和高智库 | 中国汽车芯片该怎么投（附下载）

科技 2024-10-22 10:00 重庆

和高智库

报告原文在文章末尾，欢迎下载。

1、中国汽车芯片市场在内需增长、出口量快速攀升、主机厂全球产能布局高速落地和自主技术升级的推动下蓬勃发展；预计到2030年，中国车规级芯片市场规模将达到290亿美元，高端智能汽车单车芯片用量有望超过2000颗。

2、中国已形成汽车芯片产业集群，但自主化率低，面临技术和市场的双重挑战，需要在当前的时代机遇下，通过创新实现发展之路。

3、汽车五大芯片面临各自发展机遇：国产汽车MCU由中低端向高端产品发力；智能汽车的高算力需求推动了大算力SoC芯片的发展；SiC功率半导体加速渗透汽车应用；汽车海量数据推动存储由GB级走向TB级别；智能传感器不断升级带来市场替代和功能增量机遇；分立模拟芯片向集成化演进。

4、面对技术壁垒和封锁、产能不足、市场结构性错配和车企信任度不足等问题，国产芯片亟需芯片材料、设计、制造工艺、产品方案和合作模式等产业链创新升级，其中碳化硅的应用、存算一体的芯片、Chiplet技术、Zonal架构、网状供应链结构成为产业升级重点，以上创新将进一步提升国产芯片在全球市场的竞争力。

一、中国车芯崛起之路

“内需+出口及海外新增产能+自主”三驾马车，打响中国汽车新时代。当前，我们正处在中国汽车工业飞速发展的黄金时代，2023年中国汽车总销量突破3000万大关；新能源汽车延续增长态势，销量从2020年137万辆增长至2023年950万辆；汽车出口再创新高，出口数量突破500万辆，跃升世界第一，打破了日本连续七年汽车出口第一的成绩；自主品牌也在乘用车销售中站稳脚跟，市占率超过50%，牢牢掌握行业话语权。2024年1-6月，新能源汽车销量达到494.4万辆，同比增长32%；出口汽车数量来到279.3万辆，同比增长30.5%，自主品牌市占率来到61.9%，中国新能源汽车增长依旧强劲。中国汽车工业的崛起也带动了汽车芯片的旺盛需求。

汽车智能化+电动化催生千亿汽车芯片市场。汽车芯片是智能汽车的核心底座，智能技术的飞跃发展离不开芯片作为底层依托。中国汽车工业的崛起以及汽车智能化和电动化的转型升级正带动汽车半导体含量持续提升：据亿欧智库测算，到2025年，燃油车平均芯片搭载量将达1243颗，智能电动汽车的平均芯片搭载量则将高达2072颗，随着自动驾驶阶段逐步演变推进，未来单车芯片用量还将继续增长。2020年中国汽车半导体市场规模约为118亿美元，预计到2030年将达到290亿美元。

汽车芯片增速领先行业，模拟芯片尤为突出。芯片广泛用于各行各业，但根据IC insight，近5年汽车芯片年均复合增长率达到13.4%，远超工业、通讯、消费等场景芯片增速。其中模拟芯片的复合增长率最高，达到16.5%；汽车MCU/MPU等数字类芯片紧随其后，以每年12.4%的复合增长率排名第二；数字芯片通常追求先进工艺，以获得更小的芯片面积、更低的功耗和更快的处理能力；模拟芯片通常更关注器件的物理特性，通常不追求先进工艺，以成熟工艺为主；而数模混合芯片兼顾数字与模拟特点，高品质数模混合芯片往往追求特殊工艺。

随着汽车架构和功能不断升级，各系统对芯片的需求激增。当前智能网联汽车将其E/E架构分为五大域，即动力系统、底盘系统、车身系统、座舱系统和智驾系统，以及整车控制。电车丰富的性能体验和功能设置使得各域汽车芯片用量是传统燃油车的3-4倍，尤其是车身、底盘、动力系统。随着汽车分布式架构到域控制的集中式架构变化，未来在汽车功能高度集成的趋势下，一颗主要芯片把外围配合的几个芯片的功能都集合到一起，也会导致一些简单功能的芯片数量减少。

中国汽车芯片已形成产业集群。国内已形成长三角、京津冀、粤港澳、中西部区域四个集成电路产业集聚区，其中上海、江苏、广东、北京、浙江企业分布合计占比超过80%。尽管我国汽车芯片企业众多，但多数企业产品型号(料号）不足10种，限制了其规模进一步发展，仍需重点培养产业链上的规模化领军企业。

中国车规级芯片产业发展面临“内忧外患”危机。车规芯片目前仍由全球半导体厂商如英飞凌、NXP、意法半导体、TI占据领先地位，国产汽车半导体自主率在功率半导体和存储芯片表现较好，而计算与控制和电源及信号模拟芯片国产化率不足5%。中国汽车芯片的发展主要面临技术壁垒高、上游先进产能不足、市场需求旺盛与低端产品过剩的结构性错配、车企信任度不足等问题制约，崛起之路其修远兮。

二、中国车芯发展之路

车规级芯片包含五大系列。汽车芯片根据功能可以分为主控芯片、模拟芯片、功率芯片、存储芯片、传感器芯片五大类。车规级芯片要求高可靠性、高安全性、高稳定性，除此之外，智能电动汽车的发展为各类汽车芯片带来宝贵的发展机遇。

国产汽车MCU由中低端向高端产品发力。智能汽车带动车规级MCU用量快速增长，燃油车单车平均需要70个MCU，智能汽车单车平均需要300个MCU。汽车中的不同应用对汽车MCU要求大相径庭。动力传动系统、底盘安全、电机驱动系统强调安全性和稳定性，智能驾驶和智能座舱强调高算力和高速通信，车身控制对算力和功能安全等级要求较低，需要多外部接口。目前国内MCU产品大部分集中在车身应用，动力、底盘及智驾等高端应用对中国高端国产芯片（M4或M7 MCU)的需求正日益提升，这也是未来国产汽车MCU致力突破的方向。

智能汽车的高算力需求推动SoC芯片的发展。智能驾驶和智能座舱的升级迭代依赖于AI算力芯片的支持，该领域尽管仍由英伟达、高通等海外厂商主导，但地平线、黑芝麻、爱芯元智、芯驰等本土厂商近几年开始崭露头角，高性价比方案在市场上逐步站稳脚跟。未来智驾和智舱的进一步融合发展，SoC的算力将会打通，单芯片方案即可实现丰富的智能出行体验。

SiC功率半导体加速渗透汽车应用。电动汽车的发展使得功率半导体重要性大幅提升，解决方案从硅基MOSFET到IGBT再到第三代半导体碳化硅MOSFET演进。当前碳化硅国产化进程加速，核心的衬底、外延、芯片都涌现了大量的国内厂商，凭借成本与价格优势，其销量与市场份额快速提升，并且国产厂商也在汽车主驱等核心应用上向海外厂商发起挑战；从市场角度来看，主机厂仍面临IGBT还是SIC的阶段性选择，SIC市场中单管还是模块的选择等挑战。

汽车海量数据推动存储由GB级走向TB级别。存储芯片用于存储汽车程序和数据，随着智驾的发展，更加强大的传感器和、中央计算机和数字驾舱、事件记录系统、端云计算、整车FOTA等都对汽车存储提出了更高的要求，美光预测的ADAS为例，Level 5与Level 1相比，带宽提高20倍，DRAM容量提高8倍，NAND容量提高125倍，达到 TB级别。这一过程中，低功耗的LPDDR和NAND将是主要增长点，负责芯片启动的NOR Flash需求也将持续提升。

智能传感器不断升级带来核心芯片的市场机遇。汽车传感器包括传统传感器和增量传感器，增量传感器包括车载摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等，他们是自动驾驶的数据来源，需继续迭代以适应更高阶的自动驾驶级别，其中芯片升级是传感器优化的主要方向。

分立模拟芯片向集成化演进。模拟芯片主要分为电源管理芯片、信号链芯片。模拟芯片产品种类多、用量大、车上应用广泛，主机厂管理难度较大，目前行业趋势是将4-7颗不同功能的模拟芯片，替换成一颗功能丰富的SBC芯片，如进一步与数字芯片结合，则为数模混合芯片的智能SBC，实现由分立走向集成。国内首颗汽车智能SBC芯片由武汉芯必达微电子有限公司研发并实现量产，他们突破了国产汽车芯片的“无人区”，加速了智能SBC上车热潮。

三、中国车芯创新之路

探索汽车芯片产业链创新之路。国产芯片的发展离不开产业链协同，芯片产业链按过程可大致分为设计、晶圆制造、封装测试等三大环节以及半导体设备、半导体材料、设计工具三大辅助环节，最终形成各类芯片，产业链各环节都面临着困难与挑战。国产芯片想要实现突围，需要产业链各环节的逐个击破，通过芯片材料创新、设计创新、制造工艺创新、产品方案创新、合作模式创新，最终实现国产芯片产业链升级。

芯片材料创新。硅Si作为集成电路最基础的材料，目前面临着带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低等问题，使其在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制，而第三代半导体的碳化硅SiC具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点，使其可以满足新能源汽车高效能、高功率密度、和低成本的系统要求，成为电驱系统的更优选择。创新芯片材料的探索是实现芯片性能突破的重要方向。

芯片设计创新。提升计算芯片性能主要有两种方式：工艺提升和架构优化，在国内芯片不断向先进制程进军之时，部分公司推出存算一体创新芯片架构，将存储与计算完全融合，能够减少数据搬运，降低能耗，实现计算能效巨幅提升。存算一体架构芯片较传统架构芯片具备低功耗、低延时、高算力三大优势，非常贴合智能驾驶场景需求。

制造工艺创新。智能电动汽车功能日益丰富，智能化升级对车载计算控制芯片的计算性能提出更高要求，促使芯片厂不断追求更低制程以实现性能提升与成本降低。英伟达最新发布的DRIVE Thor超级芯片可提供高达2000 TFLOP高性能算力，芯片制程来到了4nm；但对国产芯片而言，产业中短期内无法破解EUV光刻机卡脖子瓶颈，实现7nm以下工艺难度大。Chiplet芯粒技术是弯道超车的重要途径，通过die-to-die内部互联技术实现多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起，形成一个系统芯片，以实现一种新形式的IP复用，芯粒技术或将被寄予厚望，成为我国突破半导体工艺被卡脖子的重要途径。

产品方案创新。E/E架构演进路径是车规级芯片设计、定义、布局、规划的核心脉络，当前跨域融合趋势如火如荼，部分企业将目光放远至更加前沿的第三代Zonal架构。Zonal架构下，计算芯片根据“中央——区域——端侧”分为三个层级，智驾和座舱算力进一步集中至中央计算平台，Zonal控制器分区城控制车身各部分，终端算力增强由端侧智能SoC实现，未来需要匹配Zonal架构需求的芯片平台，汽车芯片存在产品创新性机会。

合作模式创新。传统车规级芯片供应链呈现出“主机厂→Tier1→芯片厂”固定链条式结构特征，由主机厂提出功能需求，由Tier1商采集零部件集成功能，由芯片厂提供芯片产品，每个参与者各司其职，角色固化，圈层分明。当前整车开发中，主机厂愈发倾向于前期与芯片厂沟通需求并共同研发，供应链突破传统圈层分明固定模式，形成更加扁平的网状结构。在新的合作模式中，芯片厂会进一步了解市场需求，参与整车研发过程，行业地位进一步提升。

关于和高资本

和高资本成立于2016年，致力于成为智能出行领域国内领先的全产业链专业投资机构，专注于智能电动汽车赛道的早期投资，覆盖整车、汽车半导体、动力电池、高级辅助驾驶、自动驾驶、域控制器、智驾大数据、智能线控技术、充换电、传感器、热管理、电动二轮车等细分领域；坚持以专业的产业底层思考和深入的行业研究驱动投资，通过产业链的全面布局，形成完整的生态链，并凭借深厚的产业资源和专业能力，为被投企业提供全方位的赋能。

目前，和高已布局多家国产汽车芯片设计及生产制造企业，未来还将继续关注和投资优秀的国产汽车芯片供应商，以下为部分已投汽车芯片企业名单：

时识科技——全球顶级车载边缘端低功耗与动态捕捉芯片解决方案提供商。

芯必达——国内稀缺的具有丰富量产及工程化经验的数模混合车规级芯片设计企业。

比亚迪半导体——国内头部全品类车规级半导体整体方案供应商。

识光芯科——全球激光雷达大面阵SPAD-SoC芯片先行者。

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《中国车芯智驱未来》-何宇华

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来源 | Kenneth、Maggie

编辑 | Louis

核对 | Apple

和衷同道高山景行

和高资本

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和高资本

和高资本专注于智能电动汽车赛道的早期投资，覆盖整车、汽车半导体、动力电池、高级辅助驾驶、自动驾驶、域控制器、高精地图、车路协同、智能线控技术等细分领域，是国内领先的智能出行领域全产业链专业投资机构。

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