李丹 (賽迪顧問集成電路首席分析師，北京 100048 )
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201908/403513.htm摘要：汽車電子成為汽車產業技術領域的發展重點和產業戰略新興增長點，向電動化、智能化、網聯化「三化」發展，汽車電子滲透率及單車價值量都將會得到大幅提升。
關鍵詞：汽車電子；無人駕駛；新能源汽車
1 汽車產業的發展概述
自改革開放以來，我國汽車行業經歷了從初期高速增長-中期增量爆發-現階段平穩增長逐漸轉型的過程。2018年，由於購置稅優惠政策全面退出以及宏觀經濟增速回落、產業環境的不確定性影響，汽車產業面臨較大的壓力，產銷增速低於年初預計，進入下行周期。2018年產量較上年同期下降4.16%。
隨著資源與環境雙重壓力的持續增大，在政策和技術進步的驅動下，新能源汽車已成為未來汽車工業發展的方向，在目前存量穩定發展的汽車市場中，新能源汽車與智能自動駕駛汽車發展更迭較快，傳統動力系統將會逐漸被驅動電機、動力電池與控制器所取代。新能源汽車產業逐漸成熟，技術發展不斷提高，存量佔比提升，特斯拉、比亞迪等國內外廠商持續擴增產能，豐田、大眾等傳統車企不斷積累新能源技術優勢；智能駕駛由駕駛輔助發展到自動駕駛，現已進入質變階段，谷歌、百度等公司的自動駕駛系統逐漸商用，產業即將步入快速增長期。
1.1 汽車產業總體規模發展平穩
2018年，我國的汽車產業發展趨於平緩，受宏觀因素的影響，產銷量相比去年首次下降，但當前存量依舊處於高位，我國2018年汽車產銷分別完成2785萬輛和2809萬輛，連續十年蟬聯全球第一。
1.2 純電動汽車銷量猛增
隨著技術進步，電池的高昂成本和有限的充電能力得以解決，電動汽車進入發展新階段，純電動汽車產銷量將進一步增長，汽車半導體市場需求也將不斷攀升。數據顯示，2018年純電動汽車產銷分別完成98.6萬輛和98.4萬輛（如圖1），同比分別增長47.9%和50.8%。
1.3 智能汽車蓄勢待發
近年來，我國積極發展智能網聯汽車，無人駕駛技術進一步推動，BAT（百度阿里巴巴騰訊）等企業進入市場、加大投入研發技術。2018年中國智能汽車市場規模達到812億元。目前，國內無人駕駛汽車目前仍處於起步階段，在構建的未來藍圖中已布局到多個適用領域，中國有望成為最大的無人駕駛市場，預計2019年中國智能汽車市場規模將進一步增長，達到992億元（如圖2）。
2 汽車電子行業分類與市場規模
人們對汽車的使用要求的提升促進汽車產業不斷的向智能化、電氣化、網聯化發展[1]。汽車電子是汽車電子控制系統與車載電子電器系統的總稱，汽車電子由半導體器件組成，用以感知、計算、執行汽車的各個狀態和功能。汽車電子種類較多，按應用領域可分為汽車電子控制系統(發動機電子、底盤電子、駕駛輔助系統、車身電子)、車載電子電器(安全舒適、娛樂通訊)等，其中以信息娛樂與網聯繫統、自動駕駛系統技術迭代最為迅速。
隨著電子技術和各類學科的不斷發展，以及人工智慧的不斷產業應用，汽車電子廣泛應用於汽車各個領域，從剛開始的發動機燃油電子控制、電子點火技術到高級駕駛輔助系統(ADAS)，汽車電子的價值佔比不斷攀升，目前緊湊型車中電子成本佔比為15%左右，而純電動車中，汽車電子成本佔比高達65%，隨著新能源汽車更加智能，汽車電子成本佔比仍將持續提升[2]。我國豪華汽車銷量快速增長，而汽車電子系統在中高端車型的成本佔比可達 30%-40%。且隨著汽車智能網聯、電動化趨勢的不斷發展，汽車電子價值佔比將會繼續提高。
2.1 智能汽車半導體應用
在ADAS與智能汽車領域，關鍵傳感器、網聯硬體以及微處理器仍然是汽車電子領域的重點發展方向，2018~2019年是全球範圍內進入L2級自動駕駛的階段，預計2020年起，國內外將正式進入L3級自動駕駛階段。L2~L3標誌著汽車的操作權開始由人類駕駛者移交給無人駕駛系統，對自動駕駛系統的冗餘度和容錯性的要求均有著質的提高，相應的汽車半導體要求隨之提高。
當今汽車電子已經成為汽車半導體的應用載體，汽車半導體的搭載量已經成為衡量汽車電子化的一種標誌。隨著電子信息技術和汽車融合程度不斷深入，汽車電子的使用場景不斷增加，汽車半導體的使用數量也不斷增長。從單車微處理器的平均使用數來看，1996年到2008年普通汽車的單車MCU（微控制器）使用數量從6個增加到了100個（如圖3），隨著智能汽車加速發展，預計2020年單車MCU使用量可達250個。
在智能汽車晶片領域，目前主要代表廠商為英特爾Mobileye和英偉達。Mobileye的EyeQ系列晶片由Mobileye和意法半導體共同研發，目前EyeQ晶片已經發展到第五代，其中EyeQ5達到了L4/L5級別，將用於無人駕駛汽車，將於2021年上市。
隨著汽車技術的電子化、集成化和智能化的不斷推進，傳感器的數量和水平已經成為衡量汽車控制系統的關鍵指標，尤其是作為汽車「智商」代表的MEMS傳感器。受益於各國政府全面推出汽車安全規範，MEMS傳感器在汽車上應用的快速發展成為汽車智能化的發展趨勢。據統計，全球平均每輛汽車就包含10個傳感器。在高檔汽車中，大約採用30至40隻MEMS傳感器，車檔次越高，所用的MEMS傳感器就越多。MEMS傳感器可滿足汽車環境苛刻、可靠性高、精度準確、成本低的要求。預計隨著國六標準實行對排放檢測要求的提升以及汽車「智電化」趨勢浪潮影響，我國MEMS傳感器市場近持續穩步增長，到2021年達到472.27億元市場規模。
2.2 新能源汽車半導體應用
2018年，我國純電動汽車產銷分別完成98.6萬輛和98.4萬輛；插電式混合動力汽車產銷分別完成了28.3萬輛和27.1萬輛；燃料電池汽車產銷均完成1527輛。在新能源汽車中，功率器件是電能轉換和控制的核心半導體器件，涉及電子的領域均有運用。目前全球分立器件市場規模在200億美元左右，其中汽車佔比約為4成，是最大的下遊市場。汽車作為封閉系統，內部的電力輸出需要通過功率器件的轉化實現，在混動和新能源車型中尤為重要。
新能源汽車驅動電機控制器未來朝著降低成本、輕量化、小型化的方向發展，主要通過器件研發、提升電機控制器性能和效率、機電一體化集成來提高電機控制器功率密度、工作效率以及降低成本。在新能源汽車功率半導體領域，歐美日廠商三足鼎立。歐洲廠商主要包括英飛凌、恩智浦、意法半導體等；美國廠商主要包括安森美半導體、德州儀器、威世半導體等廠商；日本廠商則主要包括羅姆半導體、東芝、三菱電機、瑞薩等。目前功率半導體市場競爭非常激烈，行業的集中度也很高。英飛凌、德州儀器、安森美半導體等廠商通過收購，市場份額得到大幅提升。2017年，英飛凌在功率半導體領域市場份額排名第一，市場份額18.5%，安森美、意法半導體、三菱電機分別位居第二、第三和第四位。
3 汽車半導體行業機遇與挑戰
3.1 產業增量與轉型帶來機遇
汽車半導體是科技變革歷史性碰撞的核心，傳統汽車零部件電子化進程已基本結束，產業開始進入由電動、智能、網聯推動的汽車電子化階段，增量顯著、需求擴張周期持久。人工智慧、虛擬實境、物聯網等新興技術的發展帶動了電動汽車與智能汽車的快速發展，進一步帶動汽車半導體的快速發展。預計2019年中國汽車半導體市場銷售額將進一步增長，達到92.1億美元。與此同時，由於輔助駕駛採集的圖像信息需要大量的運算，這對於晶片市場來說是巨大的增量。
智能汽車在未來將會快速滲透，未來五年內智能汽車市場規模將保持平穩增長，部分細分領域會出現爆發式增長，預計到2020年，以ADAS為主流的智能汽車新車型滲透率將達到50%。新能源汽車將是汽車電子行業發展的「新藍海」，與傳統汽車相比，新能源汽車對電子化程度的要求更高，電子裝置在傳統高級轎車中的成本佔比約為25%，在新能源汽車中則達到45%～65%。而目前我國新能源汽車市場發展速度矚目，產業的高速增長將會進一步推動汽車電子行業的發展。
國內汽車市場作為全球汽車產業引擎，將在新一輪汽車電子化技術革命中扮演重要角色。保有量迅速增長。國內本土品牌具有渠道優勢和較高性價比，逐漸打開市場。市場對汽車半導體的需求將推動半導體企業逐漸布局汽車半導體。與此同時，我國政府高度重視半導體行業的發展，推出多項相關產業政策和發展規劃，對推動半導體行業發展和產業結構優化升級起到了至關重要的作用。電動化和智能化為汽車半導體市場帶來的新增需求為國內汽車半導體廠商提供了「彎道超車」的機遇。目前國內廠商已經開始在新能源汽車功率半導體和智能汽車晶片上布局，主要的代表廠商包括比亞迪、寒武紀和地平線等。
3.2 技術壁壘與更迭帶來挑戰
半導體屬於高度市場化、高度依賴政府支持、高技術壁壘的產業，並且存在技術壟斷的情況。企業之間也經常出現收購、併購重組等改變產業格局的現象。車規級半導體造價高，成本很難降低。車規級晶片的環境要求、安全性、可靠性、一致性、產品的生命周期等要求往往較為嚴格，入門門檻很高。因此新興廠商進入行業並立足往往難度較高。
隨著汽車行業的進步，矽基汽車半導體的應用範圍逐漸變小，性能水平更高的化合物半導體逐漸進入，智能汽車、新能源汽車的產業升級不斷促進汽車化合物半導體的應用完善，但其發展階段尚且沒有矽基完善，客戶接受程度較低。在此雙重擠壓下，車用化合物半導體的未來發展趨勢有待觀察。
參考文獻 :
[1] 蓋世汽車：2018年中國汽車電子行業白皮書[R/OL].(2019-07-06).http://www.199it.com/archives/745315.html
[2] 德勤.半導體:未來浪潮新興機遇與制勝策略[R/OL].(2019-04).https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/cn/Documents/technology-media-telecommunications/deloitte-cn-tmt-semiconductors-the-next-wave-zh-190419.pdf
作者簡介：
李丹，理學博士，中級工程師，賽迪顧問集成電路首席分析師，研究方向：集成電路材料與設備、化合物半導體、人工智慧晶片。