汽车行业专题研究报告汽车“缺芯”如何解.docx

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汽车行业专题研究

汽车“缺芯”如何解？

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1、应用广泛，芯片成为汽车发展基石

1.1、车规芯片性能卓越、应用前景广

芯片是对半导体元件产品的总称，在电子学中是一种将电路小型化并制造在半导体晶圆表面上的集成电路，按照应用场景可分为民用级、工业级、车规级与军用级四类，在工作温度、错误率等技术要求上存在明显差异。

汽车芯片广泛应用于汽车的车身、仪表及信息娱乐、底盘、动力和自动驾驶领域，按照功能可分为四类：

1）负责算力的功能芯片，2）负责功率转换的功率芯片，3）传感器芯片，4）其他芯片，如储存器芯片、互联芯片。

1.2、车规芯片工艺复杂、生产周期长

芯片的制造过程是点沙成金的过程，工艺复杂，耗时耗资，可分为半导体硅的制备（石英砂变为半导体级硅）、硅片制备（晶圆制备）、前道工艺、后道工艺。

晶圆可以制造的芯片数量通常为几十至上千不等，主要与晶圆的尺寸和芯片的制程相关。目前芯片行业的主流晶圆主要有6英寸（150mm）、8英寸（200mm）和12英寸（300mm）三种，分别对应生产不同制程的芯片，其中8英寸和12英寸晶圆合计占比85%，智能手机、PC、平板主要使用12英寸晶圆，汽车芯片则主要使用8英寸晶圆。

芯片制程是指芯片晶体管栅极宽度的大小，数字越小对应晶体管密度越大，芯片功耗越低，性能越高。目前制程是衡量芯片公司或代工企业生产能力的重要指标，具有龙头集中性，目前具备14nm及以下量产能力的企业仅为台积电、三星、英特尔、格罗方德、联华电子和中芯国际。

1.3、车规芯片市场广阔、集中程度高

全球半导体市场在18年冲高后回调明显，行业增速放缓；汽车半导体市场在2012-2015年处于低位增长，2016-2019年间市场规模显著提升，19年达到465亿美元，同比增长11%。受全球新冠疫情下汽车销量下滑的影响，20年全球汽车芯片市场规模小幅下滑至380亿美元。未来在全球经济复苏的背景下，叠加电动车渗透率逐步提升、自动驾驶和移动互联的普及，预期汽车芯片持续保持高速增长态势。展望2021年，我们预计全球半导体收入预计将增长约8~12%，其中汽车电子的拉动作用最强，增速高达15%，远超其他应用领域。

从半导体的下游需求来看，目前汽车芯片占比不足10%，市场规模少于通信、计算器、消费，但未来增长空间巨大，占比会逐步提升。2024年全球芯片35.5%将用于计算机，34.8%用于通信、12.5%用于消费电子、9.7%用于汽车电子。

目前全球汽车芯片的市场集中度较高，2019年行业CR4为43%，CR8为63%。恩智浦占全球汽车芯片市场的比重最大，达14%，英飞凌仅次于恩智浦，占比达11%。

由于汽车芯片对安全、可靠性要求高，因此细分市场基本被芯片巨头垄断，进口芯片占比90%以上。

从产业格局来说，汽车芯片的上游材料、设备及晶圆生产，中游芯片前后道生产和下游零部件及终端客户均具备高技术瓶颈，因此竞争格局稳定，产业全景图清晰。

从经营模式来说，芯片供应商主要采用IDM模式和Fabless模式。IDM模式，是指集芯片的设计、生产、封装和检测多个产业链于一身的供应商，目前只有英特尔、三星、德州仪器等极少数几家企业能够独立完成设计、制造和封测的所有工序；Fabless模式则是指专注于芯片的设计研发和销售，没有晶圆厂的芯片设计企业，这些企业将晶圆制造、封装测试等环节外包给代工厂来完成，大部分芯片企业例如华为、联发科、高通等只从事芯片的设计，台积电、联电、中芯国际等为晶圆代工厂。

2、供需错配，芯片短缺影响汽车产能

2.1、缺芯形势严峻，全球车厂陷停产风波

从需求端看，自2020年12月初大众因为大陆和博世的ESP芯片短缺停产开始，“缺芯”问题陆续影响全球车企，大众、沃尔沃、通用、福特、丰田、本田、日产等跨国车企陆续表示，因半导体供应紧张而暂停部分工厂的生产计划，涉及到多款热销车型。

从供给端看，汽车芯片出现了交付周期不断加长的现象，目前芯片代工厂的平均量产时间已经从2020年的12.5周快速增长至2021年3月的16周。

从现状分析，目前最紧缺芯片为MCU芯片，约占到汽车芯片总量的30%，依赖8、12英寸晶圆，制程普遍为45-130nm，主要应用在ESP（车身电子稳定系统）、ECU（电子控制单元）、空调控制器等控制器中，但目前主要是大制程的芯片较紧缺，此外模拟芯片、逻辑芯片、传感器芯片等多种芯片也非常紧缺，会应用在胎压传感器、雷达、速度传感器、电子助力转等所