這些年來，自動駕駛、車聯網、C-V2X、新能源汽車等名詞，已經越來越變得耳熟能詳，傳統的汽車已經變得越來越像一臺安裝在輪子上的超級計算機，智能化、網聯化、電動化的發展趨勢十分明顯。在此過程中，半導體技術發揮了至關重要的作用，已經成為汽車產業革新的驅動力。根據研究機構的分析數據，一輛特斯拉Model 3採用的半導體價值約合1500美元。從此可以看出，半導體在智能網聯汽車中的重要性。隨著車聯網、自動駕駛技術的發展，未來半導體在汽車中的作用只會越來越強。
國產特斯拉Model 3降價至29.9萬。目前上海工廠Model 3單周產能達到3000輛，結合美國和歐洲Model3上市後的競爭格局，國產版有望打破奧迪A4、奔馳C級、寶馬3系在國內豪華品牌B級車的3強格局。特斯拉能否複製當年蘋果手機產業鏈的成功先例，帶動我國汽車半導體產業？
一、一輛特斯拉Model 3涉及的晶片類型
折解一輛特斯拉Model 3可以發現，汽車半導體按種類可分為主控晶片、MCU功能晶片、功率半導體、傳感器及其他（如模擬IC、存儲晶片等）。
1、主控晶片
近年來，伴隨智能駕駛滲透率提升，涉及智能駕駛人機互動、視覺處理、智能決策等，自動駕駛軟體計算量已經達到10個TOPS（Tera Operations Per Second，萬億次操作每秒）量級。GPU、FPGA、ASIC等AI晶片進入汽車市場。
2、MCU功能晶片
完成發動機控制、電池管理、儀表顯示、車載娛樂等功能，據StrategyAnalytics統計，平均每輛汽車安裝25~30個 MCU。功能晶片市場較為成熟、格局較為穩定。
3、傳感器
傳感器是汽車電子控制系統的信息來源，智能網聯汽車感測信號數據複雜，傳感器種類也極其繁複。從功能上可以分為提升單車信息化水平的傳感器（如壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和液位傳感器等），和為無人駕駛提供支持的傳感器（如雷射雷達、毫米波雷達和攝像頭等）兩大類。
4、功率半導體
無論是純電動還是插電式混合動力汽車，電機控制系統都扮演著動力心臟的作用，電控系統的核心部件就是功率半導體，目前市場上銷售的新能源汽車所搭載的功率半導體多數為矽基器件，如 IGBT 和 MOSFET。
二、智能網聯汽車晶片的價值
伴隨著汽車的智能化、網聯化、電動化發展，核心是晶片。半導體在汽車中的價值將越來越高。今天的混合動力和全電動汽車的半導體價值是內燃機汽車的兩倍。未來的全自動汽車將配備雷射雷達傳感器、圖像識別系統和5G通信，其半導體價值可能是非自動汽車的8到10倍。瑞銀（UBS）的數據，一輛特斯拉Model 3採用的半導體價值約合1500美元。畢馬威（KPMG/）的數據，2019年汽車半導體約為400億美元，2040年有望達到2000億美元，年均複合增長率7.7%。
重塑汽車行業的三股強大力量：
自動駕駛，4級車將在未來兩到三年內出現在城市市場的商用車隊中。2030年擁有4級或5級自主駕駛能力的汽車將佔全球汽車總銷量的10%以上，這些車輛的半導體價值將是沒有自動化的汽車的8到10倍。電動化，隨著汽車動力系統從傳統內燃機車轉向電動汽車，每輛車的半導體價值增加了一倍。汽車互聯， Intel估計一輛聯網的汽車每天至少可以產生4tb的數據，包括導航、導航、信息娛樂和其他類型的信息。這些數據必須以最大的可靠性進行存儲、保護、傳輸和分析，以指導安全的車輛行動。所有這些功能都驅動著半導體需求。
三、主控晶片：科技巨頭齊聚
當前人工智慧及智能駕駛算法尚未定型，GPU作為通用加速器，預計仍將在相當長一段時間內保持其汽車主控晶片的主流地位；FPGA作為硬體加速器，料將成為GPU的有效補充；將來如果全部或部分智能駕駛算法得以固化，ASIC將成為最優性價比的終極選擇。在汽車主控晶片領域，GPU仍將保持通用汽車主控晶片的主流地位，FPGA作為有效補充，ASIC將成終極方向。
英偉達：
英偉達是GPU領域龍頭，常年保持超70%市佔率，依託在GPU的優勢向汽車半導體領域拓展。Drive PX是英偉達自動駕駛平臺，將深度學習、傳感器融合和環繞視覺相結合。DRIVEAGX Orin是2019年英偉達發布的最新一代自動駕駛平臺，將於2022年正式量產，支持L5級自動駕駛。
英特爾：
近年來，英特爾通過收購積極布局自動駕駛等新興領域，力圖實現從CPU供應商向多元解決方案提供商轉型。英特爾以153億美元收購Mobileye。Mobileye是全球視覺ADAS市場領導者之一，掌握ADAS市場80%份額。新一代汽車視覺晶片EyeQ6將於2023年面世。
高通：
憑藉通信優勢，從車載信息娛樂向自動駕駛進軍。在CES 2020上，高通發布Snapdragon Ride平臺，包括異構多核CPU、AI與計算機視覺引擎、GPU、安全SoC等，可支持從L1/L2級別主動安全ADAS、到L2+級別「便利性」ADAS，再到L4/L5級別完全自動駕駛的需求。
特斯拉：
特斯拉是第一個投入主控晶片開發的汽車品牌廠商。其自動駕駛Autopilot平臺從採用Mobileye ASIC到英偉達GPU，再到自主開發自動駕駛主控晶片FSD，可實現L4級自動駕駛。特斯拉表示，自動駕駛主控晶片擁有高達60億的電晶體，每秒可完成144萬億次的計算，能同時處理每秒2300幀的圖像。
四、功能晶片：格局穩中有變
MCU功能晶片市場較為成熟、格局較為穩定。恩智浦、英飛凌、瑞薩電子、意法半導體德州儀器長期佔據全球汽車MCU市場TOP5的位置。MCU功能晶片市場格局穩定中也存在變化：一是傳統MCU功能晶片廠商在保持原有市場的同時，也在積極拓展主控晶片市場，如恩智浦發布Bluebox、英飛凌推出Aurix、瑞薩推出R-Car等；二是MCU功能晶片廠商之間通過兼併收購整合優勢，如恩智浦收購飛思卡爾、英飛凌意圖收購意法半導體等；三是主控晶片廠商希望通過收購功能晶片廠商獲取車載技術及渠道經驗，如英特爾收購Mobileye，高通曾意圖收購恩智浦等。
恩智浦：
恩智浦汽車半導體產品覆蓋MCU和MPU、車載網絡、媒體和音頻處理、智能電源驅動器、能源與電源管理、傳感器、系統基礎晶片、駕駛員輔助收發器、汽車安全等。BlueBox是恩智浦推出的自動駕駛開發平臺，集成S32汽車視覺和傳感器融合處理器，支持 L4級自動駕駛。
英飛凌：
英飛凌汽車半導體產品覆蓋車身半導體、汽車安全、底盤總成、動力總成、混合動力汽車和電動車、有源天線等。Aurix是英飛凌推出自動駕駛域控制器，可完成傳感器信號融合（雷達、攝像頭、超聲波和雷射雷達）、支持增強型ADAS功能，如交通輔助、自主避障等。
瑞薩電子：
瑞薩電子汽車半導體產品覆蓋片上系統（SoC）、電源管理、電池管理、功率器件、通信器件、視頻和顯示等。瑞薩電子推出的自動駕駛SoC R-Car硬體平臺包括入門級（E系列）、中級（M系列）及高級（H系列）。此外，還有車外攝像頭晶片（R-Car V系列）、車內攝像頭晶片（R-Car T系列）、智能座艙晶片（R-Car D系列）、車聯網晶片（R-Car W系列）等
意法半導體：
意法半導體的汽車半導體產品覆蓋高級輔助駕駛系統ADAS、車身舒適系統、底盤和安全系統、新能源汽車、娛樂系統、移動服務、動力系統、通信和網絡等。與Mobileye合作開發EyeQ系列視覺晶片，用於車載攝像頭的信號處理；與Autotalks於2014年開始合作研發V2X晶片組等。
德州儀器：
德州儀器的汽車半導體產品覆蓋高級輔助駕駛系統ADAS、信息娛樂系統與儀表組、車身電子裝置與照明、HEV/EV和動力系統等。ADAS主要產品TDAx系列，基於異構硬體和通用軟體架構，可提供可擴展的開放式ADA解決方案。
五、傳感器
MEMS 傳感器廣泛應用於電子車身穩定程序(ESP)、防抱死(ABS)、電控懸掛(ECS)、胎壓監控(TPMS)等系統。其中，壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器是汽車中使用最多的 MEMS傳感器，隨著智能化和電動化的提升，2020 年和 2021 年市場規模可分別達到 446.21 億元，472.27 億元，2015-2021 年複合增速為 6.5%。國際大廠壟斷 MEMS 傳感器市場。包括博世、森薩塔、恩智浦、ADI、英飛凌（7.23%）等。
毫米波雷達是指利用波長1-10nm,頻率30GHZ-300GHZ 的毫米波，通過測量回波的時間差算出距離。目前車載雷達的頻率主要分為 24GHZ 頻段和77GHZ 頻段。優勢主要為：1、探測性能穩定、作用距離較長、環境適用性好。2、體積小、質量輕和空間解析度高的特點。3、穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候全天時的特點。但也存在著成本較高，對行人的識別較為困難等不足之處。在全球毫米波雷達市場上，佔主導地位的是德國、美國、日本等國家廠商，如博世、電裝、德國大陸公司、奧託立夫、Denso、德爾福等。
雷射雷達是一種綜合的光探測與測量系統，通過發射接受雷射束，分析雷射遇到目標對象後的折返時間，計算出目標對象與車的相對距離。目前常見的有 8 線、16 線、32 線雷射雷達。雷射雷達線束越多，測量精度越高，安全性越高。雷射雷達固態化是未來趨勢，存在小型化、低成本優勢。雷射雷達的核心技術主要掌握在 Velodyne、Ibeo、Quanergy 三家企業中。博世、安森美、恩智浦等半導體公司積極開發固態雷射雷達。
攝像頭主要應用在 360全景影像、前向碰撞預警、車道偏移報警和行人檢測等 ADAS 功能中。藉由鏡頭採集圖像後，攝像頭內的感光組件電路及控制組件對圖像進行處理並轉化為電腦能處理的數位訊號，從而實現感知車輛周邊的路況情況。上遊市場中 CMOS 傳感器以及 DSP 主要被索尼、三星、TI、安森美等國外企業壟斷。
六、功率半導體
由於電力系統的主要功能不同，不同新能源汽車電力系統的運行電壓功率的範圍差異巨大。IGBT適合高壓工作，而MOSFET適合低壓工作。因此，新能源汽車導致了汽車功率半導體種中IGBT/MOSFET的使用量越來越大，種類也越來越多。英飛凌、恩智浦、意法、威士、羅姆、三菱等均在電動汽車 IGBT、MOSFET晶片。
IGBT 器件在工作頻率在中壓、中電流的功率半導體器件的應用範圍內佔據了主導地位。電動汽車的IGBT晶片正朝著小型化、抗震動、低損耗、耐高溫、更高安全性以及智能化方向發展。
七、特斯拉能否複製蘋果手機產業鏈成功先例
特斯拉上海工廠2019年1月開工建設，是特斯拉在海外的第一個超級工廠，該廠2019年底投產，預計2020年、2021年及2022年產能分別為15萬輛、35萬輛和50萬輛。特斯拉上海工廠為國內零部件企業帶來新機遇。隨著中國汽車下遊市場的快速發展，不斷攀升的需求為汽車半導體提供了發展機遇，其中代表廠商包括比亞迪、全志科技、地平線等。
比亞迪：
擁有獨立的微電子公司，專門從事晶片研發與製造，目前擁有從IC設計、功率晶片設計、晶圓製造、IC封裝測試、模組封裝測試等完整產業鏈，其自主設計與製造的IGBT晶片和模組，已批量應用於自家電動汽車。
全志科技：
主營業務為消費類SoC及智能電源管理晶片的研發與設計，全志科技進入車載晶片始於2014年，公司正式成立車聯網事業部，並於當年推出車聯網中控晶片T2， 2017年全志科技推出國內SoC晶片廠家中的首款車規級晶片T7，開始發力車機前裝市場。
傑發科技：
是國內首家車規級MCU廠商，晶片業務涵蓋了車載信息娛樂晶片（IVI）、車載功率電子晶片（AMP）、車身控制晶片（MCU）。未來，胎壓監測晶片（TPMS）、智能座艙以及ADAS晶片等多產品也將陸續投入市場。
地平線：
2017年年底發布了其基於第一代 「徵程」1.0處理器，面向智能駕駛；2018年推出徵程2.0，並發布了基於徵程2.0處理器架構的自動駕駛計算平臺Matrix1.0。CES2020上Matrix2首次公開亮相。相比上一代，Matrix 2在性能方面裝配有16TOPS的等效算力，而其功耗僅為原來的 2/3。相比於消費晶片及一般工業晶片，汽車晶片的工作環境更為惡劣：溫度範圍可寬至-40~155℃、高振動、多粉塵、電磁幹擾等。由於涉及人身安全問題，汽車晶片對於可靠性及安全性的要求也更高，一般設計壽命為15年或20萬公裡。「車規級」晶片需要經過嚴苛 的認證流程，包括可靠性標準 AEC-Q100、質量管理標準ISO/TS 16949、功能安全標準ISO26262等。一款晶片一般需要2~3年時間才能完成車規認證並進入整車廠供應鏈。
策 略
半導體供應商亦在加強與汽車製造商和一級汽車行業供應商的合作。關注自動駕駛主控晶片、固態雷射雷達等新技術、新需求，尋找切入機會。嚴格質量、可靠性、成本、功率與安全標準，從零開始，從備胎做起。