半导体是指常温下导电功用介于导体与绝缘体之间的材料，宽泛应用于花费电子、通信互联、智能建造、新动力汽车、发电照明等各个畛域，是关键的电子器件。凭借国际常例、功用、建造技巧、应用畛域、应用级别等准则，可将半导体分为不同的种别，每种种别均包含茂密细分产物。
//寰球汽车半导体销量连续增进，财产占比稳步提高
汽车是半导体的首要应用畛域，车规级半导体具备技巧壁垒高与需求繁荣的特征。汽车级半导体的功用请求高于产业级和花费级半导体，同时，需求量高于兵工级和航空航天级半导体，是以，汽车级半导体兼具高技巧壁垒和高需求的特征。年，寰球汽车半导体的用量占半导体总量的12.2%，是仅次于通信、计划机、花费电子以后的第四大应用畛域。
汽车半导体的每个进展阶段都伴有着革新性产物的应用，于今曾履历五个进展阶段：前四个阶段离别为年往日、~年、~年、~年，每个阶段的代表性装车产物成为光阴的标识；第五个阶段从年起头，跟着新动力汽车续航历程、充电速率等技巧瓶颈渐渐打破，主动驾驶、车联网稳步进展，车载文娱及扶助驾驶系统功用赶快提高，汽车半导体需求连续提高，汽车半导体财产将迎来黄金进展时代。汽车半导体的品种稠密，凭借其用处可分为四类：（1）功用芯片（MCU）——把CPU、内存、A/D变换等功用调动而造成的芯片级计划机。（2）传感器芯片——责罚各类物理、化学和生物传感器等多种记号，完竣物理量间的互相变换，如导航芯片、图象CMOS芯片、雷达芯片等；（3）功率半导体——首要用于电力设施的电能变幻和操纵电路等方面，如IGBT、MOSFET、GTR等；（4）其余类半导体——首要为LED芯片、车载AI芯片、点燃器芯片等茂密散开的小种别半导体器件。MCU、功率半导体和传感器三者的价钱占单车半导体总价钱的55%以上，为汽车中价钱比重最大的三类半导体。燃油车的MCU、功率半导体和传感器的价钱总和占单车半导体总价钱的57%，纯电动车的MCU、功率半导体和传感器的价钱总和占单车半导体总价钱的73%。是以，MCU、功率半导体和传感器是单车半导体价钱的最首要构成。汽车半导体寰球销量连续爬升，年将达亿美元，且汽车半导体在整体半导体商场中的占比逐年提高。IHS数据显示，寰球汽车半导体出售额将从年的.4亿美元增进至年的.0亿美元。同时，跟着电动化和智能化海浪的到来，汽车半导体的商场需求将连续爬升。与此同时，寰球汽车半导体在半导体商场中的占比已从年的7.7%稳步增进至年的12.2%，显现出线性增进趋向。//电动化和智能化启动汽车半导体行业赶快进展
1.战术规矩为汽车半导体行业的赶快进展保驾护航
汽车半导体是汽车的中心部件，连续的战术盈利驱策行业赶快进展。半导体宽泛散布于汽车的各个操纵及电源治理系统，是整车机构部件的“大脑”，调和汽车的一般驾驶功用。为了增进汽车半导体财产的赶快进展，补救国内相干财产的不够，国度连续浓厚发表了一系列对于汽车半导体的战术规矩，赞成汽车半导体行业不断完全财产链和连续完竣技巧打破，为财产的强壮进展保驾护航。
2.电动化催生汽车半导体的增量商场电动汽车与保守燃油车的机关不同催生汽车半导体的增量商场。相对于保守燃油车来讲，电动车在机关上增添了动力电池、电池治理系统（BMS）、机电、电控、逆变器、DC-DC、车载充电、整车操纵（VCU）等系统，同时，在根底设备方面增添了充电桩。VCU是凭借踏板、档位等记号判定驾驶员驾驶妄念并向动力电池、动力系统等发出指令的装配，需求操纵芯片的参加；BMS、电控等动力系统一样需求操纵芯片的参加；逆变器、DC-DC、充电桩等系统则用到功率半导体器件。相对于保守燃油车，纯电动车的半导体成本显著增添。Trendforce数据显示，纯电动车的功率半导体成本回升美元/辆、传感器半导体成本增添78美元/辆、摹拟IC成本回升美元/辆、其余类半导体成本回升95美元/辆，但与带动机相干的半导体成本升高美元/辆。整体来看，每辆纯电动车的半导体总成本回升美元，纯电动车半导体成本为保守燃油汽车的1.67倍。3.智能化拉动下游对汽车半导体的需求增进主动驾驶级别越高，所需传感器的数目越多，对传感器类芯片的需求量大增。定位、感知、计划、实行是主动驾驶的首要构成部份，定位、感知是计划和实行的根底，定位和感知首要经过惯性导航、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、摄像甲第传感器来完竣，传感器相当于智能汽车的“眼”和“耳”。汽车的智能化水准越高，对“眼”和“耳”精度的请求越高，所需的传感器数目也显著增添，传感器芯片用量随之增添。半导体的增量成本随主动驾驶级其余提高而增大，智能汽车浸透率的提高将大幅增添半导体需求。英飞凌数据显示，L4/L5级别主动驾驶汽车的半导体增添的总成本为美元/辆，L3级别为美元/辆，L2级别为美元/辆；L2进级到L3级别半导体成本的涨幅为.7%，L3进级到L4/L5级别半导体成本涨幅达48.3%。年国内智能汽车的浸透率为45%，估计年浸透率将达70%，年国内智能驾驶浸透率将达%。因而可知，汽车半导体的将来需求增量空间大。//纯电动和混动汽车齐放量，千亿国内商场可期
鉴于保守燃油车、搀和动力汽车、纯电动汽车的单车半导体用量有不同，下文经过连系汽车销量趋向、单车半导体成本构成来猜测将来汽车半导体的商场空间：
（1）汽车销量趋向
新动力汽车销量赶快增进，保守汽车将在年迎来销量拐点。凭借中汽协数据，估计年到年，华夏汽车总销量将从万辆增进至万辆；纯电动汽车销量将从.2万辆回升到.1万辆，年复合增进率为40.6%；保守汽车（包含燃油汽车和轻混汽车）销量将从.9万降至.6万辆，且在年正式迎来销量拐点。
（2）汽车半导体成本构成不同动力类别的汽车首要应用到带动机（ICE）、传感器、摹拟IC、功率器件等半导体，而纯电动车的带动机半导体趋近于零。因轻混汽车与燃油汽车用半导体的价钱量出入较小，可假使两者半导体价钱机关一致。英飞凌数据显示，保守汽车（包含燃油汽车和轻混汽车）、搀和动力汽车、纯电动汽车的单车半导体价钱离别为美元、美元和美元，从保守汽车到纯电动汽车的半导体成本提高幅度显著。（3）汽车半导体商场范围测算国内汽车半导体稳步进展，年商场范围达亿元，但保守汽车用半导体仍占汽车半导体商场的70%以上。估计至年，保守汽车半导体商场总范围为亿元，商场范围仍旧较大，个中，保守汽车半导体商场中占比最高的为ICE半导体，首要用于动力操纵，占比为83%；搀和动力汽车半导体商场仅为25亿元，整体商场范围较小，年复合增速为14%；纯电动车半导体商场将达亿元，年复合增速达41%。对于周全汽车半导体商场来讲，范围希望从年的亿元增进至年的亿元。在细分商场方面，功率半导体将从年的亿元增进到年的亿元，年复合增速达18%；年到年传感器类半导体的总范围将从11亿元增进至31亿元，年复合增进率达30%；ICE相干的半导体维持在一个较为安定的水准；到年，摹拟IC的商场范围也将抵达75亿元，从年到年完竣了67%的增进。2比赛格局：海外把持MCU、传感器芯片、功率器件等中心汽车半导体商场
半导体财产首要包含上游支柱财产、中游临盆建造和下游应用畛域三大部份。上游支柱财产触及材料及设施两个方面；中游临盆建造触及分立器件、集成电路、光电子器件、传感器等器件，并经过计划、建造和封测等工艺完竣；下游为社会生造成活的应用畛域，包含航空航天、汽车电子、产业操纵、通信设施、花费电子等畛域。本文首要引见半导体在汽车畛域的应用。//MCU宽泛应用于系统操纵，海外厂商攻下98%的商场份额微操纵器（简称MCU），是一种将计划机的CPU、RAM、ROM等集成而造成的芯片级计划机，宽泛应用于车用仪容、车用防盗装配、充电器、胎压计、温湿度计、传感器等诸多汽车半导体畛域。按责罚器的位数，首要分为下列三类：（1）8位MCU。首要应用于风扇、空调、雨刷、天窗、车窗起落、低阶仪容板、集线盒、座椅、门控模块等较低阶的系统操纵。（2）16位MCU。首要应用于引擎、齿轮与聚散器、电子式涡轮系统、动力传动系统、悬架系统、方位盘、扭力、电子刹车等底盘系统操纵。（3）32位MCU。首要应用于仪容板、车身、多媒体音信系统、引擎、智能及时性平安系统、动力系统以及X-by-wire系统等的操纵。MCU是汽车电子操纵单位（ECU）的首要构成部份。ECU又称为汽车的“行车电脑”，首要经过车载传感器音信、总线数据的收罗和交互来判定车辆状况，并连系驾驶员的妄念，借助实行系统来操控汽车。罕见的ECU有带动机治理系统（EMS）、主动变速箱操纵单位（TCU）、车身操纵模块（BCU）、车身电子安定操纵系统（ESP）、电池治理系统（BMS）、整车操纵器（VCU）等。一般环境下，ECU包含输入责罚电路、MCU、输由来理电路、通信电路、电源电路等构成部份，个中，MCU是ECU的中心。MCU在汽车上的应用宽泛，智能化进一步增添单车用量。MCU应用于汽车的车身、底盘、音信文娱、动力传动、ADAS等系统，当前单车均匀搭载数目超越20个，好比奥迪Q7的用量为38个。跟着汽车智能驾驶级其余提高，传感器数目赶紧增添，MCU需求量也将赶快增进。MCU在保守汽车半导体中的价钱占比已超越20%，是价钱量占比最大的汽车半导体产物。寰球车载MCU商场被海外厂商把持，CR7抵达98%。由于车载MCU具备较高的技巧壁垒，而海外厂商技巧积存粘稠，年寰球车载MCU商场占领率前七的企业均为海外厂商，离别为瑞萨科技（30%）、恩智浦半导体（26%）、英飞凌（14%）、萨拉普斯（9%）、德州仪器（7%）、微芯科技（7%）、意法半导体（5%），前八市占率抵达98%，海外厂商完竣商场把持。海外厂商攻下汽车等高端MCU商场，且多为归纳效劳供应商；国内MCU厂商处于起步阶段，首要应用畛域为花费电子等中低端商场。海外MCU厂贸易务范围较大，MCU产物种别较为所有，且具备供应完全的操纵系统收拾计划的手腕，是汽车MCU的归纳效劳供应商。国内MCU厂商的大部份产物首要应用于家电、多媒体等花费电子畛域和产业操纵畛域，用于汽车畛域的MCU老练产物较少，且产物种别仍不够所有，高端MCU产物量产较少。//海外厂商把持高端传感器芯片商场，国内厂商渐渐打破传感器是汽车获得及时驾驶状况音信的首要前言，跟着电动化、智能化海浪的驱策，汽车搭载的传感器品种和数目越来越多，表现的影响也越来越首要。遵循用处的不同，汽车传感器芯片首要分为CMOS图象传感器芯片、导航芯片和雷达芯片三品种别：（1）CMOS图象传感器芯片CMOS图象传感器是固体成像传感器，首要用于呆板视觉、安防监控、智能交通、性命科学、生物调理、电视播送、汽车等成像畛域。CMOS图象传感器与CCD（电荷耦合元件）有着联合的史书渊源，但CMOS比CCD的价钱升高15%-25%，同时，CMOS芯片可与其余硅基元器件集成利于系统成本的升高。寰球CMOS传感器芯片商场占领率前七的企业均为海外厂商，攻下89%的商场份额，国内厂商经过并购等方法完竣打破。索尼是寰球CMOS传感器芯片的领军企业，攻下热诚寰球一半（48%）的商场份额，市占率位于2-7位的厂商离别为三星（21%）、豪威科技（7%）、安森美（5%）、佳能（3%）、意法半导体（3%）、海力士（2%），个中豪威已被国内企业韦尔股分采购。国内厂商格科微以2%的市占率排名第10位，但以格科微为代表的国产CMOS传感器芯片厂商的产物首要用于万、万像素的摄像头中，多应用于手机等花费电子畛域。CMOS传感器芯片行业壁垒较高，海外权威首要经过横向或纵向拓展切入该商场，应用畛域宽泛。海外权威首要经过高低游联动及并购的方法切入CMOS传感器芯片商场，好比索尼和佳能均从相机、录相机等畛域渐渐进取游拓展；三星则从电子畛域进取游拓展至半导体畛域；安森美则经过采购高功用CMOS图象传感器供给商AptinaImaging加入该畛域；海外CMOS传感器芯片的应用畛域较为宽泛，触及汽车、通信、计划机、花费电子、产业、调理等诸多畛域。国内厂商的大部份产物处于中低端水准，较少开采出并量产应用于汽车等畛域的高端CMOS传感器芯片产物。国内CMOS芯片厂商的大部份产物用于中低端手机、平板、通信、玩耍机、看守器等畛域，唯一比亚迪等少量厂商能够开采出应用于汽车等畛域的高像素CMOS传感器芯片产物，并胜利量产。连年来，国内厂商起头发力，如思比科微已开采出万像素和1万像素等的中高端芯片产物、韦尔股分经过并购豪威科技切入中高端CMOS传感器芯片商场。（2）导航芯片导航定位芯片是集32通道GPS定位、GSM话音、GPRS数据通信为一体的SOC片上系统，首要应用于导航定位、卫星通信、遥感等诸多畛域。导航芯片是导航末端的中心，其定位精度、功耗、体积等方面的功用直接影响导航系统的运转体现。海外导航芯片财产老练，少量权威厂商攻下洪量商场。海外导航芯片财产进展较早，技巧积存粘稠，已进展成为较为安定和老练的财产。美国GPS系统起步较早，博通、高通、德州仪器、SiRF等美国公司积存了洪量技巧及阅历，商场占领率较高，如SiRF公司的GPS芯片产量占寰球GPS芯片出货量的70%、博通的导航元器件出售额位列寰宇前三。与此同时，欧洲在导航芯片畛域也有较强的气力。国产导航芯片已完竣统统自决可控，且带头寰宇均匀水准两代，斗极导航对国内导航商场孝敬率将超60%。国产厂商已建设起集芯片、模块、板卡、末端和经营效劳为一体的斗极财产链，导航芯片已完竣%国产化。国产斗极三号导航的22nm芯片已加入量产阶段，而当前国际上量产导航定位芯片仍惟有40nm的均匀制程，起码在工艺上曾经带头寰球均匀水准两代。估计年斗极导航对国内导航财产链的孝敬率将抵达60%，攻下绝大部份国内商场份额。国内导航芯片财产链渐渐完全，相干厂商不断切入，应用畛域赶快拓展。当前国内首要导航芯片厂商基于保守导航芯片畛域不断延长，渐渐进展出多模定位、模块、智能算法、高精度等各式相干产物，并起头加入疏通强壮、安防监测、播送电视等诸多相干畛域，相干厂商数目也不断增添。跟着斗极导航系统的不断完全，国内导航芯片行业赶快进展。（3）雷达芯片车载雷达首要包含超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达三种。个中，国内超声波雷达已进展的相对老练，技巧壁垒不高；毫米波雷达技巧壁垒较高，且是智能汽车的首要传感器，当前处于赶快进展的阶段；激光雷达技巧壁垒高，是高等别主动驾驶的首要传感器，但当前成本昂贵、过车规难、落地难。下文首要对毫米波雷达芯片的进展做扼要的阐述。毫米波雷达芯片是由单片微波集成电路（MMIC）及DSP/FPGA两种芯片构成的芯片组合，是一种容量大、传输速率快、音信责罚高效的专用芯片,两种芯片的简介下列：a．MMIC芯片MMIC芯片属于毫米波雷达前端收发组件，是中心射频构成部份，比拟于HMIC（搀和微波集成电路）芯片，MMIC芯片具备计划难度低、性价比高的特征，是将来毫米波雷达商场的干流芯片。车载毫米波雷达MMIC芯片被海外厂商把持，国内厂商处于起步阶段。海外车载毫米波雷达行业起步较早，技巧积存粘稠。技巧气力较强的海外厂商首要有英飞凌、恩智浦、德州仪器、意法半导体、飞思卡尔等。国内的科研院因此及部份首创企业已起头踊跃研发MMIC芯片，但仍处于起步阶段，个中，厦门意行半导体已完竣在24GHzSiGe射频前端芯片的量产、加特兰和岸达科技也不断发表了77GHzCMOS毫米波雷达芯片。b．DSP/FPGA芯片DSP/FPGA芯片的主邀功用是完竣毫米波雷达的数字记号责罚，但两种芯片具备不同的特征。DSP芯片可快赶快时责罚繁杂的算法，而FPGA可完竣大范围的大数据底层算法，各有优缺陷，是以，将两种芯片组合利用是现阶段的干流技巧计划。数据记号责罚芯片的供给商首要来自海外，国内尚无相干企业。海外首要临盆厂商有英飞凌、意法半导体、飞思卡尔、赛灵思、莱迪思等。//国内功率半导体厂商进展势头优秀，国产替换加快
功率半导体器件（又称电力电子器件）是电力电子装配完竣电能变换、电源治理的中心器件，在完竣变频、变压、整流、功率变换和治理功用的同时，兼具节能的成效。功率半导体器件首要包含功率模组、功率集成电路（功率IC）和分立器件三大类，个中，功率模组是由多个分建功率半导体器件模块化封装而成；功率IC则是将分建功率半导体器件与启动、操纵、维护、接口、监测等集成电路组合而成，故分立器件是功率半导体的关键。
功率半导体按是不是可控可分为不行控型、半控型、全控型三类，个中全控型功率半导体技巧请求最高，首要包含MOSFET、IGBT、GTR等产物，全控型产物的大部份商场份额被海外厂商攻下，是当前国产替换的首要方位；按启动方法可分为电流启动和电压启动，电流启动包含三极管BJT等，电压启动包含MOSFET、IGBT等产物。
MOSFET和IGBT是两种最首要的功率分立器件。与BJT比拟，MOSFET和IGBT均为电压启动型，且具备启动电路简略、输入阻抗高、启动功率小等上风。与此同时，MOSFET的开关频次高且电流大，但耐压水准要略逊一筹，故首要用于高频电源畛域；IGBT的开关频次相对适中，但能够接受大电流及电压，首要应用于逆变器、变频器、感到加热等畛域。（1）IGBTIGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管构成的复合全控型功率半导体器件，宽泛应用于轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新动力设施等畛域。海外IGBT财产较为老练，具备完全的产物体制，且海外头部厂商占寰球IGBT商场份额的78.6%。海外首要IGBT厂商的技巧老练、产物体制充实，能够满意各应用畛域的不同化需求，产物曾经宽泛应用于动力、汽车、化工、呆板等茂密畛域。Omdia数据显示，年寰球IGBT商场占领率前十的厂商中有九家是海外厂商，离别是英飞凌、三菱机电、富士机电、赛米控、威科、日立、丹佛斯、东芝、ABB，海外厂商市占率超78.6%；国内厂商惟有斯达半导加入前十，占比仅为2.5%。年国内新动力汽车IGBT模块商场占领率前十中有比亚迪、斯达半导、中车三家企业入围，且三家企业的市占率抵达37.7%，进展势头优秀。国内IGBT财产赶快进展，关键技巧完竣打破，国产替换加快。斯达半导、比亚迪半导体、中车光阴、士兰微、吉林华微等中心厂商依托连续高研发投入，渐渐打破了IGBT关键技巧。斯达半导、中车光阴均开采出了高压IGBT模块，与此同时，年比亚迪半导体IGBT的供货量为19.4万套，占国内商场的18%。跟着国内IGBT厂商比赛力的渐渐坚固，IGBT的国产替换经过加快。（2）MOSFETMOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管）是一种能够宽泛利用在摹拟电路与数字电路的场效晶体管，具备劳动速率快、毛病率低、开关消耗小、平添性好等益处，首要应用于电源、发频器、CPU及显卡、通信、汽车电子等多个畛域。海外头部厂商攻下寰球MOSFET商场81.2%的份额，国内厂商安世半导体、华润微位居第八、九位。年寰球MOSFET商场占领率前三位的厂商离别是英飞凌（24.6%）、安森美（12.8%）、意法半导体（9.5%），CR3达46.9%；国内厂商安世半导体排名第八（占4.1%商场份额），华润微市占率加入前十（占3.0%商场份额）。是以，在寰球MOSFET商场的比赛中，国内厂商仍处于追逐的状况。海外MOSFET厂商技巧积存粘稠，能够供应完全的产物收拾计划，国内厂商的产物体制渐趋完全。海外MOSFET厂商深耕功率半导体畛域多年，技巧气力强，能够供应从MOSFET、功率IC到功率SoC等完全的MOSFET收拾计划效劳体制。国内MOSFET厂商通太长久的研发积存，渐渐计划并建造出全系列的MOSFET产物，如华润微电子已胜利开采出-V至0V局限内的低中高压全系列MOSFET、长电科技则已造成多系列MOSFET产物体制。跟着国内技巧的提高和阅历的积存，国产MOSFET产物体制日臻完全，完竣国产替换不日可待。3行业壁垒：严请求、高投入筑造行业护城河
//高准则和严请求建设行业准入壁垒
汽车行业在意原料管控和功用平安，准初学槛高。ISO/IATF是汽车行业原料治理的准则，合用于主机厂及其供给商，是寰球通用的的汽车行业原料治理准则；ISO是汽车行业功用平安的准则，该准则的认证经过较难。汽车零部件相干企业必需得到相干天分手腕为主机厂供货，因此汽车行业的准初学槛广大偏高。
汽车半导体除了汽车行业通用的典范外，再有更严酷的车规级认证准则。AEC-Q系列准则是针对汽车半导体的车规级认证准则，对汽车半导体提议了更严酷的请求，如车载芯片对毛病率请求是百万分之一，大部份车厂对车用芯片毛病率请求乃至抵达十亿分之一，而花费级芯片对毛病率的请求惟有千分之一。除此以外，汽车半导体对温度、湿度、发霉、粉尘、盐碱处境、EMC及无益气体腐蚀等方面都有严酷的请求。
//连续的光阴和资本投入带来高技巧壁垒
汽车半导体开采周期长，对产物开采阅历请求高。汽车半导体临盆厂商必需经过严酷的产物认证后方可加入汽车财产链，且经过认证光阴较长。汽车半导体临盆厂商必需在产物批量临盆前与对象客户协做研发，以考证产物的牢靠性，并凭借客户的需求不断的调动相干技巧计划以适配特定的应用处景。同时，汽车半导体在不同主机厂、不同零部件的应用上存在不同性，对临盆商的定制化水准提议了更高的请求，也需求光阴来积存相干的阅历，以赶快相应并开采出满意客户请求的产物。
汽车半导体的高请求需求连续的资本投入，以完竣技巧的打破和翻新，维持商场比赛力。汽车半导体产物在计划、建造、封测等各个枢纽均有较高的技巧壁垒，连年来国际首要汽车半导体厂商均经过洪量研发投入来提高技巧水准，以维持商场比赛上风。英飞凌年研发投入高达11.13亿美元，连年提高了18%；意法半导体年研发投入高达14.98亿美元，研发花费率抵达15.7%。能够看出，连续不断的研发投入是国内厂商追逐国际权威的必由之路，也是国内厂商进展经过中存在的一浩劫题。
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