智能汽車時代，汽車行業(yè)的供需焦點逐漸從傳統(tǒng)的性能指標轉(zhuǎn)向智能體驗，汽車創(chuàng)新的核心開始聚焦于計算引擎——半導體，摩爾定律開始在汽車行業(yè)得到應用。

汽車新四化進程加速，與缺芯影響重疊，汽車芯片市場迎來了量價齊升的高速增長階段計算，傳感，通信和存儲芯片將迎來持續(xù)的需求熱潮目前很多廠商都加入了芯片的快速迭代升級未來哪些類型的企業(yè)會脫穎而出

最近幾天，開源證券中小團隊發(fā)布了《智能汽車系列五:芯片篇——智能汽車眼疾腦快，計算，感知，通信，存儲芯片功不可沒——中小盤主題》專題報告，深入分析了智能汽車發(fā)展軌跡上的半導體芯片上下游產(chǎn)業(yè)鏈及其未來改革方向。

從燃油車到智能電動車，千億級汽車半導體市場的冉冉開啟了

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伴隨著特斯拉在電氣化和自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域的顛覆性變革，汽車的電氣化和智能化逐漸成為原始設(shè)備制造商的共識，消費者購車時的考慮也逐漸從傳統(tǒng)的性能指標轉(zhuǎn)向以智能汽車和自動駕駛為代表的智能體驗視角與此同時，當汽車行業(yè)的供需重心逐漸從性能轉(zhuǎn)向智能時，汽車創(chuàng)新的核心也從動力引擎引擎轉(zhuǎn)向計算引擎半導體

在電氣化方面，伴隨著新能源汽車滲透率的快速提升，三電系統(tǒng)逐漸取代傳統(tǒng)燃油動力系統(tǒng)，伴隨而來的是汽車電子成本占整車比例的大幅提升我們認為，在行業(yè)缺芯，智能化升級的趨勢下，進口替代趨勢將加速，未來國內(nèi)千億級汽車半導體市場可期

預計2030年國內(nèi)車載半導體規(guī)模將達到290億美元

在電氣化趨勢下，整車的汽車電子成本大幅增加

預計2030年中國將占據(jù)全球汽車半導體的近40%

根據(jù)半導體產(chǎn)品的國際標準，汽車半導體可分為四大類:集成電路，分立器件，傳感器和執(zhí)行器，光電子器件。

根據(jù)半導體在智能汽車中的具體應用領(lǐng)域，汽車半導體可分為智能計算芯片，存儲芯片，傳感器和執(zhí)行器芯片，通信芯片，與電氣化相關(guān)的能源供應芯片同時，伴隨著處理事件的復雜性不斷增加，幾種不同類型的芯片被集成在一起，形成一個片上系統(tǒng)

汽車半導體可分為四類:集成電路，分立器件，光電器件和傳感器

汽車半導體按功能分為五類:計算，感知和執(zhí)行，通信，存儲和能源供應

智能化:智能汽車是眼睛和大腦，芯片不可或缺

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1.計算能力:智能汽車的大腦，計算能力軍備競賽開啟千億賽道

從CPU到SoC，計算芯片是智能汽車的大腦

從芯片類型來看，傳統(tǒng)的用于中央計算的CPU已經(jīng)不能滿足智能汽車的計算能力需求，于是帶有AI加速器的片上系統(tǒng)應運而生分布式架構(gòu)時代，ECU是汽車功能系統(tǒng)的核心，其主要控制芯片是CPU，只用于邏輯控制伴隨著E/E架構(gòu)從分布式升級到域控制器/中央計算的加速，域控制器正在取代ECU成為智能汽車的標配

從應用場景來看，計算芯片可以分為智能座艙芯片，自動駕駛芯片和車身控制芯片。

智能座艙芯片:

該芯片的架構(gòu)主要基于CPU功能模塊的SoC異構(gòu)融合方案在競爭格局中，瑞薩，英偉達，高通，英特爾，三星等廠商憑借其優(yōu)越的芯片性能和供應鏈，在高端座艙芯片領(lǐng)域脫穎而出其中，高通，三星和英偉達由于在手機和消費電子領(lǐng)域的巨大出貨量和技術(shù)儲備，大大攤薄了新一代架構(gòu)的研發(fā)成本，因此可以在智能座艙芯片賽道上占據(jù)領(lǐng)先地位

高通820的Lte ISP架構(gòu)

主流智能座艙SoC解決方案對比:高通，NVIDIA，三星等消費類芯片廠商迭代速度更快，率先采用先進工藝

自動駕駛芯片:

芯片結(jié)構(gòu)主要基于CPU GPU NPU的SoC異構(gòu)方案按照供給模式可以分為軟硬一體解決方案和開放解決方案兩大陣營英特爾和華為是國內(nèi)外自動駕駛軟硬件集成解決方案提供商的代表，也就是將傳感器，芯片和算法結(jié)合在一起銷售的全系桶式解決方案

度算法開發(fā)能力，將會傾向于選擇更為開放的計算平臺，在完善的開發(fā)工具鏈之上結(jié)合場景自研算法，以滿足差異化需求。

NVIDIA Xavier:CPU+GPU+ASIC架構(gòu)

主流玩家計算芯片解決方案對比:AI芯片廠商開啟軍備競賽，多家廠商實現(xiàn)L2—L5級自動駕駛?cè)采w

車身控制芯片:

車身控制芯片對算力要求較低，芯片結(jié)構(gòu)通常以8位或32位的MCU芯片為主競爭格局上看，外資廠商高度壟斷，行業(yè)缺芯事件背景下國內(nèi)廠商正加速崛起根據(jù)HIS數(shù)據(jù)統(tǒng)計，外資廠商憑借先發(fā)優(yōu)勢已高度壟斷全球車規(guī)級MCU市場，具體包括恩智浦，英飛凌，瑞薩電子等而在2020年末以來，汽車行業(yè)缺芯事件加劇，進口MCU存貨緊俏且價格高企在此背景下，國內(nèi)車規(guī)級MCU市場正加速進口替代目前，國內(nèi)成熟的車規(guī)級MCU供應商包括比亞迪電子，杰發(fā)科技，芯旺微等

車規(guī)級MCU以32位為主，預計到2025年全球市場規(guī)模達73.5億美元

全球車規(guī)級MCU市場被外資廠商高度壟斷

車企開啟算力軍備競賽，千億汽車AI SoC賽道正在崛起

車企預埋硬件開啟算力軍備競賽，高算力自動駕駛計算芯片將率先受益行業(yè)創(chuàng)新引領(lǐng)者特斯拉在其Autopoilt自動駕駛輔助系統(tǒng)設(shè)計之初便采用了硬件先行+軟件更新的方案，即預埋高算力計算芯片，后續(xù)通過OTA進行軟件升級由此，該方案也相繼得到造車新勢力以及傳統(tǒng)整車廠所追捧，蔚來，理想，小鵬，上汽等都在現(xiàn)階段表現(xiàn)出對算力的強烈追求我們認為伴隨著造車新勢力銷量的不斷爬坡及傳統(tǒng)整車廠智能化品牌車型的相繼發(fā)布，自動駕駛計算芯片作為智能汽車之魂將充分率先受益汽車智能化浪潮，開啟規(guī)模化量產(chǎn)

車企開啟算力軍備競賽，預埋高算力硬件備戰(zhàn)高階自動駕駛

我們預計2025年國內(nèi)車載AI SoC市場規(guī)模為55.2億美元，2030將達到104.6億美元考慮到2016—2020年全球乘用車產(chǎn)量/國內(nèi)乘用車產(chǎn)量均位于2.8—3.1區(qū)間，我們給與2.9倍乘數(shù)，預計2025年全球車載AI SoC市場規(guī)模為160.1億美元，2030將達到303.4億美元

預計車載AI SoC芯片2030年全國/全球市場規(guī)模將達到104.6/303.4億美元

2，感知能力:智能汽車感知先行，傳感器為智能汽車之眼

車載傳感器作為智能汽車之眼，是智能汽車時代最重要的增量汽車零部件之一車載攝像頭作為智能汽車內(nèi)應用領(lǐng)域最為廣泛的傳感器，不但可以協(xié)助實現(xiàn)視覺方案下的自動駕駛技術(shù)，同時亦廣泛應用于疲勞監(jiān)控，面部視覺等多個座艙功能之中可以看到，目前造車新勢力及傳統(tǒng)車企智能化品牌所推出的車型中，平均攝像頭配置數(shù)量已經(jīng)超過8個而在攝像頭之中，最為核心的芯片包括CMOS圖像傳感器和圖像信號處理芯片

車載攝像頭系統(tǒng)構(gòu)成:CIS和ISP是重要組成部分

造車新勢力及自主品牌最新車型感知層配置豪華，攝像頭大都在8個以上

CIS芯片:車載攝像頭中價值量最高環(huán)節(jié)，國內(nèi)廠商有望實現(xiàn)進口替代

CIS是車載攝像頭中價值量最高的部分，汽車將成為CIS增長最快的應用領(lǐng)域CMOS傳感器主要功能是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，兼具模擬電路與數(shù)字電路，是車載攝像頭價值量最高的部分，根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，CIS價值量約占車載攝像頭物料成本的50%行業(yè)增速方面，未來5年汽車將成為CIS增長最快的應用領(lǐng)域，根據(jù)FrostSullivan數(shù)據(jù)預計，應用于汽車領(lǐng)域的CIS芯片數(shù)額占比將由2019年的10%提升至2024年的14.1%同時，根據(jù)IC Insights預測，2021—2025年車用CIS復合年增長率高達33.8%，2025年全球市場規(guī)模將達51億美元

預計2024年汽車CIS比重大幅攀升至14.1%

車規(guī)級CIS技術(shù)要求與消費級CIS不盡相同，國產(chǎn)廠商有望借此彎道超車此前CIS芯片的主要應用領(lǐng)域為手機等消費電子市場，并且基本由外資企業(yè)壟斷根據(jù)FrostSullivan數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年全球CIS市場份額前三為索尼，三星，豪威科技，格科微，SK海力士可是，相較于手機等消費用CIS，車規(guī)級CIS對于各項參數(shù)要求更高

2020年全球CIS市場格局:索尼，三星，豪威位列前三

ISP芯片:車載ISP市場欣欣向榮，國內(nèi)廠商搶灘布局

圖像信號處理器將CIS輸出的Raw數(shù)據(jù)進行處理，使之成為符合人眼真實生理感受的信號并加以輸出ISP芯片根據(jù)攝像頭傳感器進行融合計算方式的不同，其放置位置也有所不同，分別來看:前融合計算方式，ISP芯片位于攝像頭模組端后融合計算方式，ISP芯片外掛至主控芯片端

前融合:車載攝像頭內(nèi)置ISP芯片

后融合:特斯拉FSD主控芯片內(nèi)置ISP芯片

多因素助推ISP芯片將在智能汽車時代大放異彩，但應用難點仍有待克服根據(jù)Yole預測，2024年視覺處理芯片市場規(guī)模將達到186億美元，2018—2024年CAGR約為14%同時，我們認為未來車載ISP芯片仍存在以下發(fā)展桎梏及機遇:主機廠對圖像處理具備差異化需求顯著數(shù)據(jù)量指數(shù)級增長，預處理需求上升自動駕駛技術(shù)快速演進催生數(shù)據(jù)安全問題

從手機，安防到汽車，車載ISP芯片市場欣欣向榮，國內(nèi)廠商搶灘布局汽車ISP芯片市場可以將國內(nèi)布局車載ISP芯片的廠商分為以下幾類:CIS芯片供應商，物聯(lián)網(wǎng)安防攝像頭供應商以手機為主的消費電子廠商

激光雷達芯片:芯片化趨勢加速，VCSEL和SPAD芯片被推至臺前

成本高導致激光雷達量產(chǎn)上車難，芯片化可降本提效解決行業(yè)痛點激光雷達集合光學，電子，機械等多種技術(shù)，其內(nèi)部有數(shù)百個分立器件，這使得在生產(chǎn)工藝方面，物料成本和設(shè)備調(diào)試成本高企而激光雷達的芯片化可采用成熟的半導體工藝，并且兼具體積小，集成度高等優(yōu)勢，成為激光雷達大規(guī)模量產(chǎn)和降本的重要發(fā)展方向

按激光雷達的結(jié)構(gòu)來看，芯片化的發(fā)展方向主要有三方面:發(fā)射端接收端數(shù)據(jù)處理端激光雷達成本高居不下，極大程度地阻礙了激光雷達上車的速度，我們認為供應商有強烈意愿加速激光雷達芯片化進程，激光雷達芯片供應商價值將進一步凸顯

數(shù)字激光雷達采用高度集成芯片化技術(shù)大幅縮小尺寸與體積

3，通信能力:通信模組將為核心基礎(chǔ)硬件

V2X通信:5G車聯(lián)網(wǎng)落地可期，通信模組將為核心基礎(chǔ)硬件

高階自動駕駛的實現(xiàn)主要依賴單車智能+車聯(lián)網(wǎng)兩大領(lǐng)域的技術(shù)，而在推進過程中單車智能先行，車聯(lián)網(wǎng)將后來居上單車自動駕駛主要依靠車輛自身的視覺，毫米波雷達，激光雷達等傳感器進行環(huán)境感知，計算決策和控制執(zhí)行而車聯(lián)網(wǎng)旨在現(xiàn)有單自智能化的基礎(chǔ)上，通過通信網(wǎng)絡將人—車—路—云有機結(jié)合，拓展和助力單車智能自動駕駛在環(huán)境感知，計算決策和控制執(zhí)行等方面的能力升級，進一步加速自動駕駛應用成熟

車聯(lián)網(wǎng)概念圖

汽車無線通信模組是實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)通信的核心零部件分拆產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游包括以高通，華為海思等為代表的基帶芯片供應商，中游包括以移遠通信，廣和通，慧瀚微電子等為代表的通信模組集成廠商，下游則是具備4G/5G/WiFi/藍牙通信需求的主機廠

上游:基帶芯片為核心，海思芯片短缺背景下高通一家獨大中游:國產(chǎn)廠商云集，合計市場份額超過90%下游:汽車網(wǎng)聯(lián)化進程加速趨勢明顯，5G通信模組滲透率有望快速提升

車載通信模組產(chǎn)業(yè)鏈:上游多被海外供應商壟斷，國產(chǎn)供應商在中游模組占據(jù)絕對優(yōu)勢

車內(nèi)通信:車內(nèi)通信迎變革，以太網(wǎng)芯片重要性正在凸顯

智能汽車時代電子電氣架構(gòu)和軟件架構(gòu)齊變革，車載以太網(wǎng)將成新一代主干網(wǎng)絡在智能汽車新四化趨勢下，電子電氣結(jié)構(gòu)由分布式走向集中，軟件架構(gòu)由面向信號走向面向服務而在軟硬件的升級過程中均需要車載以太網(wǎng)作為技術(shù)支撐，用以高效的傳遞信息我們認為伴隨著智能汽車電子電氣架構(gòu)和軟件架構(gòu)發(fā)生重大變革，車載以太網(wǎng)將迎來黃金機遇，將成為新一代車載主干網(wǎng)絡

電子電氣架構(gòu)的變革需要車載以太網(wǎng)的技術(shù)支撐

4，存儲能力:確定性受益于汽車智能化浪潮，存儲IC有望量價齊升

智能化及電動化趨勢驅(qū)動帶寬及存儲芯片容量持續(xù)升級，車載存儲行業(yè)景氣度上行存儲芯片在智能汽車中應用廣泛，智能座艙，車聯(lián)網(wǎng)，自動駕駛等功能均需要一定的存儲空間來支持其正常運行智能化方面，自動駕駛顯著提振存儲芯片市場，對于帶寬和空間需求提出了更高的要求此外，電動化也對汽車存儲有升級需求，伴隨著電動車續(xù)航能力，充電速度等不斷提升，存儲芯片的循環(huán)壽命，擦寫速度以及功耗等存在較大升級需求

汽車存儲芯片廣泛應用于座艙，BMS等領(lǐng)域

隨自動駕駛等級提高，存儲帶寬要求顯著提升

汽車新四化進程加速疊加缺芯影響，汽車存儲芯片市場迎來量價齊升的高速增長階段據(jù)IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019年車載存儲芯片僅占汽車半導體市場8%，但伴隨著汽車新四化進程加速趨勢愈加清晰，車輛處理，存儲數(shù)據(jù)量大幅提升，預計2025年這一數(shù)字將大幅提升至12%，全球市場規(guī)模將達到81.5億美元2021—2025年復合增長率超過17%，是汽車半導體行業(yè)中增速最快的品類之一此外，根據(jù)財聯(lián)社數(shù)據(jù)，2017年單車存儲設(shè)備硬件成本僅20美元左右，待發(fā)展到自動駕駛L4/L5級別，成本預計可至300—500美元，汽車存儲芯片市場有望迎來量價齊升的高速增長階段

存儲芯片占汽車半導體份額從8%提升至12%

預計2021—2025年車載存儲市場CAGR超17%

投資建議受益標的

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國內(nèi)汽車半導體行業(yè)將充分受益于汽車智能化升級趨勢，未來將存在近千億級別的市場規(guī)模空間同時，由于海外廠商起步較早，在各個領(lǐng)域均具備不同程度的領(lǐng)先優(yōu)勢可是，伴隨著單車含硅量的不斷提升以及行業(yè)缺芯事件的催化，車載半導體進口替代正在加速

1，在計算及控制芯片領(lǐng)域，國內(nèi)新興AI芯片供應商地平線，黑芝麻，芯馳科技等有望受益，車規(guī)級微控制器受益標的為芯海科技，和而泰，中穎電子等。

2，在感知芯片領(lǐng)域，CIS芯片受益標的為龍頭韋爾股份等，ISP芯片可重點關(guān)注北京君正，此外，富瀚微等標的有望受益，激光雷達相關(guān)芯片受益標的為長光華芯，炬光科技等。

3，在通信芯片領(lǐng)域，上游芯片基本由高通，華為，博通等龍頭企業(yè)壟斷，且新興廠商替代難度較大因此，我們認為廣和通，美格智能等通信模組供應商有望受益，此類廠商此前下游應用多聚焦于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，汽車智能化升級趨勢下可憑借自身優(yōu)勢切入智能汽車供應鏈

4，在存儲芯片領(lǐng)域，此前國內(nèi)存儲芯片供應商多聚焦于消費電子領(lǐng)域，北京君正因并購ISSI成為國內(nèi)車載存儲芯片領(lǐng)域的稀缺標的同時，兆易創(chuàng)新，聚辰股份等存儲芯片供應商也在加快車載領(lǐng)域的開拓進程，有望受益

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