目前我国汽车芯片已在大部分领域实现从0到1的突破，但产业基础羸弱、产品类别少、芯片性能较差的问题仍未完全解决，整体国产化率不足10%。高端计算、控制芯片以及部分功率、传感、驱动和电源等芯片甚至可能面临供给短缺问题，使我国汽车产业面临供应链安全风险。本文参考中国电动汽车百人会车百智库《汽车芯片产业发展报告（2023）》的核心观点及其他相关资料，对汽车芯片产业发展进行深入分析和研究。

一、汽车芯片市场规模与产业特点

（一）市场规模

从可靠性角度，芯片分为消费级、工业级、车规级、军品级四个等级。汽车芯片（又称“车规级芯片”）是指质量标准达到车规级，可应用于汽车控制的芯片。

在新能源汽车销量增长和单车芯片数量提升的共同推动下，汽车芯片市场呈现快速增长态势。据电动汽车百人会统计，2022年全球新能源汽车销量达到1082.4万辆，同比增长61.6%。2022年我国新能源汽车销量为688.7万辆，同比增长93.4%，占全球新能源汽车销量的60%以上。燃油车单车使用300~500颗芯片，新能源汽车和具备辅助驾驶功能的汽车单车芯片数量超1000颗，L4级自动驾驶汽车单车芯片数量预计将超3000颗。

据IC Insights统计，2021年全球汽车芯片的出货量达到524亿颗，同比增长30%，预计到2030年全球汽车芯片需求量将超1000亿颗。2021年全球汽车芯片市场规模为504亿美元，同比增长10.5%，2022年我国汽车芯片市场规模为167亿美元。电动汽车百人会预测，到2030年全球汽车芯片市场规模将达到1150亿美元，汽车芯片在半导体终端产品市场总体规模占比将从10%增长至15%；2030年我国汽车芯片需求量将超460亿颗，市场规模将达到290亿美元。

（二）产业特点

与消费级和工业级芯片相比，汽车芯片对工艺成熟度和可靠性要求更高，因此具有进入门槛高、投资回报期长等特点。

1.汽车芯片需满足实时性、稳定性、高安全性，核心IP主要由欧美国家掌控

较一般芯片设计，汽车芯片通常需要增加数据校验、冗余单元、安全岛、自我检测等模块，提升芯片计算结果的稳定性。因此，汽车芯片在设计环节多采用高定制化的实时性IP核，甚至是车规级专用IP核，EDA工具也多采用特定模块以满足汽车芯片特定需求。

全球前十大汽车芯片设计商中，4家位于美国，4家位于欧洲，2家位于日本。96%的汽车芯片EDA相关知识产权由美国公司掌控，95%的汽车芯片核心IP被美国和欧洲企业掌控。

2.车规级芯片制造产线要求高、投资规模大、回报期长

为达到“零不良率”目标（即每100万个交付残品率小于1），车规级芯片的制造产线在量产前需要进行第三方产线认定，相比常规产线要求更高、认证周期更长、投资规模更大，且被认定后原则上不可更改生产设备和制程条件，产线调整灵活性受限，因而投资回报期长达10年甚至更久，高于常规产线的5~7年。

汽车芯片企业出于降低制造成本考虑，垂直整合制造意愿较低，但由于汽车芯片部分产品采用特色制造工艺，具有较高技术壁垒，晶圆代工企业不具备全部制造能力，因此头部汽车芯片企业采用介于IDM和Fabless之间的Fab-lite（轻晶圆厂）模式，自研特色工艺进行部分自主制造，而将其他环节委外加工。台积电凭借工艺及规模优势占据全球近15%的汽车芯片代工产能，联华电子、力积电、三星也是重要的汽车芯片代工厂商。

3.汽车芯片对封测要求较高，第三方封测占比不断提升

汽车芯片运行常面临高温、低温、震动、电磁等复杂环境，因此在封装环节需考虑芯片在复杂环境下焊盘脱落、应力破坏、电磁不兼容等问题。测试环节需满足高水平“测试故障覆盖率”要求，提升成品芯片可靠性。

汽车芯片第三方封测企业占比正逐步扩大，据Yole统计，2018年汽车芯片封测中仅有35%采用外包模式，汽车芯片企业自主封测占比65%；预计到2024年外包比例将提升至47%，汽车芯片企业自主封测占比将降至53%。汽车芯片第三方封测企业以美国、亚洲为主，其中美国安靠、中国台湾日月光CR2超过50%，马来西亚聚集了全球约40%汽车芯片封装产能。

二、汽车芯片分类和国产化进程

（一）汽车芯片分类

从功能与应用角度，可将汽车芯片分为控制、计算、传感、通信、存储、安全、功率、驱动、电源及其他等十大类。其他类芯片主要包括运放、电芯监测、数模/模数转换、系统基础、比较器、隔离芯片等。在传统燃油车中，控制芯片（MCU）、功率芯片和传感芯片价值占比最高，在全车芯片中的价值占比分别为23%、21%和13%。在纯电动车型中，动力系统由内燃机变为电驱动系统，功率芯片使用量大幅提升，价值占比提升至55%，其次为MCU（11%）和传感芯片（7%）。在汽车智能化浪潮驱动下，智能驾驶、智能座舱、智慧泊车等功能所需的大算力计算芯片、高性能MCU以及智能传感芯片市场规模快速增长，预计单车芯片价值将形成以计算和功率芯片为主，多种新型传感芯片占比显著提升的趋势。

（二）市场格局

汽车芯片各细分市场的集中度普遍较高。英飞凌、恩智浦、意法半导体、德州仪器、微芯科技、瑞萨等老牌汽车芯片巨头在功率芯片、MCU等领域占据垄断地位。随着市场对大算力计算芯片的需求日益增长，高通、英伟达逐渐在计算芯片市场占据主导地位，推动汽车芯片制程向7nm及以下延伸。博世、大陆等燃油车传感器巨头和安森美、豪威、泰科电子等新兴传感器头部厂商共同主导传感芯片市场。

价值占比较低的通信、存储、安全、驱动、电源等芯片的市场格局同样较为集中。安全、驱动、电源、车内通信等芯片市场由英飞凌、恩智浦、意法半导体、德州仪器等巨头主导，车外通信芯片市场由高通、博通、Decawave等主导，存储芯片市场由三星、美光、中国台湾华邦电等与英飞凌、意法半导体、微芯科技等老牌巨头共同主导。

图表 1 不同类别汽车芯片应用场景、市场规模、竞争格局和国产化率情况

            资料来源：电动汽车百人会车百智库，国新基金行研团队整理。

（三）国产化进程

目前，我国汽车芯片已在大部分领域实现从0到1的突破，但产业基础羸弱、产品类别少、芯片性能较差的问题仍未完全解决，整体国产化率不足10%。从产品类别来看，我国在制程工艺要求相对较低的部分领域，如IGBT功率、图像传感、NOR Flash、DRAM等芯片，已取得一定优势；在计算、控制、毫米波雷达、大容量存储、驱动、电源等芯片与海外相比仍存在较大技术差距；高端计算、控制芯片，及部分功率、传感、驱动和电源等芯片甚至面临供给短缺。

            资料来源：电动汽车百人会车百智库，国新基金行研团队整理。

三、相关建议

（一）计算与控制芯片

在汽车电动化、智能化变革带动下，用于车身域、动力域、智能驾驶域的大算力SoC芯片和高端MCU芯片的单车需求量将持续提升。建议重点关注高性能智能驾驶SoC芯片、高端智能座舱SoC芯片和车身控制高端MCU芯片。

（二）功率芯片

IGBT模块作为当前新能源汽车电机电控系统和充电系统的核心器件，对整车能源效率有较大影响。SiC MOSFET具有电压电流额定值高、导通和开关损耗低、体积小等优势，适合应用于新能源汽车主逆变器、高压快充等领域。建议重点关注IGBT、MOSFET功率芯片，尤其是在SiC MOSFET方面取得技术突破的国内头部厂商。

（三）传感芯片

电动化与智能化浪潮推动单车传感芯片数量和价值量快速增长，电流、温湿度、压力和气体等车身传感芯片主要用于电动系统，图像、激光、毫米波等环境传感芯片是实现自动驾驶的基础元件。建议重点关注毫米波雷达、激光雷达芯片，并持续关注车身传感芯片的国产化进程。

（四）存储及驱动等芯片

除上述价值占比较高的芯片外，建议重点关注NOR Flash、SRAM等用于智能驾驶域和智能座舱域的存储芯片，以及涉及整车安全系统的驱动、电源类芯片。

（国新基金）