(报告出品方:中泰证券)
一、电动化智能化发展,驱动车规半导体应用迈入新时代
“电动化”+“智能化”浪潮下,汽车半导体应用边界持续拓宽。汽车半导体按功能可分为功率半导体(IGBT、MOSFET等)、计算控制芯片(MCU、SoC等)、存储芯片(DRAM、NAND、NOR等)、传感器芯片(CMOS、雷达芯片、MEMS等)、通信芯片(总线控制、射频芯片)等。年汽车半导体产业中计算控制类芯片、功率半导体、传感器芯片、存储芯片市场规模占比分别为23%、22%、13%和9%。从应用领域看,传统燃油车的半导体主要集中在车身、底盘安全等传统汽车电子领域,随着汽车电动智能化不断发展,动力总成、辅助驾驶、信息娱乐等领域的半导体需求快速提升,-年辅助驾驶、电动/混合动力系统的半导体应用规模CAGR分别高达23.6%和21%。
电动化、智能化将驱动汽车半导体市场快速扩容,目前海外半导体厂商占主导地位。年全球汽车半导体市场规模达亿美元,同比+33%。在电动化智能化大趋势下,汽车半导体应用需求显著上升,据Omdia预测,年全球汽车半导体市场规模将突破亿美元,-25年CAGR达15%。根据我们对各细分市场规模的测算,电动化将驱动新能源车IGBT芯片和BMS模块中AFE芯片市场的增长,年全球规模分别为20和6亿美元,年将达73和18亿美元,CAGR分别为39%和34%;智能化则带来车规CIS、智能座舱SoC、自动驾驶SoC以及车规DRAM、NAND、NOR三类车规存储芯片市场显著增量,年全球规模分别为39、25、15、12、10和5亿美元,对应年规模预计分别为76、42、67、22、28和9亿美元,CAGR分别为18%、13%、45%、15%、28%和13%。此外根据ICInsights,全球车规MCU将从年的76亿美元增长至年的亿美元,CAGR达12%。全球汽车半导体市场中,海外半导体龙头厂商占据主导地位,年英飞凌/恩智浦/瑞萨/德州仪器/意法半导体市占率分别为12.7%/11.8%/8.4%/8.1%/7.5%,CR5接近50%,行业集中度高。
汽车半导体可靠性要求高,天然存在认证壁垒。1)AEC-Q系列是切入车企供应链前必须验证的基础标准,该系列标准按温度范围划分为5个等级,0级(-40°Cto+°C)为最高等级;2)ISO专门针对汽车领域的功能安全,不是全球强制性标准,但该标准越来越受车厂认可,该认证包括生产流程认证和产品功能认证,要求安全机制符合ASIL各等级认证,从低到高分成QM、A、B、C、D五个等级,ASIL等级越高,则认证流程更严苛、周期更长、技术要求和成本都更高;3)IATF侧重汽车品质管理体现,涵盖从设计到生产到封测全流程,更强调产品零缺陷,其覆盖的硬件范围除芯片外还有汽车其他硬件。汽车半导体产品进入车企供应链需要经过上述系列安全性认证,认证周期至少2年,行业天然存在较高壁垒,同时车企考虑到产品稳定性和验证测试成本,一般不会随意更换供应商,因此厂商进入供应链后往往能获得较长期稳定的订单。
1、汽车电动化加速发展,半导体价值量显著提升
渗透率迎来10%拐点,汽车电动化进入加速发展阶段。从全球市场看,年新能源车渗透率为8%,年1-9月全球新能源乘用车销量约万辆,渗透率达13%,已突破10%拐点,全球汽车电动化进入加速发展阶段。相比于全球市场,中国汽车电动化进程较快,渗透率已由年的5%提升至年的13%,年1-9月国内新能源车销量.7万辆,渗透率达23.5%。
电动车单车半导体价值量显著高于燃油车,功率半导体贡献主要增量。电动车成本结构与燃油车差距较大,三电系统占电动车整车成本高达50%,包括电池、电驱和电控,三者对应整车成本占比分别为38%、6.5%和5.5%。电动车以电力系统作为动力来源,对电力转换和功率变换具备更高要求,因此功率器件需求显著提升。此外,电动化也将带来MCU用量变化,一方面电动车新增的电池管理系统、整车控制器等将增加MCU的搭载量,另一方面又将减少发动机管理、变速箱控制器、燃油泵控制器等MCU用量。根据英飞凌数据,传统燃油车单车半导体价值量美元,混合动力车和纯电动车单车价值量提升至美元和美元,其中功率半导体增量分别为美元和美元,占总增量比重分别为76%和86%。
2、智能化帷幕已启,汽车半导体迎来新增长点
汽车智能化包括智能驾驶、智能座舱和智能服务三大部分。智能驾驶的实现需要对汽车的周围环境进行感知、分析、判断并进行有效的处理和执行,以实现拟人化的动作执行,是汽车智能化的基石。智能座舱通过图像、语音、触控、手势等交互方式提高驾驶操控体验和乘车娱乐性,是人车交互的入口。智能服务将汽车与人及其社会生活相连接,是汽车智能化的延伸和扩大,包括后市场服务、出行服务、社交及生活服务等。
ADAS作为智能驾驶核心载体,未来十年将进入加速渗透阶段。ADAS(advanceddriverassistancesystem,高级驾驶辅助系统)是智能驾驶的核心载体,包含感知、决策和执行三大层次。1)感知层:依靠多传感器对环境信息和车内信息进行采集和处理,摄像头、毫米波雷达、激光雷达等是重要传感器;2)决策层:通过融合多传感器的数据进行决策判断,制定控制策略;3)执行层:将系统决策反馈到底层模块执行,实现车辆纵向横向的自动控制,相当于汽车的“四肢”。我们认为未来十年ADAS将进入加速渗透阶段,预计L2及以上车型渗透率将从年的18%提升至年的86%,同时,年是L2往L3+跨越的窗口,L3+级智能车渗透率将由年的1%上升至年的56%。
感知层多传感器融合,摄像头和激光雷达芯片是重要增量。感知层传感器主要包括车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达以及惯性导航设备(GNSSandIMU)。不同传感器在感知精度、感知范围、抗环境干扰及成本等方面各有优劣。由于当前自动驾驶厂商还无法通过深度学习算法完全弥补硬件在环境感知方面的缺陷,因此采用多传感器融合方案收集海量信息用于决策分析是目前提高感知精度和可信度的主流方案。ADAS升级将带来明显的半导体增量,智能车单车半导体价值量将由L2级的美元上升至L3级的美元以及L4/5级的美元,从传感器来看,摄像头模块是L2+级核心传感器,L3和L4/5则以激光雷达模块为重要增量,同时,ADAS升级过程中传感器融合也将贡献较大的半导体增量。
高级别自动驾驶催化算力、存储新需求。决策规划分为路径规划、行为决策和运动规划三个层次,每个环节功能的实现都建立在对应的算法上。随着自动驾驶级别的提高,芯片需要处理的环境复杂度和操作多样性抬高算力需求,L2级别的算力需求在10TOPS以下,L3/L4/L5级别则提升至30-60//0TOPS,因此算力更高的自动驾驶SoC芯片需求广阔。同时,高级别自动驾驶的传感器、操作系统、离线地图等都将产生大量数据,根据Counterpoint数据,年L4级ADAS系统每小时至少产生1TB数据量,对车规存储芯片数量和性能提出更高要求。
二、功率半导体:电动化核心增量,高成长与国产替代共演绎
1、IGBT:受益电动化趋势,高成长性+国产替代逻辑明确
电动化趋势下汽车功率半导体用量显著提升,为价值占比最大的汽车半导体。传统燃油汽车中,功率半导体分布在动力、车身、安全等部分,主要应用于启动、发电和安全领域;新能源车中,功率半导体是实现电能转换的核心组件,新增三电系统(电池、电驱和电控)以及OBC(车载充电机)、DC/DC、充电桩等需要用到大量的逆变器、变压器和换流器,IGBT、MOSFET等功率器件用量大幅提升。电动化浪潮中,半导体增量主要来自于功率半导体(图11),根据StrategyAnalytics,功率半导体在汽车半导体中的占比从传统燃油车的21%提升至纯电动车的55%,跃升为占比最大的半导体器件。
配合大电流大功率,新能源车IGBT需求旺盛。燃油车中仅有少量的IGBT单管用于发动机点火器,随着电车大功率大电流的技术演进,IGBT模块成为电控系统中逆变器的标配,将直流电转换为交流电以驱动电机。车载OBC中,IGBT将输入的交流电整流为直流电为新能源动力电池充电,车载空调中则配备IGBT单管/模块。从电控成本拆分来看,涉及的电子零部件包括IGBT功率开关、DC/DC变换器、电流传感器、波纹电容以及微控制器等,其中IGBT成本占比高达44%。
新能源车IGBT市场规模测算:-25年CAGR达38.5%。新能源车单车搭载约30-48颗IGBT芯片,根据产业信息,年单片8寸晶圆代工价格约美元(产出约颗IGBT芯片),推算出单颗IGBT芯片的晶圆价值约5.4美元。考虑封装成本、毛利以及双电机占比,我们假设年平均单车IGBT成本为美元,双电机渗透率提升叠加IGBT紧缺持续,单车价值量将进一步提升。综上,我们测算出年全球新能源车IGBT市场规模约19.8亿美元,年将达到73亿美元,CAGR达38.5%。
英飞凌等海外厂商主导全球IGBT市场,国产替代空间仍较大。在IGBT器件和IGBT模块市场,英飞凌均为全球第一,市占率分别为29.3%、36.5%,均为全球第一;在IPM模块上的份额为11.6%,居全球第三。三大市场中,国内厂商市占率均较低,国产替代空间广阔。IGBT器件市场中国本土厂商仅士兰微一家,份额为2.6%;IPM则有士兰微(1.6%)、吉林华微两家(0.9%);IGBT模块市场,中国厂商斯达半导以2.8%的份额居全球第六。国产替代逻辑下,国内市场格局相对优于全球市场,根据NE时代数据,22Q1中国新能源车功率模块市场中,斯达半导、比亚迪半导体和中车时代分别占16.4%、14.5%和9%市场份额,分别位居第二、三、五位。
缺芯格局+本土电动车品牌崛起加速IGBT国产替代进程。1)机遇一:缺芯格局。IGBT市场长期被英飞凌、富士、三菱等海外厂商垄断,国内自足率较低。近两年电动车、储能等下游需求高增,而供给端存在因疫情/地缘冲突停产减产等扰动,IGBT芯片供应持续紧缺。根据富昌电子最新披露数据,英飞凌、意法半导体等厂商IGBT芯片交货周期仍为50周左右,持续的长交货周期为国产替代提供机遇。2)机遇二:本土电动车品牌崛起。国产电动车品牌崛起也将推动产业链国产化进程,年1-9月,比亚迪新能源车市占率高于特斯拉4%,稳居全球第一,TOP20中有11家国内车企,国产新能源车市占率>41%。在国产替代机遇下,国内IGBT厂商发挥本土优势加速追赶,斯达半导、时代电气、士兰微、宏微科技等国内厂商逐渐切入车规级IGBT供应链,年斯达半导车规IGBT已批量供货海外市场,多款产品获得定点,第七代IGBT预计将于年批量出货。在汽车电动化加速扩空间+国产替代提份额的双重助力下,国内IGBT厂商将获得跨越式的增长。
2、SiC:V平台上车催生SiC需求高增
V快充成为多数车企布局方向。新能源车“里程焦虑”解决方案包括推广换电模式、延长续航里程、发展快充技术等。其中,快充技术可以在不依赖换电站的前提下有效提升补能效率,因此是多数车企布局方向。快充技术主要包括大电流和大电压两大方案,大电流方案缺点在于:大电流会导致发热量高,会降低转换效率,同时增加热管理系统成本,目前仅特斯拉、极氪等少数品牌选择了大电流方案,多数车企则选择了大电压方案。现阶段主流新能源车高压电气系统电压范围一般在V-V(即“V系统”),随着高压快充的推进,整车高压电气系统电压范围达到-V(即“V系统”)。年保时捷推出全球首款纯电动V车型TaycanTurboS,年11月小鹏推出国内首款VSiC平台车型小鹏G9。此外,比亚迪、极氪、岚图、广汽埃安、极狐、长安、长城、理想等多家车企也已先后发布V平台架构或规划。年7月极狐αSHI版已量产交付,小鹏G9预计9月交付,年是我国V高压平台车型量产的元年,但目前整体规模仍较小,据纬湃科技预测,年V系统在新能源车市场有望达到15%市占率。
V系统对电控提出更高要求,SiC器件成为更优选择。相比于传统硅基器件,采用SiC器件对V系统的提升主要在性能、成本两方面。1)性能:a.更低的损耗。WLTC工况下仿真数据显示,“V+0VSiC模块”方案整车损耗较“V+VIGBT模块”降低了7.6%。b.更长的续航里程。根据博世数据,SiC版本的电动车平均行驶距离较传统电动车增加6%。2)系统成本:SiC器件在电控体积、重量、功率、效率方面较硅基均有显著提升,从系统成本角度考量,能节省在器件环节之外的其他散热环节、电池容量的成本。根据华尔街日报,SiC相关技术可帮助单车节省近美元的电池成本。
年SiC成本预计下降20%+,年新能源车SiC器件规模有望达46亿美元。目前SiCMOSFET的应用受到成本高昂限制,据中科院数据,同一级别下SiCMOSFET的价格比Si基IGBT高4倍。碳化硅器件降本主要通过三大途径:1)降低衬底成本,主要通过8寸向12寸升级、持续优化热场设计来实现;2)在设计、器件制造、封装各个环节改进技术,具体涉及缩小元胞尺寸、改进栅氧淡化工艺等方向;3)设计更小尺寸芯片,使得单位晶圆产出更高。根据PGC,假设以年6寸SiCMOSFET0V/A的成本为1个单位,则至年成本有望降至0.8以下,而8寸的成本有望降至0.68附近。年SiCMOSFET为Si器件成本的3倍,到25年有望降至2.5倍附近,而业界通常认为2-2.5倍是碳化硅大规模渗透的成本临界点,故当前及未来2年处于SiC爆发的前夜。据Trendforce预测,全球新能源车对6寸SiC晶圆需求将从年的12万片提升至年的万片,据Wolfspeed预测,年全球新能源车SiC器件市场规模达16亿美元,年有望达到46亿美元,CAGR达30.2%。
Wolfspeed等海外SiC器件厂商在新能源车领域进展较快,国产厂商积极布局,三安光电、斯达半导、时代电气、中瓷电子等相对突出。1)海外厂商方面,Wolfspeed作为全球SiC衬底龙头,至年底与意法半导体有超过8亿美元SiC晶圆供货协议,与英飞凌、安森美分别有近1/0.85亿美元的供货协议,且直接与通用汽车、Lucid、大众、宇通客车等车厂合作,提供SiC产品。日本SiC龙头罗姆,与纬湃科技(大陆旗下)、北汽新能源、臻驱科技、吉利、联合汽车电子等中国厂商合作广泛。安森美则在年通过收购衬底供应商GTAT,具备了SiC衬底制造能力,从而构建了完善的SiCIDM模式。2)国内厂商方面,三安光电、斯达半导SiC产品“上车”进度国内领先,时代电气年发布了自研SiC芯片新能源车电驱,士兰微、扬杰科技、宏微科技、新洁能、华润微、安世半导体这些传统的硅基功率厂商,则在-21年间发布SiC二极管、SiCMOS等产品,布局相对前瞻。瀚薪科技、瞻芯电子、派恩杰这类SiC器件设计公司,起点高,诞生之初即从事SiCMOS产品研制,瞄准新能源车、工业市场。
三、MCU:智能化大增量,本土厂商迎机遇
1、汽车是MCU第一大市场,智能驾驶带来显著增量
汽车是MCU第一大市场,单颗价值量最高。1)市场规模占比:汽车是MCU第一大市场,年汽车/工业/消费/通讯/电脑在MCU市场的占比为38%/30%/18%/9%/4%,-年汽车在MCU占比稳定在38%-40%,持续保持第一大应用的地位。2)出货量占比:汽车是MCU第五大出货领域,年,智能卡安全/个人信息处理终端/工业/消费电子/汽车在MCU出货量的占比为42%/17%/15%/10%/7%。3)ASP:汽车MCU的ASP显著高于其他应用,年达3.1美元;自年以来,因供应链不稳定,不同应用的MCU价格都有不同程度地上升,年汽车MCU价格上涨16%,年上涨22%,在MCU中涨价幅度最大,Yole预计汽车MCU的价格未来仍将处于高位。
车规MCU评估指标严苛于消费类和工业级MCU。车规MCU的评估指标无论从工作环境、使用寿命还是交付良率等方面,都要严苛于消费类与工业级的MCU。比如汽车发动机舱MCU工作温度区间为-40℃-℃,车身控制部分为-40℃-℃,而消费类产品只需要达到:0℃-70℃。其它环境要求诸如湿度、发霉、粉尘、水、EMC,以及有害气体侵蚀等等也往往都高于消费电子产品要求。另外车规MCU的交付良率要求更高,供货时间、使用寿命都远高于消费、工业产品要求,验证标准多且复杂。此外,车规MCU还需通过AEC-Q等车规认证,认证流程通常需要2年左右时间,认证完成后通常能获得较持续的车企订单,行业进入壁垒较高。
ECU是汽车大脑,MCU是其核心,起控制作用。ECU(ElectronicControlUnit)即电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”,用于控制汽车的一个或多个子系统。ECU由微控制器(MCU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及驱动等组成。ECU的作用是随时监控着各种汽车运行数据(比如刹车、换挡、速度、航向角、位臵等)和汽车运行的各种状态(加速、打滑、油耗、前车距离等),并根据预先设计的程序逻辑计算各种传感器送来的信息,处理后把各个参数发送给各相关的执行机构,执行各种预定的控制功能。
电动智能趋势下,传统的分布式EE架构ECU数量增多,系统庞杂,博世的五大域划分应运而生。汽车智能化和信息化发展,ECU芯片使用量越来越多,而传统的汽车电子电气架构都是分布式的,ECU通过CAN和LIN总线连接在一起,ECU的增加使得汽车线束排线困难、软件维护与升级困难、模块间信息沟通效率低,因此“域架构”概念随之被提出,如Tier-1厂商博世的经典五域:动力域(PowerTrain)、底盘域(Chassis)、车身域(Body/Comfort)、座舱域(Cockpit/Infotainment)、自动驾驶域(ADAS)。有的厂家则在五域集中式架构基础上进一步融合,把原本的动力域、底盘域和车身域融合为整车控制域,从而形成了三域集中式EEA,包括整车控制(VDC,VehicleDomainController)、智能驾驶(ADC,ADAS/ADDomainController)、智能座舱(CDC,CockpitDomainController)三大部分。
短中期分布式架构仍为主流,ADAS渗透带动MCU用量提升。随着汽车电动智能化的推进,分布式的ECU(电子控制单元)逐渐向域集中,由DCU(域控制器)集成多类ECU实现控制功能的集中,从而在减少整车线束连接长度并降低成本的同时,减少电子电气架构的空间、功耗和复杂性。短中期来看,L1/L2智能车仍占较大比重,由于缺乏路径规划功能且传感器数量有限,仅靠传感器端的MCU便足已完成融合、决策任务,分布式架构仍为主流,因此中低阶ADAS加速渗透将推动MCU用量提升;而在L2+及更高级别智能车中,SoC芯片将逐渐替代MCU,但部分底盘交互高实时性任务仍需要MCU来完成,ADAS域控制器仍会搭载一颗MCU,保障系统功能安全。
汽车MCU市场约80亿美元,-年CAGR为11%,高于MCU行业平均水平,其中32位是主流,占比近80%。1)市场规模:随着汽车智能化发展,ADAS、高精度导航、车身电子等应用对MCU需求量大增,根据ICInsights,年全球车规MCU市场规模约76亿美元,年预计达87亿美元,年有望增长至亿美元,-25年CAGR为11.3%,高于MCU整体市场规模CAGR(5%)。根据ICInsights,年汽车信息娱乐应用预计占汽车MCU市场的10%,较年增长59%,其他领域占汽车MCU市场的90%,较年增长增长约20%。2)位数:从不同位数在汽车MCU市场的收入占比看,8/16/32位分别占比6%/18%/77%;从出货量占比看,8/16/32位分别占比23%/37%/40%。32位收入占比77%,出货量占比40%,由此推断32位MCU价值最高,在汽车MCU市场占比最大,市场规模达58亿美金。
2、竞争格局:海外三巨头主导车规MCU市场,大陆厂商积极布局
MCU市场经过数轮大规模并购后,CR%。总体看,国外前七大厂商占据了全球超过80%的市场份额,头部效应显著,其中瑞萨、恩智浦微芯、意法其他三家。我们认为集中度较高的原因包括:1)为争夺市场份额及布局物联网应用,MCU主要厂商之间发生了数起大规模并购,包括NXP年收购飞思卡尔,进军汽车电子领域,市占率上升至19%;Microchip在年收购Atmel,市场占有率上升至14%;Cypress在年收购Spansion,市场占有率达到4%;年Cypress被Infineon所收购,合并后市占率达到13%,跃升为排名第三的厂商。2)MCU下游应用通常更新迭代较慢、使用周期较长,因此倾向于能提供稳定解决方案的供应商,较少更换供应商。
汽车MCU:竞争格局稳定,瑞萨、恩智浦、英飞凌三足鼎立。年瑞萨、恩智浦、英飞凌、德州仪器、微芯的市占率分别是29%、25%、22%、8%、7%,CR5达90%,CR3达76%,。-年,三大厂商市占率稳定在65%-70%,自年英飞凌收购赛普拉斯后,三大厂商市占率达76%。
海外三巨头产品覆盖都较全面,但仍各有侧重。1)英飞凌自研,主打功率,擅长底盘、动力域等领域。主打的是功率器件(IGBT、碳化硅等),包括较完整的信号链产品。底盘安全、功能安全、底盘、动力控制、新能源三件是英飞凌的的强项。2)恩智浦拥抱ARM架构,打造开放平台,适合中小客户。恩智浦目前正由Power架构转向ARM架构,打造开放生态、学习成本更低,更适合中小客户使用,向S32平台倾斜,除了ADAS摄像头外,应用覆盖较全面。恩智浦在连接、网络、传感器等方面优势显著。3)瑞萨背靠日本大车厂,产品覆盖中高低端。瑞萨背靠日本大车厂,涉及区域保护、本国利益。产品的性能可以覆盖低端、中端、高端,应用覆盖车身、底盘、动力、智能座舱等。4)ADAS方面,瑞萨更擅长摄像头(R-CAR系列),英飞凌擅长中央大脑的安全MCU(Traveo,收购赛普拉斯获得),恩智浦擅长雷达(毫米波雷达是S32R系列,超声波雷达是S12ZVL系列)。
大陆厂商从中低端车规MCU切入,并考虑研发高算力产品。车规级MCU由于认证周期长、可靠性要求高,是国产替代最难突破的阵地。近年来部分大陆厂商已从与安全性能相关性较低的中低端车规MCU切入,如雨刷、车窗、遥控器、环境光控制、动态流水灯等车身控制模块,并逐步开始研发未来汽车智能化所需的高端MCU,如智能座舱、ADAS等。目前,兆易创新、芯海科技、国芯科技、BYD半导等厂商均有通过车规验证的产品,中颖电子车规MCU已于今年10月流片。
兆易创新:车规MCU布局清晰,第一颗M33内核的GD32A5系列产品量产在即。针对汽车MCU市场,公司规划清晰,采取前装/后装同步发展策略,所有产品均采用eflash技术。去年产品已进入后装市场,覆盖车载影音、导航、OBD、EDR、新能源车身等应用;在前装市场,第一代车规MCUGD32A5将使用M33内核,通过AEC-Q认证,定位座舱、环视等入门的通用车身领域,该款产品预计Q3量产、贡献营收;第二代车规MCU计划使用M7内核,功能安全等级ASIL-D,定位安全等级更高的安全气囊、刹车等领域,预计年推出;第三代车规MCU计划使用M7内核,功能安全等级ASIL-D,定位双离合器自动变速器等更高级领域,计划年推出。
四、模拟芯片:遍布各域,预计23年BMS带来10亿美元新增量
1、遍布五域各角落,市场规模超百亿美元
市场规模超过亿美元,电动化、智能化驱动汽车模拟芯片价值量增长。模拟芯片可分为电源管理和信号链两大类。汽车电动化带来的高电压工作环境,用以实现电能分配与控制的电源管理芯片最先受益;信号链芯片连接了现实与数字世界,是电子系统实现自动化、智能化的基础。根据我们统计,目前全球模拟芯片多亿美元市场中,约25%用于汽车,规模超过亿美元。
海外大厂主导市场,细分领域存在机遇。全球模拟芯片市场厂商林立,仅TI、ADI两家就占据全球半壁江山。由于模拟芯片重经验、迭代慢、研发久等特点,发展多年的国外厂商具有明显优势,以TI、ADI领衔的“两超多强“市场格局仍将保持。
应用涵盖五域,用量需求巨大。模拟芯片起到桥梁和供电的辅助作用,遍及汽车五域的各个角落。我们以五大域中的某些细分模块为例,说明模拟产品的用途。1)底盘域:以车身动态稳定模块(即ABS/VSC模块)为例,其他需要用到的模拟芯片包括了驱动芯片、接口芯片等;2)车身域:以车内灯模块为例,其需要的模拟芯片包括了LDO、接口芯片等;3)动力域:以双离合变速器为例,需要的模拟芯片包括了接口芯片、PMIC芯片、模拟开关等;4)ADAS域:以远程信息控制单元为例,5)智能座舱域:以仪表盘为例,其用到的模拟器件包括LDO、PMIC、接口、浪涌保护等。
以DC-DC和栅驱动为例:1)DC-DC应用部位遍及全车,增量主要来自于信息娱乐域的低压场景和动力域的高压场景。2)栅驱动我们以车身域为例,其涉及到电机的各类应用如座位位臵调节都需要栅驱动参与其中起到驱动作用。
增量方面,一是汽车智能化将使得配套使用的信号链、电源管理芯片增多;二是电动化下,BMS模块带来AFE新需求。
2、BMS模块带来AFE芯片新需求
AFE用来采集电池信息,以对电池系统进行管理。模拟前端(AFE-AnalogFrontEndFrontEnd)是包含传感器接口、模拟信号调理电路、模拟多路开关、采样保持器、ADC、数据缓存以及控制逻辑等部件的集成组件,其本质上是以ADC为核心的采样芯片。AFE通过内臵传感器感知电池组的电压、温度、电流等数据,并通过ADC将模拟信号转换为数字信号供后端MCU使用,MCU负责接收AFE传递而来的信息,并通过算法计算电池的SOC、SOH等数值从而管理电池系统,还可以与车上的其他控制单元进行信息交互(