(yè)收入達(dá)84 億美元，同比增長24%;其中，汽車板塊營收約14億美元，占營收比例為 17%。未來，微芯科技正擴(kuò)大美國科羅拉多州科羅拉多斯普林斯 （Colorado Springs）的半導(dǎo)體廠，以應(yīng)對未來數(shù)年的碳化硅（SiC）和硅（Si）芯片產(chǎn)能，強(qiáng)化車用、航天及國防等應(yīng)用所需的第三代半導(dǎo)體。

第四章

我國汽車芯片發(fā)展現(xiàn)狀

我國芯片企業(yè)積極擁抱汽車電動(dòng)化、智能化，廣泛布局汽車 芯片各細(xì)分領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了功率芯片基本具備國產(chǎn)化能力，國產(chǎn)大 算力計(jì)算芯片規(guī)?；b車，存儲(chǔ)芯片與國際水平差距大幅縮小， 中低端控制芯片和通信芯片國內(nèi)供應(yīng)能力顯著提升，細(xì)分產(chǎn)品較 多的驅(qū)動(dòng)和電源芯片創(chuàng)新能力和產(chǎn)品供應(yīng)能力快速提升。但國內(nèi) 汽車芯片制造基礎(chǔ)薄弱、高端芯片對外依存度高、產(chǎn)品性能和覆蓋不足的局面短期仍難以改變，需加強(qiáng)全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)劃和建設(shè)。

（一）我國汽車芯片市場發(fā)展現(xiàn)狀

汽車電動(dòng)化、智能化趨勢下，我國汽車芯片需求快速增長。2022年我國新 能源汽車產(chǎn)量為705.8萬輛，同比增長96.9%，占全球新能源汽車產(chǎn)量的60%以上，繼續(xù)領(lǐng)跑全球（圖表48）。新能源汽車芯片平均用量超1000顆，未來L4 級(jí)及以上自動(dòng)駕駛汽車單車用量將上升到3000顆左右，遠(yuǎn)大于消費(fèi)電子的芯片使用數(shù)量（一部智能手機(jī)和 PC 的芯片使用數(shù)量在幾十到上百顆）。在市場規(guī)模方面，2022年我國汽車芯片市場規(guī)模為167億美元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到290 億美元（圖表49）。隨著組合駕駛輔助功能 （L2 級(jí)）的乘用車滲透率不斷升高，2022年已達(dá)34.5%，下一步，隨著工信部支持L3 級(jí)以上智能網(wǎng)聯(lián)汽車加快進(jìn)入市場 ，未來智能駕駛的發(fā)展將極大帶動(dòng)汽車芯片的裝車和市場需求 。

圖表482014-2022年我國新能源汽車銷量情況

我國汽車芯片產(chǎn)業(yè)已邁過起步期，進(jìn)入快速發(fā)展期。我國汽車芯片產(chǎn)業(yè)起步 較晚，基礎(chǔ)薄弱，汽車芯片國產(chǎn)化率尚不足10%，對外依存度高。在電動(dòng)智能 汽車快速發(fā)展疊加自主安全供應(yīng)鏈建設(shè)趨勢下，國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)入百花齊放階段，已有近300家公司開發(fā)汽車芯片產(chǎn)品，在大量產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)從無到有的突 破。從產(chǎn)品方面看，我國在動(dòng)力系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、智能應(yīng)用領(lǐng)域相對領(lǐng)先，在智 能座艙、智能駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域涌現(xiàn)出一批優(yōu)質(zhì)的計(jì)算芯片、通信芯片、功率芯片、控制芯片企業(yè)，但底盤系統(tǒng)的控制芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、電源芯片等由于技術(shù) 難度高、功能安全等級(jí)高，我國產(chǎn)品還有待攻克。從產(chǎn)業(yè)鏈方面看，我國在汽車 芯片設(shè)計(jì)、封測方面進(jìn)展迅速，主要短板在于車規(guī)級(jí)晶圓制造先進(jìn)工藝缺失、特色工藝不足，產(chǎn)業(yè)配套尚不完善。

1、控制芯片

中國市場需求快速增長，但市場份額主要被國際企業(yè)占據(jù)。在市場規(guī)模方 面，受汽車電動(dòng)化、智能化驅(qū)動(dòng)，單車搭載的 MCU 價(jià)值量持續(xù)增長，我國汽車 MCU芯片價(jià)值量將從2021年的114.23美元/車，增長至2025年的142.46美元 / 車 ，MCU整體市場規(guī)模將從2022年的33.4億美元增長至2025年的42.74億美元。在市場格局方面，意法半導(dǎo)體、恩智浦、微芯科技、瑞薩、英飛凌等海外企業(yè)仍占據(jù)國內(nèi)主要市場份額。在高端車用MCU 市場，國內(nèi)企業(yè)僅芯馳科技、上海芯鈦、紫光芯能三家推出相應(yīng)車規(guī)級(jí)產(chǎn)品。以芯馳科技E3為例，其采用22nm制程工藝，集成了3對ARMCortexR5雙核鎖步CPU和4MB片內(nèi)SRAM，滿足汽車應(yīng)用對于算力和內(nèi)存日益增長的需求，并通過ASILD功能安全認(rèn)證，目前已有超過100家客戶采用芯馳 E3進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，覆蓋主機(jī)廠、智能駕駛企業(yè)、激光雷達(dá)及電池廠商等。芯馳科技E3可應(yīng)用于可靠性要求最高的汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）、智駕（ADAS/AD）、區(qū)域控制器網(wǎng)關(guān)和底盤類應(yīng)用，可 靠性次之的T-Box、車身控制器（BCM）、 熱管理（HVAC）、照明等車身控制，以及液晶儀表、抬頭顯示控制器、電子后視鏡等顯示領(lǐng)域，近期搭載芯馳科技E3的明然科技懸架控制器（CDC）批量下線，在奇瑞瑞虎9、星途瑤光等車型上正式量產(chǎn)。中端MCU芯片領(lǐng)域，兆易創(chuàng)新、億咖通等企業(yè)有相應(yīng)的車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，低端MCU企業(yè)眾多、產(chǎn)品豐富，已廣泛應(yīng)用于座艙、車身域的多零部件中 （見圖表50）。

2、計(jì)算芯片

智能駕駛加速滲透，驅(qū)動(dòng)智能駕駛計(jì)算芯片市場規(guī)?？焖僭鲩L。在智能駕駛方面，2022年我國乘用車L2級(jí)及以上輔助駕駛滲透率已上升至34.5%，2023年上半年達(dá)到了42.4%，遠(yuǎn)高于2020和2021年的15.0%和23.5%，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到70%。而且隨著高速NOA（領(lǐng)航輔助駕駛）和城市NOA的規(guī)模化量產(chǎn)，將提升大算力計(jì)算芯片的需求。2022年高速NOA搭載量為21.22萬輛，預(yù)計(jì)2025年高速NOA和城市NOA搭載量將達(dá)到348萬輛（見圖表51）。巨大的智能駕駛下游需求使得我國成為全球最大的計(jì)算芯片市場，據(jù)預(yù)測，到2025年我國智能駕駛芯片市場規(guī)模有望突破100億元，到2030年有望超700億元，引領(lǐng)全球計(jì)算芯片下游應(yīng)用市場。

智能駕駛新型算法框架和艙駕一體對算力提出更高要求。一是隨著高速 NOA規(guī)模化量產(chǎn)以及城市NOA的逐步上量，對大算力智駕芯片需求將快速增長，理想、小鵬和蔚來等配備激光雷達(dá)的城市NOA車型單車算力已超過500TOPS甚至1000TOPS。二是“BEV+Transformer”由于具備識(shí)別準(zhǔn)、精度高，且便于與激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)前融合等優(yōu)勢，目前“BEV+Transformer”已成為特斯拉、小鵬、理想、蔚來、小馬智行、百度等多家主流車企、自動(dòng)駕駛方案解決商的量產(chǎn)方案，但“BEV+Transformer” 對算力需求可達(dá)200 TOPS以上，對大算力AI芯片提出需求。三是艙駕一體可有效降低開發(fā)成本和通訊延時(shí)、優(yōu)化算力利用率和功能體驗(yàn)，已成為行業(yè)公認(rèn)的電子電氣架構(gòu)發(fā)展方向，但艙駕一體對芯片算力需求未來可達(dá)到1000TOPS以上。

在智能駕駛芯片方面，國內(nèi)企業(yè)憑借良好的本土化技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢，在 NOA用智能駕駛芯片領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。2022年中國市場乘用車標(biāo)配L2+NOA功能智駕域控制器芯片市場，地平線市場占比49.05%，超過英偉達(dá)的45.89%（見圖表52）。在企業(yè)布局方面，國內(nèi)地平線、黑芝麻、后摩智能、愛芯元智等企業(yè)均發(fā)布了大算力智能駕駛芯片，并實(shí)現(xiàn)了批量裝車。地平線2021年7月發(fā)布了128 TOPS算力的征程5芯片，已先后在2021款理想One、L7 和L8的Air 版和Pro版車型、L9 Pro版等車型量產(chǎn)裝車，截至2023年9月，地平線程5芯片累計(jì)出貨量超過20萬片，累計(jì)已獲得9家車企多達(dá)近20款車型的量產(chǎn)定點(diǎn)。黑芝麻智能的華山A1000/A1000L芯片于2022年量產(chǎn)以來，A1000系列芯片總出貨量已超過2.5萬片。作為全球存算一體智駕芯片的先行者，后摩智能已于2023年5月發(fā)布了首款存算一體芯片后摩鴻途H30， 在 12nm工藝制程下即實(shí)現(xiàn)高達(dá)256 TOPS的 Al 算力，體現(xiàn)了存算一體路線的優(yōu)越性。愛芯元智基于自研愛芯智眸Al-ISP和愛芯通元混合精度NPU， 研發(fā)了M55（8TOPS）和M76（60TOPS）兩個(gè)系列智駕芯片，其中M55系列芯片已實(shí)現(xiàn)前裝上車。。

智能座艙功能多樣化及大模型等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，將持續(xù)推高座艙芯片算力需求。隨著智能座艙功能的豐富，HUD、DMS/OMS/CMS、中控大屏、語音交互及多模態(tài)交互等功能陸續(xù)上車，對座艙芯片的算力需求也將快速增長。集度汽車 ROBO-01搭載高通8295芯片，AI算力達(dá)到30TOPS，已超過部分智駕芯片，在8295的支持下ROBO-01可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)全離線智能語音交互以及視覺感知、聲紋識(shí)別、姿勢及唇語動(dòng)作捕捉等多模融合的交互方式。隨著大模型的發(fā)展，汽車智能座艙有望成為大模型在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的首個(gè)場景。大模型給智能座艙交互帶來 變革，由傳統(tǒng)的被動(dòng)交互到主動(dòng)交互再到全方位語義理解能力的提升，帶來更精 準(zhǔn)、個(gè)性的交互體驗(yàn)，以應(yīng)對車內(nèi)越來越復(fù)雜的交互需求。理想汽車發(fā)布了自研 大模型MindGPT， 百度的文心一言也被接入長安、吉利、嵐圖、紅旗、零跑等眾多車企的車型。但大模型參數(shù)量極大，對算力、存儲(chǔ)要求極高，在車端應(yīng)用勢 必將提升智能座艙芯片的算力需求。在智能座艙芯片方面，國內(nèi)企業(yè)在中低端市場占據(jù)一定市場份額。從市場規(guī) ?？矗?022年國內(nèi)智能座艙SoC芯片市場規(guī)模約117億元，到2025年將達(dá)到204億元（見圖表53）。在市場格局方面，高通強(qiáng)勢領(lǐng)跑中高端市場，憑借2019年推出的旗艦智能座艙芯片SA8155P 迅速成為多數(shù)中高端車型首選，合作車企超20家，蔚來、理想、小鵬等高端智能新車均搭載SA8155芯片。2021年高通推出的第四代芯片SA8295P采用5nm制程，Al算力高達(dá)30TOPS，后續(xù)將陸續(xù)在集度汽車、奔馳、零跑等車型搭載上車。國內(nèi)企業(yè)中，華為、芯馳科技、杰發(fā)科技等產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車，華為麒麟系列芯片已在比亞迪、北汽極狐、問界、阿 維塔等車型量產(chǎn)；芯馳科技座艙芯片X9作為國內(nèi)首顆已量產(chǎn)艙泊一體跨域融合芯片，可支持“一芯十屏”，同時(shí)覆蓋儀表、中控、電子后視鏡、娛樂、DMS、360環(huán)視、語音系統(tǒng)等所有座艙功能和自動(dòng)泊車功能，目前X9系列產(chǎn)品已有幾十個(gè)定點(diǎn)車型，其中上汽、奇瑞、長安等車企旗下搭載X9系列芯片的車型已量產(chǎn)上市，截止目前出貨量超百萬。截至2023年5月，杰發(fā)科技第一代入門級(jí)智能座艙AC8015出貨量超百萬顆，6月最新研發(fā)的高性能智能座艙域控SoC芯片AC8025也成功點(diǎn)亮。

3、傳感芯片

國內(nèi)汽車傳感器市場增長潛力大。隨著智能駕駛機(jī)智能座艙加速滲透，汽車 傳感器的需求將快速增長。據(jù)億渡數(shù)據(jù)推測，2021年我國汽車傳感器市場規(guī)模 為263.9億元，預(yù)計(jì)到2026年市場規(guī)模將達(dá)到496.5億元。從細(xì)分領(lǐng)域來看， 我國市場中車身感知傳感器市場規(guī)模占比約為28%，環(huán)境感知傳感器單價(jià)高、 用量逐步提升，市場占比約為72%，其中攝像頭為單車平均價(jià)值量最高的傳感 器，占比達(dá)28%。

我國汽車傳感部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)突破，但整體自主化率仍較低。由于國內(nèi)積累薄 弱，尤其對于車規(guī)場景缺乏經(jīng)驗(yàn)，目前我國市場中大量傳感器仍是以歐美日傳感 器芯片供應(yīng)為主，如博世、電裝、森薩塔、恩智浦等。在環(huán)境感知傳感器方面， 國內(nèi)豪威、加特蘭、納芯微等逐步在客戶端不斷提升滲透率，圖像傳感芯片領(lǐng)域 國內(nèi)豪威集團(tuán)在全球車載CIS 芯片市占率達(dá)29%，僅次于安森美的44%，年出 貨量超1億顆，是全球第二大汽車CIS 供應(yīng)商；毫米波傳感芯片主要供應(yīng)商以恩 智浦、德州儀器等國際芯片企業(yè)為主，國內(nèi)芯片企業(yè)加特蘭等正加速突破；超聲 波傳感器芯片主要供應(yīng)商為博世（自用）和Elmos， 國內(nèi)尚未有企業(yè)量產(chǎn)，納芯 微正在研發(fā)，預(yù)計(jì)2024年量產(chǎn)。車身感知傳感器中，我國華培動(dòng)力、保隆科 技、蘇奧傳感、敏芯股份等電流、溫濕度、壓力、加速度、氣體等傳感器正在陸續(xù)上車。但我國目前 MEMS 傳感器與海外相比仍存在較大差距，車規(guī)級(jí) MEMS 設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造能力短缺。

4、通信芯片

CAN 芯片。國內(nèi)市場主要被恩智浦、德州儀器、英飛凌、瑞薩、意法半導(dǎo) 體和安森美等海外公司占據(jù)，國內(nèi)包括芯力特、納芯微、思瑞浦、川土微等實(shí)現(xiàn) 一定突破。在車載CAN總線芯片方面，芯力特推出的5V/3.3V CAN/CAN FD總 線接口系列芯片，系列齊全，已應(yīng)用于汽車 BCM、EPS、ADAS、AVAS、BMS、TBOX、OBC、OBD、PEPS等眾多領(lǐng)域。

LIN 芯片。國內(nèi)市場主要被恩智浦、德州儀器、英飛凌、瑞薩、意法半導(dǎo)體和 安森美等國外公司占據(jù)，國內(nèi)北京君正、芯力特、納芯微、思瑞浦等公司實(shí)現(xiàn)突 破。在車載LIN 總線芯片方面，納芯微推出車規(guī)級(jí)別LIN 收發(fā)器芯片 NCA 系列， 為低速、短距離汽車通信應(yīng)用，具有抗干擾性強(qiáng)、輻射低等優(yōu)勢，其中NCA1021 能夠Pin2 Pin歐美市場主流兼容LIN收發(fā)器芯片可直接更換，無需修改設(shè)計(jì)。

以太網(wǎng)芯片。 國內(nèi)市場主要以恩智浦、博通、美滿電子、瑞昱、Microchip、德州儀器等海外企業(yè)為主，國內(nèi)企業(yè)主要是裕太微、景略、昆高芯等企業(yè)，其中裕太微車載百兆PHY芯片2022年實(shí)現(xiàn)規(guī)模銷售，成功導(dǎo)入各大國內(nèi)知名車廠平臺(tái)，千兆PHY已量產(chǎn)流片。在以太網(wǎng)Switch交換芯片方面，主要有美滿電子、博通和恩智浦，微芯科技收購的Micrel和中國臺(tái)灣瑞昱也有一席之地。從市場規(guī)模上看，智能駕駛所需的PHY芯片用量將從2020年的2.3個(gè)/車增長至2025年13.5個(gè)/車，國內(nèi)市場需求總量將達(dá)到4.31億個(gè)；IVI系統(tǒng)中單車的PHY芯片用量將從2020年的0.2個(gè)/車增長至2025年1.7個(gè)/車，國內(nèi)市場 需求總量將達(dá)到0.54億個(gè)。預(yù)計(jì)2025年，我國的車用PHY芯片市場規(guī)模有望達(dá)到156億元，車載以太網(wǎng)交換芯片市場規(guī)模將達(dá)到137億元。

藍(lán)牙芯片。車載藍(lán)牙系統(tǒng)主要用于音頻連接，如通話、音樂等。目前我國車 載藍(lán)牙芯片中高端以海外企業(yè)為主，如高通、恩智浦等，我國行業(yè)參與者多集中 在低端藍(lán)牙芯片市場，代表性企業(yè)包括泰凌微、匯頂科技、桃芯科技、紫光展銳等。我國車載藍(lán)牙芯片市場較為成熟，2021年車載藍(lán)牙需求量約為2918.16萬 塊，市場規(guī)模約為9.3億元。

WiFi芯片 。隨著Carplay、Hi-Car 等模式逐漸推廣，汽車WiFi 芯片滲透率穩(wěn)步提升。國內(nèi)市場 WiFi 芯片市場，博通、高通、聯(lián)發(fā)科等海外廠商占據(jù)市場 主導(dǎo)地位，國內(nèi)公司主要有華為海思進(jìn)入市場前列。

UWB芯片。汽 車UWB 主要應(yīng)用于數(shù)字鑰匙領(lǐng)域，據(jù)iCV TAnK統(tǒng)計(jì)，2022 年我國 UWB 數(shù)字鑰匙市場規(guī)模約為0.44億美元，預(yù)計(jì)到2027年將增長至 10.32億美元。我國 UWB 芯片市場以恩智浦等海外企業(yè)為主，國內(nèi)紐瑞芯科 技、長沙馳芯半導(dǎo)體、精位科技均推出了商用 UWB 芯片，但目前主要針對消費(fèi) 電子領(lǐng)域，在汽車電子領(lǐng)域應(yīng)用較少。

V2X 直連芯片。國 內(nèi)V2X 汽車芯片滲透率依然較低，2022年上半年搭載C- V2X 技術(shù)的量產(chǎn)乘用車約4.6萬輛，滲透率僅為0.5%，隨著未來車用無線通信 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面增加，市場規(guī)模有望加速擴(kuò)張。競爭格局方面，我國 V2X 芯片已實(shí) 現(xiàn)國產(chǎn)化，如華為海思、大唐宸芯、中興通訊、紫光展銳等均已推出或規(guī)劃相關(guān) V2X芯片，但目前市場仍為高通、Autotalks 等成熟芯片占據(jù)。

移動(dòng)蜂窩芯片。國內(nèi)蜂窩通信技術(shù)以及芯片能力在國際上處于領(lǐng)先地位，蜂 窩通信芯片技術(shù)儲(chǔ)備較充分。蜂窩通信集成 SoC 方面，海思巴龍和麒麟 SoC 設(shè) 計(jì)能力已逐漸追平國際水平，但受限于生產(chǎn)制造影響國內(nèi)供應(yīng)。移動(dòng)蜂窩射頻芯 片方面，國際企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)，思佳訊、Qorvo、 博通和村田四家公司占據(jù)了85% 的市場份額，我國紫光展銳、卓勝微等企業(yè)正加速突破。

導(dǎo)航芯片。我國汽車導(dǎo)航芯片國產(chǎn)化進(jìn)展較快，華大北斗、北斗星通、華為 海思、紫光展銳、千尋在內(nèi)的40余家企業(yè)從事導(dǎo)航芯片的研發(fā)，隨著北斗應(yīng)用 不斷推廣，國內(nèi)導(dǎo)航芯片廠商基于傳統(tǒng)導(dǎo)航芯片領(lǐng)域不斷向汽車領(lǐng)域滲透。

高速串口芯片。我國在高速串口芯片領(lǐng)域，主要依賴德州儀器（大屏傳輸占 90%以上）、亞德諾（攝像頭傳輸占90%以上）兩大供應(yīng)商，國內(nèi)瑞發(fā)科、合肥 龍訊、納芯微、景芯豪通半導(dǎo)體等公司有望突破。在標(biāo)準(zhǔn)方面，汽標(biāo)委網(wǎng)聯(lián)工作 組于2020年2月啟動(dòng)《車載有線高速媒體傳輸系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn) 制定工作，目前該標(biāo)準(zhǔn)處于征求意見階段，該標(biāo)準(zhǔn)還被納入了2023年7月工信 部國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布的《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián) 汽車）（2023版）》。

5、存儲(chǔ)芯片

近年來隨著我國汽車存儲(chǔ)芯片需求增加，部分生產(chǎn)消費(fèi)級(jí)存儲(chǔ)芯片的生產(chǎn)企業(yè)開始進(jìn)入汽車存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，如紫光、長江存儲(chǔ)、兆易創(chuàng)新、北京君正等企 業(yè)，均取得了一定突破，部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；b車應(yīng)用。

（1）易失性存儲(chǔ)

SRAM領(lǐng)域，北京君正收購的美國ISSI開發(fā)的IS64系列已通過車規(guī)認(rèn)證。DRAM領(lǐng)域，北京君正通過收購ISSI取得車規(guī)級(jí)產(chǎn)品線，目前已與博世、大陸達(dá)成緊密合作，研發(fā)的IS46QR系列產(chǎn)品存儲(chǔ)容量已達(dá)到16G。但君正采用Fabless模式，制造依賴海外。兆易創(chuàng)新與長鑫存儲(chǔ)合作，推出一系列車規(guī)級(jí)DRAM產(chǎn)品，其中GDQ系列存儲(chǔ)容量最高可達(dá)4Gb，初步滿足車載需求。總體上，我國大容量DRAM的IP 與代工制造對海外的依賴存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

（2）非易失性存儲(chǔ)

EEPROM。國 內(nèi) EERPOM 存儲(chǔ)芯片企業(yè)有聚辰半導(dǎo)體、上海復(fù)旦微、華大 半導(dǎo)體等企業(yè)，其中聚辰半導(dǎo)體、復(fù)旦微的產(chǎn)品通過車規(guī)級(jí)認(rèn)證。當(dāng)前，聚辰半 導(dǎo)體擁有多系列車規(guī)級(jí) EEPROM 產(chǎn)品，主要應(yīng)用于車載攝像頭、液晶顯示等外圍部件，并逐步向三電系統(tǒng)、車身控制等核心部件拓展，已在比亞迪、特斯拉等 國內(nèi)外一線車企上車應(yīng)用。與國外頭部企業(yè)相比，國內(nèi)產(chǎn)品在數(shù)據(jù)保存時(shí)間等關(guān)鍵性能指標(biāo)上仍有差距。

NOR Flash。中國臺(tái)灣華邦電和旺宏以及兆易創(chuàng)新是NORFlash領(lǐng)導(dǎo)者，占 領(lǐng)了絕大多數(shù)的市場份額，2021年三家企業(yè)市場占有率分別為25.8%、25.5%和17.7%。截至2023年4月，兆易創(chuàng)新車規(guī)級(jí)GD25/55SPINORFlash （55nm） 和GD5FSPINANDFlash（38nm、24nm）系列產(chǎn)品全球累計(jì)出貨量已達(dá)1億顆，產(chǎn)品已打入全球主流車企。

NAND Flash。國內(nèi)NAND Flash企業(yè)包括北京君正、兆易創(chuàng)新、長江存儲(chǔ)、上海復(fù)旦微、東芯半導(dǎo)體等企業(yè)。東芯股份2022年已可為客戶提供38nm 工藝車規(guī)級(jí)PPINAND以及SPINAND樣品，車規(guī)級(jí)NANDFlash覆蓋1Gb、2Gb至 8Gb。兆易創(chuàng)新38nm車規(guī)級(jí)SPINAND于2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，容量覆蓋1Gb、2Gb和 4Gb。NANDFLASH領(lǐng)域，國內(nèi)與國外差距仍較大，一是性能參數(shù)方面，韓國三星車規(guī)級(jí)NANDFlash產(chǎn)品可滿足單顆64Gb容量，北京君正IS35系列最大存儲(chǔ)空間為4Gb， 性能方面無法滿足智能座艙域、智能駕駛域日益增長的存儲(chǔ)容量需求。二是國內(nèi)存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)被針對，美國針對128層以上NAND FLASH制造設(shè)備對我國進(jìn)行管制，長江存儲(chǔ)已被美國列入“出口限制名單”，未來擴(kuò)產(chǎn)困難。

6、安全芯片

安全芯片相比其他類別芯片，產(chǎn)品功能較為固定，產(chǎn)品復(fù)雜度較低。安全芯 片常用40nm 及以上成熟制程制造，對先進(jìn)制程工藝的需求不大，國內(nèi)已有工藝 可滿足安全芯片生產(chǎn)制造。汽車行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注安全芯片指標(biāo)為處理性能（主要是加解密運(yùn)算性能）和支持高吞吐的I/0 通道，國內(nèi)產(chǎn)品可以滿足市場要求?？傮w而言，國內(nèi)汽車安全芯片企業(yè)技術(shù)水平基本可媲美國外企業(yè)，且具備一定的競爭力，當(dāng)下國內(nèi)汽車安全芯片痛點(diǎn)在于與國內(nèi)供應(yīng)商應(yīng)用匹配及驗(yàn)證需要一定時(shí)間。國內(nèi)安全芯片主要有華大電子、紫光同芯、上海芯鈦、國芯、復(fù)旦微電子、信大捷安等供應(yīng)廠商（見圖表54），每個(gè)企業(yè)至少有兩款車規(guī)安全芯片產(chǎn)品，具備產(chǎn)品研發(fā)實(shí)力和量產(chǎn)產(chǎn)品。

國內(nèi)企業(yè)亦通過嵌入安全功能模塊，為控制芯片或計(jì)算芯片提供嵌入加密算法、訪問控制、完整性檢查等技術(shù)，提升汽車控制系統(tǒng)安全性。如地平線征程5 具有完整加密引擎，并支持多種加密算法。芯馳E3 MCU內(nèi)置的信息安全模塊集 成真隨機(jī)數(shù)生成器、AES、RSA、ECC、SHA 以及符合國密商密2/3/4/9標(biāo)準(zhǔn)的 硬件加速器，可滿足安全啟動(dòng)、安全通信、安全固件更新升級(jí)等應(yīng)用的需求。此外，杰發(fā)科AC7840x、旗芯微 Raptor 與 REX 系列、云途半導(dǎo)體 YTM32B1H/B1H系列等國內(nèi)汽車MCU也均配備了類似功能的安全模塊。

7、功率芯片

電動(dòng)汽車單車芯片價(jià)值中超過50%為功率芯片，在電動(dòng)汽車加速滲透下，功率芯片市場將保持快速增長。IGBT領(lǐng)域，據(jù)集微咨詢統(tǒng)計(jì)，汽車已成為我國IGBT應(yīng)用最大市場，占比高達(dá)39.7%，2022年車用IGBT市場規(guī)模約高達(dá)126.5億元，預(yù)計(jì)到2025年，市場規(guī)模將增長至226.4億元。新能源汽車快速充電已成為車主和用戶的剛需，800V 架構(gòu)可以有效減少車身重量，實(shí)現(xiàn)續(xù)航提升，SiC成為新能源汽車主驅(qū)功率芯片理想選擇。目前，越來越多車企開始在主逆變器、車載充電機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器中導(dǎo)入SiC技術(shù)，2022年國內(nèi)搭載800V高壓快充的新能源車型銷量約5萬輛，預(yù)計(jì)到2025年高壓快充車型銷量有望突破300萬輛，滲透率將超過25%。在高壓快充推動(dòng)下，SiC在OBC中的滲透率從2020年的23%提升至2025年的43%。2022年國內(nèi)車用SiC功率器件市場規(guī)模達(dá)到10.7億美元，2025年將上升至31.7億美元。在市場格局方面，國內(nèi)功率芯片企業(yè)多年來持續(xù)加大研發(fā)投入，比亞迪、中 車、斯達(dá)半導(dǎo)體等企業(yè)已批量生產(chǎn)新能源汽車功率芯片，國內(nèi)企業(yè)占據(jù)車用功率 芯片市場份額的20%左右。2015年，比亞迪攻克了第四代的非穿通型 （NPT）的技術(shù)工藝，2017年基本攻克了第五代電場截止型的技術(shù)方案 （FS）， 在商業(yè)化 上。在產(chǎn)品應(yīng)用方面，比亞迪、上汽通用五菱、理想、小鵬、威馬、合創(chuàng)、廣汽新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)均搭載了國產(chǎn)功率芯片，尤其以最高工作電壓在1200V DC 以下的產(chǎn)品更是普遍應(yīng)用。在芯片制造方面，功率芯片主要使用微米級(jí)至90nm 制程工藝，成熟制程工藝相對先進(jìn)制程更容易實(shí)現(xiàn)，國內(nèi)具備相對穩(wěn)定的功率芯片設(shè)計(jì)、制造、封測能力。在半導(dǎo)體設(shè)備方面，上海微電子裝備股份有限公司具備90nm光刻機(jī)生產(chǎn)能力，并進(jìn)入中芯國際、士蘭微、華虹等功率芯片制造企業(yè)；車用功率半導(dǎo)體用刻蝕機(jī)具備國產(chǎn)化能力；薄膜設(shè)備中，北方華創(chuàng)PVD （物理氣相沉積）設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入國際供應(yīng)鏈體系，其 CVD（化學(xué)氣相沉積）鍍膜設(shè)備已經(jīng)成功 進(jìn)入海外市場；沈陽拓荊科技的65nm 級(jí) 別PECVD設(shè)備也已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

（1）IGBT

我國車用 IGBT 領(lǐng)域頭部企業(yè)主要包括英飛凌、比亞迪、斯達(dá)半導(dǎo)體等，2022年，國內(nèi)新能源汽車市場英飛凌裝車量達(dá)到127.55萬套，市占率高達(dá)25% （見圖表55）。同時(shí)，英飛凌也是IGBT領(lǐng)域的技術(shù)引領(lǐng)者，至今已研發(fā)7代產(chǎn)品，應(yīng)用于新能源汽車的主要是4、5代產(chǎn)品，國內(nèi)企業(yè)均以英飛凌為技術(shù)對標(biāo)。國內(nèi)布局車用IGBT的企業(yè)主要是比亞迪、斯達(dá)半導(dǎo)體、中車時(shí)代、士蘭微四家，其中比亞迪、中車時(shí)代、士蘭微均有自己的生產(chǎn)線（見圖表56），整體上，國內(nèi) IGBT制造產(chǎn)能充足，總產(chǎn)能達(dá)341萬片/年。比亞迪已有多款車用IGBT 產(chǎn)品用于旗下車型，是國內(nèi)出貨量最多的企業(yè)。斯達(dá)半導(dǎo)體2022年應(yīng)用于主電機(jī)控制器的車規(guī)級(jí)IGBT模塊配套超120萬輛新能源汽車，車規(guī)級(jí)主控制器 SiC MOSFET已開始批量裝車。士蘭微布局車規(guī)級(jí)市場較晚，車用IGBT 模塊B1 已量產(chǎn)配套奇瑞QQ、零跑T03， 車用IGBT模塊B3在極氪小批量試用（見圖表57）。

（2）MOSFET

國內(nèi)低壓 MOSFET 市場已較為成熟，聞泰科技旗下安世半導(dǎo)體車規(guī)級(jí) PowerMOS全球排名第二，由于行業(yè)技術(shù)迭代速度放慢，國產(chǎn)供應(yīng)商有望進(jìn)一步縮小與國外企業(yè)的差距。目前國內(nèi)功率MOSFET企業(yè)在消費(fèi)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多，但汽車供應(yīng)鏈中高壓 MOS配套經(jīng)驗(yàn)較少，尤其缺乏下游汽車電子一級(jí)供應(yīng)商的支持。

我國SiCMOSFET產(chǎn)業(yè)鏈仍不成熟。目前我國SiCMOSFET仍被海外 Wolfspeed、英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體、羅姆等成熟企業(yè)占據(jù)市場，我國企業(yè)還沒有正式可應(yīng)用主驅(qū)逆變器的SiCMOSFET芯片。中車時(shí)代、三安光電、中國電科等在SiCMOSFET芯片進(jìn)行持續(xù)研發(fā)，并已推出第一代產(chǎn)品。中國電科與 斯達(dá)半導(dǎo)體合作開發(fā)的SiCMOSFET模塊預(yù)計(jì)在2023-2024年量產(chǎn)；比亞迪半導(dǎo)體SiCMOSFET產(chǎn)品已研發(fā)到3代，自有SiC產(chǎn)線正在建設(shè)中；中車時(shí)代SiC器件已覆蓋650V-1700V，700V、3300V混合SiC牽引變流器以及3300V全SiC牽 引變流器已規(guī)模應(yīng)用；斯達(dá)半導(dǎo)體從實(shí)現(xiàn)車用碳化硅模塊的小批量生產(chǎn)，目前已獲得多家國內(nèi)外車企及Tiel客戶的項(xiàng)目定點(diǎn)，公司發(fā)的碳化硅模塊在車載充電 （OBC）領(lǐng)域已開始批量應(yīng)用。

8、驅(qū)動(dòng)芯片

驅(qū)動(dòng)芯片整體國產(chǎn)化程度較低，國內(nèi)追趕難度較大。隨著車載應(yīng)用場景更加 復(fù)雜、驅(qū)動(dòng)電壓不斷提升，技術(shù)復(fù)雜度提升，國內(nèi)追趕國際先進(jìn)企業(yè)的難度增 大。例如車燈不斷提升功率以及更復(fù)雜的功能需要更高耐壓和集成度的 LED 驅(qū) 動(dòng)芯片、車載音響品質(zhì)不斷提升需要更大驅(qū)動(dòng)功率的Class-D音頻驅(qū)動(dòng)芯片。驅(qū) 動(dòng)芯片領(lǐng)域國內(nèi)具備一定車規(guī)級(jí)制造能力，但后續(xù)迭代升級(jí)仍面臨較大挑戰(zhàn)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、LED 驅(qū)動(dòng)等產(chǎn)品國產(chǎn)化進(jìn)展較快，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用，但功能安全要求 更高的主驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，我國產(chǎn)品仍難以匹敵海外產(chǎn)品。

LED 驅(qū)動(dòng)。LED 車燈都需要配套 LED 驅(qū)動(dòng)芯片來控制。車內(nèi)氛圍燈要求不 高，國內(nèi)艾為、思瑞浦、瓴芯、納芯微等已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)應(yīng)用，但車身頭燈、尾燈等 涉及功能安全的應(yīng)用對驅(qū)動(dòng)芯片要求較高，國產(chǎn)化率還較低，國內(nèi)僅有納芯微、 歐創(chuàng)芯等少數(shù)企業(yè)量產(chǎn)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。座艙內(nèi)各類電機(jī)由于安全要求相對較低、驅(qū)動(dòng)環(huán)境相對簡單，國 產(chǎn)芯片已大量進(jìn)入應(yīng)用，但在車身、底盤等涉及整車安全、有功能安全要求的驅(qū)動(dòng)芯片，國產(chǎn)化比例仍較低。整體上，在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域，國際大廠德州儀器、英飛凌、意法半導(dǎo)體、Allegro、MPS等依然是主流，國內(nèi)思瑞浦、納芯 微、芯洲、中科芯億達(dá)等公司也有產(chǎn)品陸續(xù)面世。

功率驅(qū)動(dòng)。國內(nèi)功率驅(qū)動(dòng)芯片企業(yè)主要有華大半導(dǎo)體、納芯微、思瑞浦、數(shù) 明、芯洲、川土微等企業(yè)參與市場競爭。主電機(jī)驅(qū)動(dòng)用功率驅(qū)動(dòng)芯片由于需要達(dá)到功能安全ASIL-D 要求，目前尚無國產(chǎn)產(chǎn)品符合要求，主要依賴恩智浦、英飛凌等企業(yè)，國內(nèi)納芯微主驅(qū)功率隔離驅(qū)動(dòng)芯片預(yù)計(jì)2024年可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。在制能力方面，功率驅(qū)動(dòng)芯片主要使用180nm 及以上制備工藝，在芯片生產(chǎn)設(shè)備、 封裝和測試能力方面已具備小規(guī)模生產(chǎn)能力，難點(diǎn)在于隔離工藝技術(shù)的積累。

顯示驅(qū)動(dòng)。國內(nèi)在消費(fèi)級(jí)顯示驅(qū)動(dòng)芯片有所突破，但車載屏幕由于使用環(huán)境 更復(fù)雜、部分屏幕如儀表盤涉及功能安全需求，車載顯示驅(qū)動(dòng)國產(chǎn)化比例偏低， 國內(nèi)豪威集團(tuán)、集創(chuàng)北方、奕斯偉等公司已送樣或初步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

音頻驅(qū)動(dòng)。國內(nèi)音頻驅(qū)動(dòng)芯片仍以德州儀器、恩智浦等海外企業(yè)為主。國內(nèi) 杰發(fā)科已實(shí)現(xiàn)AB 類音頻功放芯片量產(chǎn)，芯聆半導(dǎo)體多通道車規(guī)級(jí)Class D類芯 片已正式流片，但尚未開展批量應(yīng)用。

高低邊開關(guān)以及電子保險(xiǎn)絲 （eFuse） 。 目前我國應(yīng)用主流還是國際大廠意 法半導(dǎo)體、英飛凌、德州儀器。國內(nèi)芯洲、思瑞浦、瓴芯、南芯、圣邦微、矽力杰、杰華特、士蘭微已初步形成量產(chǎn)產(chǎn)品，目前主要處于上車驗(yàn)證過程中。

9、電源芯片

（1）DC/DC 芯片、AC/DC 芯片、LDO 芯片在 DC/DC芯片、AC/DC 芯片、LDO 芯片方面，國內(nèi)市場仍以德州儀器、亞 德諾等海外成熟芯片企業(yè)為主。國內(nèi)芯片企業(yè)矽力杰、納芯微、思瑞浦等開展了相關(guān)產(chǎn)品研究，部分產(chǎn)品已在國內(nèi)車企批量化應(yīng)用。DC/DC芯片和 AC/DC芯片需要90nm 及以上的制程工藝，我國在芯片生產(chǎn)設(shè)備、封裝能力、測試能力方面國內(nèi)已經(jīng)具備小規(guī)?；a(chǎn)的能力。

（2）模擬前端芯片

在模擬前端芯片方面，國內(nèi)芯片企業(yè)琪埔維、矽力杰、中穎電子、芯?？萍?/u>等均開展了模擬前端芯片設(shè)計(jì)，其中琪埔維旗下產(chǎn)品已經(jīng)能夠搭載車輛使用。模擬前端芯片需要使用90nm 以上制程的高壓BCD生產(chǎn)工藝，該工藝可大幅降低功率耗損、提高系統(tǒng)性能、節(jié)省電路的封裝費(fèi)用，并具有較高的可靠性。國內(nèi)華 潤上華、華虹、中芯國際、積塔半導(dǎo)體等均具備一定 BCD 工藝能力，但仍需要 持續(xù)迭代以提升工藝水平。