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1、目录目录 1. 电动车加速,汽车电子大发展 2. 以特斯拉为代表,半导体重新定义电动车 3. 半导体成为汽车电子主战场,带来中长期投资机会 2 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 oPtMrRsMpOmQoPoMnQoRmR7NaO7NmOnNtRrReRnMpOkPpNpM9PnMmQuOmMnQxNtRtQ 电气化、安全自动化、互联性这些汽车行业的大趋势正为汽车架构带来前所未有的变革。 新的车载功能不断增加,目前的汽车架构已经不堪负荷,超越了临界点。我们已经进入了智 能汽车架构的全新世界。 1.1、全球汽车进入智能化时代、全球汽车进入智能化时代 3
2、 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 AutoR智驾,海通证券研究所 图1: 智能汽车架构 1.2 特斯拉引领电动化、智能化革命特斯拉引领电动化、智能化革命 4 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 资料来源:OK特斯拉援引佐思汽研、博世,海通证券研究所 图2: 全球下一代智能化汽车架构演变趋势 随着汽车新四化发展,传统分布式E/E 架构受到挑战:EV的三电系统,增加了汽车 E/E 架构的 复杂程度;智能座舱、自动驾驶等功能,需要融合更多传感器数据,对OTA、算力和车辆安全 等提出更多挑战。 E/E架构方面,特斯
3、拉发展最为领先,其新一代集中式 E/E 架构达到车载中央电脑和区域控制 器阶段,配合自研的操作系统,可实现整车OTA。相对传统车企,特斯拉领先五年以上。 1.3 参照参照Apple,特斯拉进入十年黄金期,特斯拉进入十年黄金期 5 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 资料来源:ark-invest,海通证券研究所 图3: 特斯拉 VS. 苹果 特斯拉与苹果相似,垂直整合。苹果将服务、软件、硬件和销售一体化。特斯拉在苹果的基础 上更进一步,特斯拉拥有自己的制造产线。 2018年,特斯拉价值贡献全部来自硬件。2020年,特斯拉价值贡献80%来自软件。我们认为
4、未 来特斯拉软件服务是主要的价值量,客户粘性持续性强。 目录目录 1. 电动车加速,汽车电子大发展 2. 以特斯拉为代表,半导体重新定义新能源车 3. 半导体成为汽车电子主战场,带来中长期投资机会 6 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 2.1 汽车半导体汽车半导体半导体市场成长性最高的领域半导体市场成长性最高的领域 WSTS统计显示,2019年的全球半导体市场规模预计为4240亿美金。 从不同行业功率半导体的市场规模占比来看,汽车电子是半导体市场成长性最高的领域。 2017年,汽车电子的市占率为23%,2019年其占比达到35%。同时工业领域、消费电
5、子 领域的市占率都有所下降。 以英飞凌为例,2019财年英飞凌的总营收为80.29亿欧元,其中汽车电子事业部是英飞凌 的四大事业部之一,收入以44%的占比位列第一。 图4: 1999-2019年全球半导体市场规模及预测(亿美元) 图5:2017-2019年不同行业功率半导体市场 规模占比 图6:2019年英飞凌收入构成(按应用分) 资料来源:搜狐援引自WSTS,IHS Markit,中国产业信息援引自智研咨询、中商产业研究 海通证券研究所, 7 请务必阅读正文之后的请务必阅读正文之后的 信息披露和法律声明信息披露和法律声明 2.2半导体让汽车变得更智能半导体让汽车变得更智能 一 辆 特 斯 拉
6、 Model 3拆解后, 其包含的汽车半 导体价值含量约 为 1500 美 金 。 可分为主控芯片、 MCU功能芯片、 功率半导体、传 感器及其他(比 如模拟IC、存储 芯片等)。 8 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 资料来源:Qorvo官网,海通证券研究所 图7:特斯拉零部件拆解图 2.3 传感器传感器+计算单元是特斯拉电动车的关键计算单元是特斯拉电动车的关键 Model 3的传感器组合由8个摄像头、1个雷达和12个超声波雷达构成; Autopilot ECU则从 HW2.5升级到了HW3.0,集成了两颗特斯拉自研的SoC、两个GPU、两个神经网
7、络处理器和 一个锁步CPU。 9 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 资料来源:eeaconference,海通证券研究所 图8:特斯拉传感器和计算单元示意图 2.4 芯片是雷达和电池管理的核心芯片是雷达和电池管理的核心 10 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 大陆的雷达模块内臵了NXP的77GHz雷达芯片组和32位MCU。 电池主控模块包含主控芯片、充放电管理芯片和电池计量管理芯片等。 资料来源:eeaconference,海通证券研究所 图9:特斯拉的眼睛77G毫米波雷达和主控模块 11 请务必阅读正文之
8、后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 资料来源:eeaconference,海通证券研究所 2.5 HW 3.0使用了两颗特斯拉自研的使用了两颗特斯拉自研的SoC HW3.0使用了相较HW 2.0更多的组件,处理器数量从四颗(英伟达、英飞 凌)减少到了两颗Tesla SoC,采用14nm工艺。 图10:特斯拉自研SoC高集成度芯片 2.6 以以Tesla电动车的拆解分析其中半导体含量电动车的拆解分析其中半导体含量 分类分类 主要芯片类型主要芯片类型 电池组 BMS主控芯片 充放电管理芯片 电池计量管理芯片 电机驱动控制系统 MCU 驱动芯片 MOSFET、IGBT、Si
9、C MOSFET等 汽车传感器 图像传感器 雷达收发器芯片 微控制器 计算单元 信息娱乐系统ECU(MCU) 自动驾驶系统ECU(SoC、GPU) 存储器 音频放大器 12 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 资料来源: Qorvo官网,海通证券研究所整理 表1:特斯拉零部件拆解后,主要的芯片类型 目录目录 1. 电动车加速,汽车电子大发展 2. 以特斯拉为代表,半导体重新定义新能源车 3. 半导体成为汽车电子主战场,带来中长期投资机会 13 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 3.1 新能源汽车的主要增量新能
10、源汽车的主要增量功率半导体功率半导体 2010-2019年,全球汽车半导体的年复合增长率高达6.6%,其中新能源汽车的功率半导体 复合增长率更是达到7.9%。 新能源汽车中主要增量在于功率半导体。相较48V弱混车型,单车价值量从90美金提升到 330美金。传统汽车中单车价值量接近90美金,纯电动车中功率半导体价值量达到330美 金,是传统车价值量的3.7倍。新能源汽车增量的半导体以功率半导体为主。 功率半导体在电动汽车中有广泛的应用。一般常见于主逆变器、车载充电桩、直流-交流、 PTC加热器、压缩机、水泵及油泵中。 图11:2020不同电子化程度的乘用车半导体用量 资料来源:infineon援
11、引自IHS Markit、Strategy Analytics,与非网援引自infineon,海通证券研究所 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 14 3.2 半导体设备半导体设备新能源汽车的支撑新能源汽车的支撑 中国大陆承接半导体制造产能重心。目前全球半导体行业正经历第三次产业转移,世界半导 体产业逐渐向中国大陆转移。产业转移是市场需求、国家产业政策和资本驱动的综合结果。 中国大陆设备市场的全球占比持续提升。根据SEMI的统计和预测,2019年中国大陆以 134.5亿美元的销售额保持其第二大设备市场的地位,其次是韩国,为99.7亿美元。预计 2020
12、年,中国大陆设备投资将增长至170.6亿美元,未来依然是全球设备投资的主要地区, 中国集成电路装备产业也将迎来一个“黄金时代”。 建议关注:国内半导体设备龙头:北方华创(002371.SZ)。 图12:2018-2019年半导体设备分区域销售额及变化 情况(十亿美元) 图13:2012-2019年我国大陆地区半导体专用 设备销售额及增长率 资料来源:摩尔芯闻援引自SEMI,芯源微招股书、智研咨询援引自SEMI,海通证券研究所 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 15 3.3 特斯拉的销售将带动特斯拉的销售将带动SiC器件的发展器件的发展 特斯拉是第一家
13、在其Model 3中集成完整SiC电源模块的汽车制造商,其与STMicroelectronics 的合作,逆变器由24个1合1功率模块组成,组装在一个针翅式散热器上。模块包含两个SiC MOSFET,采用创新的模具连接解决方案,并通过铜夹直接连接到端子上,并通过铜基板散热。 资料来源:Yole Developpement,海通证券研究所 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 16 图14:特斯拉的SiC器件 3.4 功率芯片功率芯片特斯拉的特斯拉的“大脑大脑” 在新能源汽车上,IGBT主要应用于电池管理系统、 电机控制系统、电动空调控制系统、 充电系统,
14、PTC等,主要具有以下功能:在主逆变器中,IGBT将高压电池的直流电转换为 驱动三相电机的交流电;在车载充电机(OBC)中, IGBT 参与220V交流电转换为直流 并为高压电池充电;除此之外,IGBT也广泛应用在DC/DC转换器、PTC、电动空调压缩 机等系统中。除了纯电动车型外,插电混动车上,与低压系统相独立的高压系统需要用到 IGBT,部分搭载了48V混动系统的燃油车也需要用到少量IGBT。 从我国新能源汽车IGBT市场竞争格局来看,英飞凌处于绝对领先位臵,市占率为49.2%, 其次是比亚迪和斯达,市占率分别为20.0%和16.6%。 建议关注:斯达半导(603290)、华润微(6883
15、96)、闻泰科技(600745)、三安光电 (600703)等。 图15: 2018年全球IGBT模组市场份额(按销量) 图16: 2019年中国新能源汽车IGBT市场份额(按销量) 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 17 Infineon 34.50% Mitsubishi 10.40% Fuji Electric 9.70% Semikron, 8.00% Vincotevh 4.90% Hitachi 3.50% Danfoss 2.40% Starpower 2.20% Toshiba 2.10% ON Semi 1.80% 所有的用于ADA
16、S的图像 传感器供应商都是安森美 型号:AR0136AT 1280H x 960V(1.2Mp) 3.75微米 BSI像素 发布于2015年 3.5 8颗摄像头的图像传感器均来自安森美颗摄像头的图像传感器均来自安森美 18 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 资料来源:eeaconference,海通证券研究所 图17: 特斯拉新能源汽车摄像头 3.6 CIS芯片芯片特斯拉的特斯拉的“眼睛眼睛” 车载摄像头主要包括内视摄像头、后视摄像头、前臵摄像头、侧视摄像头、环视摄像头等。目 前摄像头车内主要应用于倒车影像(后视)和360度全景(环视),高端汽车的各
17、种辅助设备配备的 摄像头可多达8个,用于辅助驾驶员泊车或触发紧急刹车。 特斯拉Autopilot共配臵了8个摄像头,包括3个前臵摄像头、2个侧方前视摄像头、2个侧方后视 摄像头和1个后视摄像头,视野范围达360度,最远前后方检测距离达250m和50m。 从市场规模来看,2019年全球车载摄像头市场规模为112亿美元,中国市场规模为47亿元,随 着ADAS和自动驾驶的逐步深入,单车所需搭载摄像头的数量不断增加,预计到2025年全球车 载摄像头市场规模将达到270亿美元,中国车载摄像头市场规模有望突破230亿元。 从市场格局 来看,索尼以49.2%的市占率居于榜首,三星与豪威市占率分别为19.8%
18、与11.3%,前六大厂商 占据90.9%的市场份额,市场高度集中。 建议关注:韦尔股份(603501)、晶方科技(603005)、联创电子等。 图18: 特斯拉摄像头的应用 图19:2015-2025年全球及中国车载摄像 头行业市场规模及预测(亿美元) 图20:2019年全球CMOS传 感器市场格局 资料来源:特斯拉官网,中国产业信息,新浪财经援引自ICTVank、前瞻产业研究院,海通证券研究所 19 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 JDL 16.90% 友达 12.10% 夏普 10.30% LGD 12.80% 群创 11.00% 深天马 12
19、.40% 中华映管 7.40% 信利国际 3.90% 京瓷 3.10% 京东方 4.20% 其他 5.90% 3.7 车载显示屏车载显示屏特斯拉的特斯拉的“触觉触觉” 2008年金融危机过后,用于汽车显示器的TFT-LCD车载面板市场进入了快车道。尽管2009 年车载面板出货量大约仅有1800万片,但经过连续10年的成长,2018年车载面板市场规模 达到了1.62亿片,年增长率达9.4,其中中控显示面板是较大的应用市场,出货量为7830 万片,预计到2025年全球车载面板将达到2.7亿片,年复合增长率约为9%。 2018年行业内前10家公司全球车载TFT-LCD显示器市场份额合计约为94%,较
20、2017年有所 增加。JDI、友达(AUD)、夏普、LDG、群创(Innolux Corp)、深天马市场份额超10%, 其中,JDI市场份额最高达到16.9%。京瓷市场份额最低仅3.1%。 以特斯拉的Model3为例,15 英寸触摸屏集成了所有车辆功能控制选项,还可通过 OTA 软件 升级不断获得新功能并提升性能。 建议关注:长信科技(300088.SH)、京东方(000725)、TCL科技(000100)、蓝思科技 (300433)等。 图21:2018年车载面板显示出货量情 况(万片) 图22:特斯拉的15存触摸屏及其 配臵 图23:2018年全球车载TFT- LCD显示器市场份额 资料来
21、源:特斯拉官网,中国产业信息援引自智研咨询,百度援引自IHSMarkit、中商产业研究院,海通证券研究所 20 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 3.8 存储芯片存储芯片特斯拉的特斯拉的“记忆记忆” 汽车产业对存储器的需求与日俱增。随着自动驾驶、车联网和新能源汽车的发展,汽车产业对 存储器的需求与日俱增,成为存储芯片中重要的新兴增长点和决定市场格局的重要力量。 特斯拉通过为车辆配备自动驾驶仪和FFPGA、ASIC芯片芯片,可以实现自动辅助导航驾驶、召唤功 能、自动泊车以及自动辅助变道, 并可通过软件更新不断完善现有功能及引入新功能,自动驾 驶的安全性
22、至少人类驾驶平均水平的两倍。 兆易创新的GD25全系列SPI NOR Flash产品容量覆盖1Mbit512Mbit, 采用3.3V/1.8V供电,提 供丰富的封装选项,工作温度范围在-4085 / -40105 / -40125。该系列产品具 有高品质的特点,是全国产化和符合AEC-Q100标准的闪存解决方案。 建议关注:北京君正(300233.SZ)兆易创新(603986)等。 图25:特斯拉的完全自动驾驶能力套件功能 资料来源:特斯拉官网,特斯拉2020年三季报,海通证券研究所 图24:特斯拉搭载完全自动驾驶硬件 21 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和
23、法律声明 3.9 FPGA、ASIC芯片芯片自动驾驶打开增量空间自动驾驶打开增量空间 全球FPGA市场规模持续攀升,亚太是FPGA主要市场,未来产业发展可期。全球FPGA市场规 模2019年达到69亿美元,2025年达到125亿美元,未来市场增速稳中有升。亚太区占比达到 42%,是FPGA的主要市场。 自动驾驶渐成熟,增量空间大门打开。汽车芯片分为主控芯片和功能芯片(MCU)。主控芯 片包括GPU、FPGA、ASIC等,FPGA在汽车多个领域都有应用,尤其在相机和传感器中的应 用已经相对成熟。汽车半导体市场规模2017年达到388.6亿美元,其中FPGA为9.5亿美元,占 比仅2.44%。FP
24、GA依托其灵活性及并行处理能力,在汽车的摄像头及激光雷达领域应用广泛。 自动驾驶技术的发展将提高FPGA在汽车半导体中的价值占比。 下游需求将驱动上游晶圆代工厂的增长。根据华虹半导体三季报披露,2020年3季度工业及汽 车实现收入5035.5万美元,占比为19.9%。 建议关注:紫光国微(002049.SZ)、华虹半导体(1347.HK)等。 图26:2013-2025全球FPGA市场规模及预测(百万美元) 图27:汽车领域芯片的运用 图28:华虹半导体2020年Q3销售 收入占比情况 2020年三季报,海通证券研究所 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声
25、明 22 环境温度范围 期望使用寿命 可接受的失效率 供应寿命 085 零 300 parts/百万 2-3年 -40150 2-3年 2-3年 15-20年 3.10 严苛的汽车电子严苛的汽车电子AEC-Q认证标准认证标准 资料来源:MPS官网,海通证券研究所 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 23 图29:汽车电子认证标准严格 3.11 汽车汽车IC从晶圆级到成品测试的高要求从晶圆级到成品测试的高要求 24 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 资料来源:Qorvo官网,海通证券研究所 全球FPGA市场规模
26、持续攀升,亚太是FPGA主要市场,未来产业发展可期。全球FPGA市场规 模2019年达到69亿美元,2025年达到125亿美元,未来市场增速稳中有升。亚太区占比达到 42%,是FPGA的主要市场。 关注:华天科技和通富微电。 图30: 高要求的汽车电子成品测试 相关标的 汽车电子产业链: 半导体设备:北方华创; 功率芯片:斯达半导、华润微、闻泰科技、三安光电、斯达半导、立昂微、CREE; 摄像头CIS芯片:韦尔股份、晶方科技; 车载显示面板:长信科技、京东方、TCL科技; FPGA、ASIC芯片:紫光国微、华虹半导体; 存储芯片:北京君正、兆易创新; PCB:胜宏科技、世运电路、建滔积层板; 摄像头镜头:联创电子、舜宇光学科技、永新光学; 封测:华天科技、通富微电。 25 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 4风险提示风险提示 中美贸易摩擦的不可控;中美贸易摩擦的不可控; 新能源汽车重大技术变革导致技术路径变化;新能源汽车重大技术变革导致技术路径变化; 下游需求不及预期;下游需求不及预期; 宏观经济环境变化等。宏观经济环境变化等。 26 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明