貞光科技｜汽車芯片深度研究報(bào)告

貞光科技從車規(guī)微處理器MCU、功率器件、電源管理芯片、信號(hào)處理芯片、存儲(chǔ)芯片、二、三極管、光耦、晶振、阻容感等汽車電子元器件為客戶提供全產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)解決方案！

汽車芯片是什么？

汽車芯片即車規(guī)級(jí)芯片，標(biāo)準(zhǔn)要高于工業(yè)級(jí)和民用級(jí)芯片，僅次于軍工級(jí)芯片。芯片大概有以下四種級(jí)別，分別是軍工級(jí)、汽車級(jí)、工業(yè)級(jí)和民用/商業(yè)級(jí)。不同等級(jí)的芯片的標(biāo)準(zhǔn)不一，考慮到安全性、工作環(huán)境等一系列因素的影響，汽車級(jí)芯片的制作要求遠(yuǎn)高于工業(yè)級(jí)芯片和民用級(jí)芯片，因此汽車級(jí)芯片的價(jià)格也明顯處于高位。

根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，2019Q1汽車級(jí)MCU的平均售價(jià)為2.07美元，而其他各類MCU的平均售價(jià)僅0.062美元，大約只有汽車級(jí)MCU的3%。

按功能分，汽車芯片可分為控制類（MCU和AI芯片）、功率類、模擬芯片、傳感器和其他（如存儲(chǔ)器）。按英飛凌的數(shù)據(jù)，從燃油車到電動(dòng)車，單車半導(dǎo)體價(jià)值量將從457美元提升至834美元，車用半導(dǎo)體市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大，但是車規(guī)芯片市場(chǎng)基本被國(guó)際巨頭所壟斷。

傳統(tǒng)汽車的控制芯片主要為MCU，其制程普遍在40nm以下，不同MCU來(lái)自不同供應(yīng)商，通常為代工模式，臺(tái)積電占所有汽車MCU晶圓代工約70％的市場(chǎng)份額，智能汽車時(shí)代引入AI芯片；功率類芯片包括MOSFET和IGBT，制程在90nm以上，生產(chǎn)模式以IDM（廠商自行設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試）為主，部分產(chǎn)品逐步開始國(guó)產(chǎn)替代。

模擬芯片主要包括電源管理芯片和信號(hào)鏈芯片，電源管理壁壘相對(duì)較低，國(guó)內(nèi)布局廣泛，信號(hào)鏈芯片國(guó)內(nèi)也有部分企業(yè)布局；傳感器芯片可以分為車輛感知（動(dòng)力、底盤、車身、電子電器系統(tǒng)）和環(huán)境感知（車載攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)），智能化帶來(lái)傳感類芯片的高速增長(zhǎng)。

行業(yè)集中度相對(duì)較高，MCU芯片現(xiàn)階段市場(chǎng)空間最大，AI芯片未來(lái)市場(chǎng)空間增速最快。目前各種類車規(guī)級(jí)芯片前五大廠商市占率之和均大于60%，車規(guī)級(jí)芯片市場(chǎng)集中度相對(duì)較高。MCU芯片、功率類芯片廠商中前五大均為海外企業(yè)，車規(guī)級(jí)芯片市場(chǎng)份額基本被國(guó)際巨頭壟斷。

根據(jù)中汽中心數(shù)據(jù)顯示，2020年車規(guī)級(jí)MCU芯片市場(chǎng)空間為65億美元，遠(yuǎn)超其他車規(guī)級(jí)芯片，2026年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)至88億美元。車規(guī)級(jí)AI芯片2019年市場(chǎng)空間為10億美元，預(yù)計(jì)以CAGR+35%的速度迅速擴(kuò)張，到2026年AI芯片市場(chǎng)空間將達(dá)到120億美元，成為市場(chǎng)空間最大的車規(guī)級(jí)芯片。

芯片生產(chǎn)工序主要涉及芯片設(shè)計(jì)、晶圓加工、封裝和測(cè)試。芯片企業(yè)經(jīng)營(yíng)主要分為IDM、Fabless兩種模式，IDM即芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封裝、檢測(cè)自己完成；Fabless廠商則專注于芯片的設(shè)計(jì)研發(fā)和銷售，將晶圓制造、封裝測(cè)試等外包給代工廠完成，代工廠也被稱為Foundry。目前，只有英特爾、三星、德州儀器等少數(shù)企業(yè)采用IDM模式，大部分芯片企業(yè)都只從事芯片設(shè)計(jì)，例如華為、聯(lián)發(fā)科、高通，臺(tái)積電是全球最大的晶圓代工廠商。

汽車芯片的發(fā)展趨勢(shì)

產(chǎn)品趨勢(shì)：汽車架構(gòu)從分布到集中，汽車芯片從MCU到AI芯片汽車電子電氣架構(gòu)正從分布式走向集中式，產(chǎn)生算力更高的域控制器芯片需求。

在早期，汽車電子是以分布式ECU架構(gòu)為主流，每個(gè)單獨(dú)的模塊都擁有自己的ECU，此時(shí)芯片的計(jì)算能力相對(duì)較弱。隨著汽車電子化程度的提高，復(fù)雜的功能推動(dòng)傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)向中心化架構(gòu)發(fā)展，對(duì)芯片算力的要求也隨之提高。

博世的電子電氣架構(gòu)演進(jìn)圖表明，汽車的電子電氣架構(gòu)將經(jīng)歷三大階段、六小階段的發(fā)展。三大階段分別是分布式結(jié)構(gòu)、區(qū)域中心化結(jié)構(gòu)、整車中心化結(jié)構(gòu)，六小階段分別是模塊化階段、模塊整合階段、區(qū)域中心化階段、區(qū)域整合階段、整車整合階段和車載云計(jì)算階段。整車電子電氣從分布式走向中心化成為一種趨勢(shì)，當(dāng)汽車電子電氣架構(gòu)形成域的概念后，將產(chǎn)生算力更高的域控制器芯片的需求。

軟件重要性隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)提升而提升，對(duì)于芯片的要求也相應(yīng)提升。根據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)自動(dòng)駕駛行業(yè)投資潛力分析及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)報(bào)告》預(yù)測(cè)，從L1到L4，自動(dòng)駕駛汽車中軟件的價(jià)值量將從26%提高到30%，而硬件的價(jià)值量將從58%下降到45%。軟件重要性的提高需要汽車芯片擁有更強(qiáng)的算力，因此，隨著智能駕駛等級(jí)的提升，對(duì)于芯片的要求將逐漸提升。

傳統(tǒng)汽車中的控制芯片為MCU，主要有8位，16位和32位三種型號(hào)。電子控制單元ECU是現(xiàn)代汽車電子的核心元件之一，泛指汽車上所有的電子控制系統(tǒng)，根據(jù)管理功能的不同可分為EMS（發(fā)動(dòng)機(jī)控制器）、TCU（變速箱控制器）、VCU（整車控制器）等，而MCU是在ECU當(dāng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算的芯片，是把CPU、內(nèi)存（RAM+ROM）、多種I/O接口等整合到單一芯片上形成的芯片級(jí)計(jì)算機(jī)。

當(dāng)前汽車級(jí)MCU主要有8位，16位和32位三種型號(hào)。三種型號(hào)的MCU在汽車的應(yīng)用場(chǎng)景上有所不同，隨著位數(shù)的增加，MCU的運(yùn)算能力逐漸增強(qiáng)，適用的場(chǎng)景也更加高端。

對(duì)芯片算力要求的提高推動(dòng)MCU朝高位數(shù)方向發(fā)展。在傳統(tǒng)的燃油汽車當(dāng)中主要采用的是功能芯片MCU，可以滿足汽車對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制、制動(dòng)力控制、轉(zhuǎn)向控制等一系列簡(jiǎn)單功能的實(shí)現(xiàn)。隨著汽車電子電器的發(fā)展，32位MCU開始扮演車用電子系統(tǒng)中的主控處理中心角色，即將分散各處的低階電子控制單元（ECU）集中管理。

MCU難以滿足智能駕駛的需求，AI芯片進(jìn)入汽車市場(chǎng)。車規(guī)級(jí)AI芯片是未來(lái)智能化汽車的“大腦”。不同于以CPU運(yùn)算為主的MCU，AI芯片一般是集成了CPU、圖像處理GPU、音頻處理DSP、深度學(xué)習(xí)加速單元NPU+內(nèi)存+各種I/O接口的SOC芯片。自動(dòng)駕駛對(duì)于芯片算力的要求有著質(zhì)的飛躍，現(xiàn)階段L2級(jí)別自動(dòng)駕駛計(jì)算量已達(dá)10TOPS,L3級(jí)別需要60TOPS，L4級(jí)別算力將超過100TOPS。

目前，市場(chǎng)上主流的32位MCU的工作頻率最高只達(dá)到350MHZ，64位MCU擁有更高的算力，但也無(wú)法滿足自動(dòng)駕駛汽車數(shù)億行代碼的運(yùn)算需求，這就需要算力遠(yuǎn)高于MCU的AI芯片來(lái)滿足智能駕駛的算力需求。車規(guī)級(jí)AI芯片擁有TOPS級(jí)別（1TOPS=1萬(wàn)億次計(jì)算每秒）的運(yùn)算能力，可以為自動(dòng)駕駛提供保障，例如英偉達(dá)Xiavier/Orin/Atlan芯片分別可以達(dá)到30/200/1000TOPS的算力。

AI芯片主要分為GPU、FPGA、ASIC，當(dāng)前主流的AI芯片是GPU，未來(lái)可能被ASIC替代。三類AI芯片之間的區(qū)別在于適用范圍不同。GPU屬于通用型芯片，ASIC則屬于專用型芯片，而FPGA則是介于兩者之間的半定制化芯片。

三種AI芯片各有優(yōu)劣，但是由于當(dāng)前用量有限，ASIC難以形成規(guī)模，而FPGA的量產(chǎn)成本高，相比于GPU而言開發(fā)門檻又高，因此目前二者在AI芯片市場(chǎng)的占比均不高，GPU由于運(yùn)算速率快，且通用性強(qiáng)，開發(fā)難度又相對(duì)較低，因此在目前及未來(lái)一段時(shí)間都將占據(jù)主流地位。

但是隨著AI芯片市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，預(yù)計(jì)在未來(lái)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，高性能、功耗低，量產(chǎn)成本又低的ASIC將對(duì)功耗高、成本高的GPU形成替代，成為主流的AI芯片。而FPGA由于功能可修改這一優(yōu)勢(shì)，在算法不斷更新、迭代的環(huán)境下將有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在需求量較小的專用領(lǐng)域?qū)⒈３肿∫欢ǖ氖袌?chǎng)份額。

AI芯片的算力遠(yuǎn)高于MCU的原因在于二者的邏輯架構(gòu)中，ALU的比重不同。通過對(duì)比AI芯片和MCU的邏輯架構(gòu)，我們可以解釋為什么AI芯片的算力遠(yuǎn)高于MCU。

由于AI芯片主要分為三類，因此我們可以選取當(dāng)前市場(chǎng)上處于主流地位，同時(shí)性能又相對(duì)普通的GPU來(lái)作對(duì)比；由于MCU是在CPU的基礎(chǔ)上整合內(nèi)存、計(jì)數(shù)器等其他模塊組成的芯片級(jí)計(jì)算機(jī)，它的算力與CPU處于同一量級(jí)，甚至略低于CPU（MCU中的CPU是經(jīng)過適當(dāng)縮減頻率和規(guī)格后才整合其他模塊的），因此我們可以用CPU代替MCU來(lái)作對(duì)比。

通過對(duì)比GPU和CPU的邏輯架構(gòu)，我們可以發(fā)現(xiàn)二者的ALU（算術(shù)邏輯單元）的比重有很明顯的區(qū)別。在CPU當(dāng)中，ALU的占比僅5%，而在GPU當(dāng)中，ALU的占比卻有40%，而這便是GPU的算力遠(yuǎn)高于CPU的主要原因，同樣也是AI芯片的算力遠(yuǎn)高于MCU的主要原因。

AI芯片加速上車，今年上市新車型開始使用AI芯片。各大車企今年上市的新車型開啟了AI芯片上車的時(shí)代，其中英偉達(dá)、高通、Mobileye的市場(chǎng)占有率較高：Mobileye在智能駕駛領(lǐng)域起步早，高通、英偉達(dá)則分別在智能座艙、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置。

同時(shí)，自主AI芯片廠商同樣具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，以地平線和華為為代表：極狐阿爾法S和賽力斯SF5搭載華為AI芯片和計(jì)算平臺(tái)，嵐圖FREE和智己L7搭載地平線征程系列芯片。

政策趨勢(shì)：汽車缺芯問題引發(fā)思考，扶持國(guó)產(chǎn)芯片上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面21年缺芯問題全球化，多家車企減產(chǎn)或停產(chǎn)。

自2020年年末，大眾因?yàn)榇箨懞筒┦赖腅SP芯片短缺停產(chǎn)開始，“缺芯片”問題陸續(xù)影響全球車企，大眾、沃爾沃、通用、福特、豐田、本田、日產(chǎn)等跨國(guó)車企陸續(xù)因半導(dǎo)體供應(yīng)緊張而暫停部分工廠的生產(chǎn)計(jì)劃，其中涉及到多款熱銷車型。國(guó)內(nèi)的一汽、長(zhǎng)城、蔚來(lái)等也受到缺芯片影響而減產(chǎn)或推遲新車型的上市計(jì)劃。

車規(guī)芯片相對(duì)消費(fèi)芯片具有更高的要求，國(guó)內(nèi)參與者甚少，缺芯背景下缺乏自主可控供應(yīng)鏈引起關(guān)注和重視。芯片設(shè)計(jì)業(yè)者，進(jìn)入車用芯片供應(yīng)鏈最基本的就是取得AEC-Q100/101/200認(rèn)證，這是由北美汽車產(chǎn)業(yè)所推的針對(duì)集成電路應(yīng)力測(cè)試認(rèn)證的失效機(jī)理認(rèn)證測(cè)試，其中AEC-Q100針對(duì)IC類產(chǎn)品、101針對(duì)離散器件、200針對(duì)被動(dòng)零件。

除此之外，車規(guī)級(jí)芯片的生產(chǎn)流程需要符合零失效的供應(yīng)鏈品質(zhì)管理標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS16949規(guī)范要求，模塊的質(zhì)量測(cè)試需要符合ISO16750標(biāo)準(zhǔn)中“道路車輛-環(huán)境條件以及電氣電子設(shè)備測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)”的相關(guān)規(guī)定。對(duì)于消費(fèi)型產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)業(yè)者已駕輕就熟，但鑒于車規(guī)級(jí)芯片的更高要求和更大難度，以及需要投入的研發(fā)成本，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)涉及該領(lǐng)域的非常少。當(dāng)前汽車缺芯背景下，國(guó)內(nèi)企業(yè)受制于上游的國(guó)外廠商，缺乏國(guó)產(chǎn)替代產(chǎn)品，缺乏自主可控供應(yīng)鏈問題引起關(guān)注和重視。

車規(guī)芯片已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面，芯片“國(guó)產(chǎn)化”成為新浪潮。2020年2月24日，國(guó)家發(fā)改委等11部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，明確提出突破智能計(jì)算平臺(tái)以及車規(guī)級(jí)芯片等關(guān)鍵技術(shù)。2020年8月5日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，在研發(fā)政策上鼓勵(lì)高端芯片研發(fā)。缺芯問題發(fā)生后，芯片國(guó)產(chǎn)化引起廣泛關(guān)注。

2021年3月3日兩會(huì)期間，陳虹提出了提高車規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化率，建議制定車規(guī)級(jí)芯片“兩步走”的頂層設(shè)計(jì)路線，目的是為了實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)芯片企業(yè)從外部到內(nèi)部的動(dòng)力轉(zhuǎn)換?！皟刹阶摺敝校?/p>

• 第一步由主機(jī)廠和系統(tǒng)供應(yīng)商共同推動(dòng)，扶持重點(diǎn)芯片企業(yè)，幫助芯片企業(yè)首先解決技術(shù)門檻較低的車規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化問題，提升其車規(guī)級(jí)國(guó)產(chǎn)化體系能力。
• 第二步主要由芯片供應(yīng)商推動(dòng)，形成芯片供應(yīng)商內(nèi)生動(dòng)力機(jī)制，解決技術(shù)門檻高的車規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化問題。隨著支持車規(guī)芯片國(guó)產(chǎn)化的政策陸續(xù)推出，芯片“國(guó)產(chǎn)化”必然會(huì)成為新浪潮。

智能駕駛

市場(chǎng)空間：主要增量來(lái)自AI芯片，

十年CAGR達(dá)30%

乘用車市場(chǎng)將保持低速增長(zhǎng)，汽車

智能化推動(dòng)芯片市場(chǎng)增長(zhǎng)

近年來(lái)，乘用車銷量增速普遍下滑，未來(lái)將保持低速增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，近年來(lái)，全球以及中國(guó)乘用車市場(chǎng)的銷量增速明顯下滑，2018年以來(lái)更是出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。2020年，我國(guó)乘用車零售累計(jì)達(dá)到1928.8萬(wàn)輛，同比下降10%。隨著經(jīng)濟(jì)逐漸復(fù)蘇，被抑制的購(gòu)車需求逐漸釋放，預(yù)計(jì)2021年全球/中國(guó)汽車銷量增速分別8%/10%，未來(lái)全球以及中國(guó)的乘用車銷量將分別保持2%和4%的低速增長(zhǎng)。

未來(lái)全球無(wú)人駕駛行業(yè)市場(chǎng)前景廣闊，汽車智能化發(fā)展將推動(dòng)汽車芯片的發(fā)展。隨著汽車智能化發(fā)展，無(wú)人駕駛汽車的市場(chǎng)前景越來(lái)越明朗，無(wú)人駕駛汽車的投入使用將帶動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展，根據(jù)IHS報(bào)告的數(shù)據(jù)，到2035年，全球無(wú)人駕駛系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到6000億元，而中國(guó)的市場(chǎng)規(guī)模則接近1500億元。汽車芯片作為無(wú)人駕駛系統(tǒng)的核心元件之一，受益于智能駕駛行業(yè)的發(fā)展，未來(lái)將有不錯(cuò)的發(fā)展前景。

汽車MCU：市場(chǎng)空間十年翻倍

通過對(duì)單車MCU裝載量以及售價(jià)進(jìn)行預(yù)測(cè)，我們可以預(yù)測(cè)未來(lái)全球以及中國(guó)的車載MCU的市場(chǎng)空間。

1.單車MCU數(shù)量預(yù)測(cè)：

估算2020年平均單車MCU數(shù)量為50片。2007年一部中端汽車采用的MCU數(shù)量大約是40-50片，高端車型可達(dá)到80-100片，平均每輛汽車的MCU數(shù)量約為30個(gè)?，F(xiàn)階段一輛普通汽車的ECU多達(dá)七八十個(gè)，我們估算2020年平均單車采用MCU數(shù)量為50片。

汽車電子繼續(xù)在中低端車型滲透，2025年隨著L4開始滲透將成為MCU數(shù)量由增到減的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

• 一方面，隨著汽車電子化程度的提高，單車裝載的ECU數(shù)量會(huì)隨之增加，根據(jù)博世公布的數(shù)據(jù)，從2006年到2016年，平均每輛汽車的ECU數(shù)量從28個(gè)增加到38個(gè)，未來(lái)隨著汽車智能化發(fā)展，汽車電子化程度會(huì)進(jìn)一步提高，單車裝載的ECU/MCU的數(shù)量也會(huì)進(jìn)一步增加。
• 另一方面，汽車電子電氣架構(gòu)（E/E架構(gòu)）的集成化發(fā)展會(huì)導(dǎo)致ECU數(shù)量的減少，同時(shí)E/E架構(gòu)的發(fā)展過程中誕生的集成化的域控制器對(duì)芯片算力的要求更高，AI芯片會(huì)對(duì)部分MCU進(jìn)行替代，現(xiàn)今特斯拉的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)Autopilot3.0搭載的便是自研的AI芯片（FSD芯片），而其他車企的自動(dòng)駕駛/智能座艙域控制器中也開始搭載英偉達(dá)/高通的AI芯片，E/E架構(gòu)的集成化以及AI芯片對(duì)MCU的替代會(huì)導(dǎo)致ECU/MCU數(shù)量的減少。

目前汽車處于分布式電子電器架構(gòu)模塊化階段，逐步向分布式電子電氣架構(gòu)集成化階段過渡。模塊化的架構(gòu)在當(dāng)前L2階段還可以被接受，但到了L4級(jí)別，模塊化封閉的架構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷將被放大。

L4預(yù)計(jì)將在2025年之后開始逐步上量，我們預(yù)測(cè)：

• 在2025年之前，市場(chǎng)平均單車MCU數(shù)量將隨著汽車電子化程度提高、中低端車型汽車電子加速滲透而提升，L2-L3級(jí)車加速滲透，并逐步從分布式模塊化向分布式集成化階段過渡。
• 2025年之后，L4開始滲透，L2-L4車型電子電器架構(gòu)預(yù)計(jì)均從分布式模塊化轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际郊苫?，并逐步向域集中電子電氣架?gòu)過渡，由此帶來(lái)市場(chǎng)平均單車MCU數(shù)量的減少，與此同時(shí)，中低端車汽車電子的滲透已接近尾聲，滲透率增速將逐步放緩。
• 2025年平均單車采用的MCU數(shù)量預(yù)計(jì)隨著中低端車型電子化升級(jí)提升到55片；自2025年起，隨著L4/L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車開始滲透，L2/L3加速切向分布式集成化架構(gòu)，平均單車采用的MCU數(shù)量開始逐年下降，預(yù)計(jì)到2030年下降到50片。

2.車載MCU單價(jià)預(yù)測(cè)：

• 2025年后分布式模塊化架構(gòu)向集成化轉(zhuǎn)換將加速車載MCU單價(jià)的提升。根據(jù)SemicoResearchCorp.的數(shù)據(jù)，2018年車載MCU年平均售價(jià)為2.02美元，2019年上半年上漲到2.07美元，汽車芯片價(jià)格逐年提升。
• 2020年下半年開始的缺芯問題更是導(dǎo)致部分車載MCU產(chǎn)品的價(jià)格上調(diào)了20%-30%。根據(jù)恩智浦官網(wǎng)產(chǎn)品信息，8位、16位、32位車載MCU平均價(jià)格依次遞增。
• 2025年開始，隨著電子電氣架構(gòu)從分布式模塊化向分布式集成化轉(zhuǎn)換，32位MCU的占比將逐漸增加，預(yù)計(jì)2025年以后車載MCU的平均單價(jià)將加速提升。

我們預(yù)測(cè)：2020/2021由于缺芯問題車載MCU的平均單價(jià)分別增長(zhǎng)15%/25%，2022年回歸正常區(qū)間，并由于32位占比提升平均單價(jià)將以5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

3.2025年/2030年全球汽車MCU市場(chǎng)空間將達(dá)到96/122億美元。基于對(duì)乘用車未來(lái)增速的預(yù)測(cè)，再結(jié)合對(duì)單車MCU裝載量以及車載MCU單價(jià)的預(yù)測(cè)，我們預(yù)測(cè)全球車載MCU的市場(chǎng)規(guī)模將在2025年達(dá)到96億美元，到2030年達(dá)到122億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)6.74%；同時(shí)，我們預(yù)測(cè)中國(guó)車載MCU的市場(chǎng)規(guī)模將在2025年達(dá)到38億美元左右，到2030年達(dá)到53億美元以上，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)8.82%。

汽車級(jí)AI芯片：市場(chǎng)空間

10年近15倍

通過對(duì)各等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的滲透率以及AI芯片的單車價(jià)值量的預(yù)測(cè)，我們可以預(yù)測(cè)未來(lái)全球以及中國(guó)的車載AI芯片的市場(chǎng)空間。

1、各等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的滲透率預(yù)測(cè)。2020年11月11日，由北京市人民政府、工業(yè)和信息化部、公安部、交通運(yùn)輸部、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)共同主辦的2020世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會(huì)在北京開幕，國(guó)汽智聯(lián)首席科學(xué)家李克強(qiáng)教授在會(huì)上發(fā)布《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》，提出了中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)在發(fā)展期(2020-2025)、推廣期(2025-2030)和成熟期(2031-2015)的發(fā)展目標(biāo):2025年L2、L3級(jí)新車銷量占比達(dá)50%、C-V2X達(dá)50%；2030年L2、L3級(jí)新車銷量占比達(dá)70%、L4級(jí)達(dá)20%、C-V2X基本普及，2025年前后實(shí)現(xiàn)智能駕駛的規(guī)模化應(yīng)用?；谝陨闲畔?，我們對(duì)未來(lái)中國(guó)市場(chǎng)各等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的滲透率進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.各等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的AI芯片單車價(jià)值量預(yù)測(cè)。以當(dāng)前各等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的單車價(jià)值量的測(cè)算值為基準(zhǔn)，我們預(yù)測(cè)未來(lái)五年隨著汽車智能化集成化程度的提升、對(duì)AI芯片的要求和性能隨之提升，AI芯片的單車價(jià)值量會(huì)5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。隨后，由于L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)初具規(guī)模，一定程度上分?jǐn)偝杀?，L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車也開始進(jìn)入市場(chǎng)，成本低、性能好的ASIC逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，對(duì)GPU形成替代，此時(shí)AI芯片的價(jià)格下降，預(yù)測(cè)相應(yīng)的單車價(jià)值量會(huì)以每年5%的速度下降。

3.2025年/2030年全球汽車AI芯片市場(chǎng)空間將達(dá)到113/236億美元。2025年前單車價(jià)值量和自動(dòng)駕駛滲透率共同加速汽車AI芯片市場(chǎng)增長(zhǎng)，2025年后自動(dòng)駕駛持續(xù)滲透使車載AI芯片市場(chǎng)繼續(xù)保持增長(zhǎng)。基于對(duì)乘用車未來(lái)增速的預(yù)測(cè)，再結(jié)合對(duì)各等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車的滲透率以及相應(yīng)的AI芯片單車價(jià)值量的預(yù)測(cè)。

我們預(yù)測(cè)全球汽車級(jí)AI芯片的市場(chǎng)規(guī)模將在2025年達(dá)到113億美元，到2030年達(dá)到236億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)30.79%；同時(shí)，我們預(yù)測(cè)中國(guó)汽車級(jí)AI芯片的市場(chǎng)規(guī)模將在2025年達(dá)到68億美元，到2030年達(dá)到124億美元以上，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)28.14%。

智能駕駛

競(jìng)爭(zhēng)格局：MCU格局穩(wěn)定，AI芯片

國(guó)產(chǎn)廠商加速追趕

傳統(tǒng)汽車控制類芯片MCU格局穩(wěn)定，智能駕駛的發(fā)展使車載AI芯片迎來(lái)多元化的競(jìng)爭(zhēng)格局。在過去的幾十年里，在汽車電子芯片領(lǐng)域，主流供應(yīng)商以歐美和日本廠商為主，外來(lái)者鮮少打破此格局。

但是隨著汽車行業(yè)智能化的發(fā)展，芯片和軟件在汽車中占比將逐步提升，在此趨勢(shì)下，在傳統(tǒng)的車載MCU廠商如ST、NXP、英飛凌、瑞薩發(fā)力研究自動(dòng)駕駛方案的同時(shí)，消費(fèi)級(jí)芯片廠商及人工智能公司也進(jìn)入車規(guī)級(jí)領(lǐng)域，比如英特爾，英偉達(dá)，高通等。除此之外，一些國(guó)內(nèi)的科技公司開始自主研發(fā)芯片產(chǎn)品，如華為、百度、地平線等。

MCU競(jìng)爭(zhēng)格局穩(wěn)定，CR5約90%

MCU主要廠商產(chǎn)品及技術(shù)成熟，大多委托代工廠進(jìn)行晶圓制造。傳統(tǒng)車規(guī)控制芯片MCU，行業(yè)重要玩家以國(guó)外廠商為主，包括瑞薩電子、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯電子、意法半導(dǎo)體等。從產(chǎn)品和技術(shù)方面而言，前五大MCU廠商的產(chǎn)品系列豐富、種類多樣，具備從基礎(chǔ)功能到高性能的覆蓋面，同時(shí)隨著技術(shù)進(jìn)步也在不斷出新。

MCU市場(chǎng)發(fā)展至今，制造技術(shù)和產(chǎn)品相對(duì)成熟，各家產(chǎn)品也各有特點(diǎn)，如日本瑞薩電子的RH850系列采用瑞薩40納米工藝制造為業(yè)界首創(chuàng)，且其還提供具有強(qiáng)大成本效益的功能和特性。

恩智浦基于高性能混合信號(hào)的專業(yè)性，產(chǎn)品支持多種loT景觀、提供極高集成度且廣泛的軟硬件支持。而英飛凌在開發(fā)產(chǎn)品時(shí)側(cè)重于能源效率、移動(dòng)性和安全性，且其于2019年收購(gòu)賽普拉斯，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。在產(chǎn)品制造方面，各大廠都選擇了代工廠進(jìn)行晶圓委托制造，但當(dāng)前芯片行業(yè)環(huán)境緊張的情況下，許多代工廠也面臨延遲交貨的問題，從而造成了一定的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

MCU主要廠商近五年?duì)I收來(lái)源于亞洲地區(qū)居多，主要客戶均為全球知名大廠。根據(jù)2016年至2020年的企業(yè)數(shù)據(jù)，瑞薩電子、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯科技和意法半導(dǎo)體這六家MCU主要廠商營(yíng)收主要來(lái)源為亞洲地區(qū)居多，而亞洲地區(qū)中日本、中國(guó)以及新加坡這三國(guó)居多。

從各自主要客戶來(lái)看，六家MCU主要廠商的重要客戶范圍覆蓋全球及多個(gè)行業(yè)，包括知名車企（如比亞迪、本田等）、汽車供應(yīng)商（如德國(guó)大陸）、通訊科技公司（如華為）、高科技公司（如蘋果）等，而與其合作的企業(yè)也多為各自行業(yè)的龍頭企業(yè)，可見其產(chǎn)品知名度和認(rèn)可度。

德州儀器近年?duì)I收與凈利潤(rùn)穩(wěn)居高位。2015年至2020年，在重要財(cái)務(wù)指標(biāo)方面，德州儀器無(wú)論是在營(yíng)業(yè)收入還是在凈利潤(rùn)方面都顯著高于其他幾家廠商，2020年?duì)I收高達(dá)144.61億美元、凈利潤(rùn)達(dá)55.95億美元。

近幾年，從營(yíng)業(yè)收入而言，恩智浦表現(xiàn)較為穩(wěn)定，瑞薩則在2016年波動(dòng)后趨于穩(wěn)定，德州儀器穩(wěn)定居于高位，而英飛凌、意法半導(dǎo)體、微芯都大致呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中英飛凌、意法半導(dǎo)體均在2020年突破百億美元營(yíng)收。在營(yíng)收結(jié)構(gòu)方面，根據(jù)各廠商最新的官方數(shù)據(jù)，瑞薩電子汽車業(yè)務(wù)占比48%、恩智浦汽車業(yè)務(wù)營(yíng)收占比為44%、英飛凌汽車業(yè)務(wù)占比45%、德州儀器汽車業(yè)務(wù)占比21%、微芯科技汽車業(yè)務(wù)營(yíng)收占比55%、意法半導(dǎo)體汽車業(yè)務(wù)占比32%。

從歸母凈利潤(rùn)角度而言，變動(dòng)大于營(yíng)收變動(dòng)，恩智浦凈利潤(rùn)在2019至2020年大幅下跌至2020年的0.52億美元，瑞薩電子和意法半導(dǎo)體的凈利潤(rùn)則在2019年下跌后出現(xiàn)回升，英飛凌凈利潤(rùn)在近年先升后降至2020年的4.32億美元，而德州儀器和微芯科技近年趨勢(shì)則穩(wěn)中帶增。其中，德州儀器盈利數(shù)據(jù)表現(xiàn)突出但車規(guī)MCU市占率并非最高或與其汽車業(yè)務(wù)營(yíng)收占比不高相關(guān)，相比其他前五大廠商，德州儀器2020年汽車業(yè)務(wù)營(yíng)收占比僅為20%。

歐美日傳統(tǒng)廠商占據(jù)車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)大多數(shù)份額，國(guó)內(nèi)廠商近年不斷發(fā)展?？v觀2020年車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)占有率，瑞薩電子（30%）、恩智浦（26%）、英飛凌（14%）、賽普拉斯（9%）（被英飛凌收購(gòu)）、德州儀器（7%），微芯科技（7%）和意法半導(dǎo)體（5%）搶占98%的市場(chǎng)，剩下的其他廠商共占2%。

從毛利率角度而言，前六家廠商2016年至2020年毛利率較為穩(wěn)定，其中德州儀器表現(xiàn)突出、穩(wěn)居高位。由于車規(guī)級(jí)MCU研發(fā)周期長(zhǎng)，認(rèn)證要求遠(yuǎn)高于消費(fèi)和工業(yè)級(jí)MCU，中國(guó)僅幾家企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)中低端品類的量產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)滲透率很低，車規(guī)級(jí)MCU芯片市場(chǎng)大部分份額由歐美日等傳統(tǒng)廠商瓜分。中國(guó)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)車規(guī)級(jí)MCU的主要企業(yè)包括上海芯旺微電子、杰發(fā)科技、賽騰微電子和比亞迪半導(dǎo)體。

在2018年底，四維圖新的子公司杰發(fā)科技自主研發(fā)并量產(chǎn)了國(guó)內(nèi)首顆車規(guī)級(jí)MCU芯片AC781x，而2020年比亞迪半導(dǎo)體的車規(guī)級(jí)MCU已批量裝載在比亞迪全系列車型上，累計(jì)裝車超500萬(wàn)顆，可見國(guó)產(chǎn)MCU產(chǎn)品也在不斷發(fā)展、未來(lái)可期。

綜合多項(xiàng)指標(biāo)，傳統(tǒng)汽車控制芯片MCU外資長(zhǎng)期壟斷，格局穩(wěn)定。作為全球車規(guī)級(jí)MCU行業(yè)的前六大廠商，瑞薩電子、恩智浦、英飛凌、德州儀器、微芯科技和意法半導(dǎo)體在各個(gè)方面都展示出強(qiáng)勁的實(shí)力，在該行業(yè)有著難以超越的優(yōu)勢(shì)和地位。

隨著智能駕駛這一概念的興起，自動(dòng)駕駛對(duì)于芯片算力的要求有著質(zhì)的飛躍，現(xiàn)階段L2級(jí)別自動(dòng)駕駛計(jì)算量已達(dá)10TOPS,L3級(jí)別需要60TOPS，L4級(jí)別算力將超過100TOPS，MCU芯片無(wú)法滿足自動(dòng)駕駛汽車數(shù)億行代碼的運(yùn)算需求，AI芯片開始上車，為自動(dòng)駕駛的發(fā)展提供保障。AI芯片的發(fā)展目前經(jīng)歷兩個(gè)階段：

AI芯片第一階段：低級(jí)別輔助駕駛發(fā)展，

Mobileye占統(tǒng)治地位

輔助駕駛階段Mobileye和賽靈思占據(jù)行業(yè)龍頭位置，收購(gòu)賽靈思后Mobileye輔助駕駛市占率超70%。L1~L2級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)興起之后，自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)長(zhǎng)期被Mobileye和賽靈思兩個(gè)玩家所掌控，截至2020年，前者的年出貨量接近2000萬(wàn)片，后者則超過700萬(wàn)片。2020年10月，AMD宣布收購(gòu)賽靈思，截止2017年mobileye稱，已有25家汽車制造商的2700萬(wàn)輛汽車使用了其駕駛輔助系統(tǒng)，市場(chǎng)份額超過70%。

Mobileye擅長(zhǎng)視覺技術(shù)，賽靈思擅長(zhǎng)感知計(jì)算，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。Mobileye以計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)見長(zhǎng)，致力于自動(dòng)駕駛的視覺方案，主打功能強(qiáng)大、低功耗EyeQ?系列芯片。賽靈思推出Zynq?UltraScale+?MPSoC的多個(gè)產(chǎn)品系列，處理和計(jì)算毫米波雷達(dá)感知到的數(shù)據(jù)。將攝像頭和雷達(dá)的感知能力結(jié)合起來(lái)使用，可以實(shí)現(xiàn)L2級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)。

L2級(jí)自動(dòng)駕駛普遍使用Mobileye提供的視覺感知方案（攝像頭和EyeQ芯片）+毫米波雷達(dá)（內(nèi)載賽靈思的計(jì)算芯片）硬件架構(gòu)，因此這個(gè)市場(chǎng)一直都是Mobileye和賽靈思的天下。

Mobileye制造模式由Fabless向IDM轉(zhuǎn)型，后續(xù)或?qū)崿F(xiàn)芯片自給自足。目前，EyeQ系列芯片主要由意法半導(dǎo)體及臺(tái)積電代工，芯片產(chǎn)量在產(chǎn)能緊缺時(shí)將受代工廠限制。英特爾執(zhí)行長(zhǎng)PatGelsinger于2021年3月24日宣布英特爾將投入200億美元在美國(guó)設(shè)廠，并以IDM2.0的形式，重返晶圓代工業(yè)務(wù)。英特爾美國(guó)制造基地已擁有四座正常運(yùn)營(yíng)的工廠，具備所有支持新工廠的基礎(chǔ)設(shè)施，這將加快建設(shè)速度，新的晶圓廠將在2024年為英特爾內(nèi)部業(yè)務(wù)和外部客戶提供晶圓代工服務(wù)。Mobileye將在后續(xù)完成IDM轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)芯片自給自足。

EyeQ系列產(chǎn)品覆蓋國(guó)內(nèi)外各大傳統(tǒng)車企和新勢(shì)力，于2019-2021年密集上市。憑借輔助駕駛領(lǐng)域的高性能、低功耗的技術(shù)方案，Mobileye的產(chǎn)品已在福特、上汽、寶馬、沃爾沃、威馬、長(zhǎng)城、廣汽、一汽等傳統(tǒng)老牌車企以及蔚來(lái)、理想、小鵬等造車新勢(shì)力上上車。

AI芯片第二階段：高級(jí)別自動(dòng)駕駛階段，

高通、英偉達(dá)為龍頭

L3功能量產(chǎn)車密集發(fā)布，帶來(lái)更高性能的座艙、自動(dòng)駕駛芯片需求。今年上海車展上各大車企密集發(fā)布L2+功能的新車，進(jìn)入到該階段，電子電氣架構(gòu)向域集中式發(fā)展，目前主要是智能座艙和自動(dòng)駕駛域的形成和發(fā)展，這需要更高級(jí)別的AI芯片提供支持。芯片作為預(yù)埋硬件，在后續(xù)軟件優(yōu)化升級(jí)后與之匹配，實(shí)現(xiàn)智能駕駛功能的升級(jí)，因此，超越當(dāng)前自動(dòng)駕駛級(jí)別要求的芯片提前上車成為趨勢(shì)（現(xiàn)階段L2級(jí)別自動(dòng)駕駛計(jì)算量已達(dá)10TOPS,L3級(jí)別需要60TOPS，L4級(jí)別算力將超過100TOPS）。

智能座艙和自動(dòng)駕駛平行發(fā)展，高通、英偉達(dá)分別為座艙、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域龍頭。目前，進(jìn)入智能座艙和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的廠商有高通、英偉達(dá)、Mobileye、地平線、華為和黑芝麻等，隨著新型AI芯片的不斷推出，已涵蓋L1至L5級(jí)全自動(dòng)駕駛功能。

英偉達(dá)是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的龍頭，全新的自動(dòng)駕SoCAtlan，單顆算力能夠達(dá)到1000TOPS，相比上一代算力提升接近4倍。高通在智能座艙領(lǐng)域占統(tǒng)治地位，并開發(fā)高度可擴(kuò)展、開放、完全可定制化的SnapdragonRide平臺(tái)，提供功耗高度優(yōu)化的自動(dòng)駕駛解決方案，長(zhǎng)城汽車將在2022年推出的高端車型上率先采用具備強(qiáng)大性能的SnapdragonRide平臺(tái)。

英偉達(dá)、高通技術(shù)領(lǐng)先，Mobileye實(shí)力不俗。英偉達(dá)新推出的Atlan芯片算力可達(dá)1000TOPS，采用7nm工藝的Orin芯片可實(shí)現(xiàn)每秒200TOPS運(yùn)算性能，比上一代Xavier提升7倍，功耗僅為45W，采用12nm工藝的Xavier功耗僅為30W。

高通RideSoC采用先進(jìn)的5nm工藝，搭載第六代高通KryoCPU與第六代AdrenoGPU，算力達(dá)700-760TOPS，功耗也僅有65W，SA8155與SA8195也采用了7nm工藝。Mobileye全新的EyeQ5采用7nm工藝，算力達(dá)24TOPS，功耗僅為10W，支持L4-L5自動(dòng)駕駛等級(jí)，預(yù)計(jì)2023年上市的EyeQ6采用7nm工藝，AI算力達(dá)67TOPS的同時(shí)預(yù)計(jì)功耗僅為25W。

• 英特爾：計(jì)算機(jī)CPU巨頭收購(gòu)Mobileye進(jìn)軍自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。英特爾在車機(jī)芯片與自動(dòng)駕駛芯片一起發(fā)力，除自動(dòng)駕駛領(lǐng)域收購(gòu)Mobileye外，車機(jī)芯片擁有眾多客戶，采用14nm工藝的5款A(yù)3900系列芯片與寶馬、通用、凱迪拉克、現(xiàn)代起亞、捷豹路虎、長(zhǎng)城、奇瑞、斯巴魯、紅旗、合眾汽車等擁有合作。
• 英偉達(dá)：擁有XAVIER、PEGASUS系列芯片和Hyperion平臺(tái)，DriveAGX系統(tǒng)可支持L2+~L5級(jí)自動(dòng)駕駛。公司將于2022年正式投產(chǎn)的Orin芯片可實(shí)現(xiàn)每秒200TOPS運(yùn)算性能，比上一代Xavier提升7倍，功耗僅為45W，與上一代產(chǎn)品一致，可提供L2+高級(jí)輔助駕駛功能，升級(jí)到雙片后算力達(dá)到400TOPS，可提供L4級(jí)別自動(dòng)駕駛方案，未來(lái)使用的GPU可進(jìn)一步擴(kuò)展算力，理論可達(dá)2000TOPS，為實(shí)現(xiàn)L5預(yù)留充足硬件能力。公司于2021年新推出的Atlan芯片目標(biāo)瞄準(zhǔn)L4/L5自動(dòng)駕駛，采用ZeusCPU架構(gòu)，算力可達(dá)1000TOPS。
• 高通：2020年CES大會(huì)上發(fā)布自動(dòng)駕駛平臺(tái)“驍龍Ride”，正式入局智能汽車領(lǐng)域。驍龍RideSoC搭載第六代高通KryoCPU與第六代AdrenoGPU，算力達(dá)700-760TOPS，配合加速器和自動(dòng)駕駛堆棧的獨(dú)特組合為汽車制造商提供了可擴(kuò)展的解決方案，旨在支持自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的三個(gè)行業(yè)領(lǐng)域：即用于車輛的L1/L2主動(dòng)安全ADAS，其中包括自動(dòng)緊急制動(dòng)，交通標(biāo)志識(shí)別和車道保持輔助功能；L2+便捷ADAS，適用于在走走停停的交通中以自動(dòng)公路駕駛，自助停車和城市駕駛為特色的車輛；以及L4/L5全自動(dòng)駕駛，用于城市自動(dòng)駕駛，出租車和機(jī)器人物流。
• 地平線：擁有國(guó)內(nèi)首款車規(guī)芯片，征程五代算力將達(dá)96TOPS。公司擁有的征程二代芯片不僅實(shí)現(xiàn)了中國(guó)車規(guī)級(jí)AI芯片量產(chǎn)的零突破，也補(bǔ)齊了國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。公司2021年最新推出的征程五代芯片，最高可支持L4自動(dòng)駕駛等級(jí)，具備96TOPS的AI算力，實(shí)際性能超過特斯拉FSD芯片。
• 華為：已可支持L3、L4級(jí)自動(dòng)駕駛。MDC600平臺(tái)基于8顆昇騰310AI芯片，整合了CPU和相應(yīng)的ISP模塊，算力高達(dá)352TOPS，功耗算力比為1TOPS/W，能夠支持L4級(jí)別自動(dòng)駕駛。最新推出的麒麟990A，使用7nm工藝，支持L4自動(dòng)駕駛等級(jí)，CPU搭載4核泰山V120+4核Cortex-A55，GPU搭載8核Mali-G76。
• 黑芝麻：AI計(jì)算部分基于完全自研的NPU。目前芯片是A1000，采用16nm工藝，整體芯片為ASIL-B級(jí)，可實(shí)現(xiàn)ASIL-D級(jí)安全島；用于AI計(jì)算的部分基于黑芝麻自研的NPU，算力可以達(dá)到40Tops。今年上海車展，黑芝麻發(fā)布新一代A1000pro，算力將達(dá)到106Tops，預(yù)計(jì)今年第三季度可以拿到工程樣片。
• 特斯拉：擁有HW3.0、HW4.0、DOJO三款自研芯片。2021年8月，特斯拉發(fā)布超級(jí)計(jì)算機(jī)DOJO，DOJO算力可達(dá)362TOPS，使用7nm工藝，可以實(shí)現(xiàn)1024GFLOPS的BF16算力，在芯片周圍的四向都有4TB/s的傳輸帶寬。

AI芯片龍頭毛利率均居高位，英偉達(dá)營(yíng)收穩(wěn)定增長(zhǎng)。英偉達(dá)2020年?duì)I收達(dá)166.75億美元，歸母凈利潤(rùn)為27.96億美元，營(yíng)收與歸母凈利潤(rùn)增長(zhǎng)穩(wěn)定；高通營(yíng)收保持穩(wěn)定，歸母凈利波動(dòng)增長(zhǎng)，2020年?duì)I收達(dá)235.31億美元，歸母凈利潤(rùn)為51.98億美元。在汽車業(yè)務(wù)方面，英偉達(dá)2020年汽車業(yè)務(wù)收入5.36億美元，2019年為7億美元，2020年前穩(wěn)步增長(zhǎng)。

2020年高通汽車業(yè)務(wù)收入6.44億美元，2019年為6.4億美元，汽車業(yè)務(wù)收入保持穩(wěn)定。從公司整體毛利率來(lái)看，高通與英偉達(dá)均居于高位，毛利率均維持在60%左右，相比之下英偉達(dá)毛利率增長(zhǎng)更為穩(wěn)定明顯。從公司整體凈利率來(lái)看，2019年前英偉達(dá)凈利率增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，2019年后在25%左右平穩(wěn)增長(zhǎng)。高通凈利率在2017年和2018年有較大波動(dòng)，2019年凈利率恢復(fù)到18.07%，并呈現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

客戶合作方面，英偉達(dá)和高通是主要參與廠商，擁有眾多整車廠/Tier1客戶。英偉達(dá)和高通的客戶優(yōu)質(zhì)而廣泛，覆蓋超370家整車廠商：傳統(tǒng)車企方面，奧迪、奔馳、現(xiàn)代、奇瑞、沃爾沃、路虎、廣汽等眾多廠商選擇英偉達(dá)和高通；造車新勢(shì)力方面，英偉達(dá)和高通拿下了蔚來(lái)、理想、小鵬、零跑、威馬、天際等最新車型的訂單，將頭部造車新勢(shì)力一網(wǎng)打盡。

Mobileye、高通和英偉達(dá)的客戶重復(fù)度高，但合作領(lǐng)域差異較大，英偉達(dá)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)，高通的重心為智能駕駛艙，Mobileye雖在輔助駕駛階段占統(tǒng)治地位，但在自動(dòng)駕駛和智能駕駛艙領(lǐng)域不再有強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，自主AI芯片廠商發(fā)展勢(shì)頭迅猛，華為和地平線與多與造車新勢(shì)力合作，搭載車型陸續(xù)上市。

今年各大車企密集發(fā)布L2+自動(dòng)駕駛車型，在高級(jí)別自動(dòng)駕駛應(yīng)用上，英偉達(dá)和高通的市場(chǎng)占有率高。各大車企今年相繼進(jìn)入L2+量產(chǎn)階段，開啟了AI芯片上車時(shí)代，在高級(jí)別自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車上，高通、英偉達(dá)分別在智能座艙、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置。同時(shí)，自主AI芯片廠商同樣具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，以地平線和華為為代表：極狐阿爾法S和賽力斯SF5搭載華為AI芯片和計(jì)算平臺(tái)，嵐圖FREE和智己L7搭載地平線征程系列芯片。

汽車AI芯片壁壘高，且涉及到量產(chǎn)周期較長(zhǎng)，且僅臺(tái)積電等少數(shù)幾家代工廠具備制造封裝能力，因此目前率先量產(chǎn)的龍頭廠商短中期地位穩(wěn)固。英偉達(dá)和高通起步較早，其中，英偉達(dá)TegraK1、TegraX1、TegraParker、Xavier已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并搭載于眾多上市車型，Orin也將在2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。高通602A、820A、SA6155、SA8155、SA8195已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，搭載的車型眾多，Ride也將在2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

車規(guī)級(jí)AI芯片從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)一般需要4~5年，由于開發(fā)周期長(zhǎng)、技術(shù)難度大；另外，英偉達(dá)、高通、地平線、華為、黑芝麻、mobileye等公司采用FABLESS模式，主要負(fù)責(zé)定義、設(shè)計(jì)及定案，晶圓的制造和芯片封裝、測(cè)試一般委托給臺(tái)積電等少數(shù)代工廠商負(fù)責(zé)；英特爾采用IDM模式，不需代工廠進(jìn)行代工。因此，率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的龍頭廠商將具有較高的競(jìng)爭(zhēng)壁壘，高通和英偉達(dá)的優(yōu)勢(shì)地位短中期不易被撼動(dòng)。

綜合技術(shù)、產(chǎn)品、客戶、規(guī)模、量產(chǎn)節(jié)奏，結(jié)合未來(lái)汽車電子電氣架構(gòu)和智能化的發(fā)展趨勢(shì)，我們認(rèn)為：在汽車AI芯片領(lǐng)域，高通和英偉達(dá)占據(jù)龍頭，地平線、華為具備較強(qiáng)的國(guó)產(chǎn)替代實(shí)力。

AI芯片的競(jìng)爭(zhēng)格局上：Mobileye起步最早，市場(chǎng)占有率最高；高通、英偉達(dá)分別在智能座艙、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置，英偉達(dá)自動(dòng)駕駛產(chǎn)品Atlan算力已經(jīng)可以達(dá)到1000TOPS。

同時(shí)，采用7nm工藝的Orin芯片可實(shí)現(xiàn)每秒200TOPS運(yùn)算性能，功耗僅為45W。高通智能座艙方面的SA8195芯片采用7nm工藝，支持L4自動(dòng)駕駛等級(jí)，自動(dòng)駕駛方面，高通RideSoC采用先進(jìn)的5nm工藝，算力達(dá)700-760TOPS，大規(guī)模量產(chǎn)上車即將開啟；自主品牌近兩年發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新速度快，與國(guó)內(nèi)整車廠廣泛合作，以地平線、華為最為突出。

地平線的征程5對(duì)標(biāo)英偉達(dá)Orin、MobileyeEyeQ5，同為7nm工藝，具備高算力、低功耗的技術(shù)實(shí)力，征程6也已投入研發(fā)，預(yù)計(jì)2023年發(fā)布，2024年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；客戶合作上，征程系列芯片已搭載或即將搭載于長(zhǎng)安UNI-T、奇瑞螞蟻、上汽智己、傳祺GS4Plus、嵐圖FREE、思皓QX、大通MAXUSMIFA等多款車型上。

華為的車載AI芯片包括座艙領(lǐng)域的麒麟芯片和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的昇騰芯片，在工藝、功耗、算力等方面保持領(lǐng)先水平；產(chǎn)品應(yīng)用方面，除了在極狐AlphaS華為Hi版和小康塞力斯上應(yīng)用外，與上汽、吉利、江淮、一汽紅旗、東風(fēng)汽車等車企也開展了深度合作。

*免責(zé)聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn)，貞光科技二次整理，不代表貞光科技對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持，僅為行業(yè)交流學(xué)習(xí)之用，如有異議，歡迎探討。