1、2022 年深度行业分析研究报告-4-1.1 汽车电子产业链1.2 汽车半导体总览1.3 MCU概述1.4 车规MCU分类及应用从汽车电子产业链到车规MCU芯片01-5-汽车电子产业链资料来源：赛迪研究院、statista、方正证券研究所随着ADAS功能渗透率不断提升，带动车载电子价值量占比从1970s的5%快速增长至2010年的35%，未来车载电子占比有望达到50%。所有的电子零部件都需要半导体，随着电动化，智能化，网联化的发展，芯片在汽车上的应用越来越广泛，半导体含量越来越高。5%10%15%22%35%50%0%10%20%30%40%50%020002010203

2、0*中游 Tier1（集成）上游 Tier2（元件）整车设计及组装制造模块化功能的设计、生产与销售元器件/芯片的设计及生产汽车电子占整车BOM成本比例趋势下游 OEM厂商-6-汽车半导体总览资料来源：华夏EV网，传感器专家网、方正证券研究所计算与控制芯片信号与接口芯片功率半导体存储芯片传感器芯片汽车电控单元内部芯片MCU高级汽车功能主控芯片SoC功率芯片功率器件PMICAC/DCIGBTMOSFETDRAMSRAMFLASH雷达传感器图像传感器光电传感器总线芯片通信射频芯片为了实现更复杂的汽车功能，需要域控制器技术(DCU)，域控制器SoC芯片地位愈发凸显汽车半导体分类（功能）RAM/ROM-

3、7-MCU概述资料来源：人民日报、IC Insights、方正证券研究所MCU（Microcontroller Unit）名为微控制单元或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、周边接口等内容都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机。广泛应用于消费电子、物联网、汽车电子、工业控制等领域。根据IC Insight数据，全球MCU市场在2020年新冠肺炎疫情冲击下下降2%后，随着2021年强劲的经济复苏，MCU的销售额攀升了23%，达到创纪录的196亿美元。简介MCU市场规模IC Insights预测，2022年全球MCU销售额将增长10%，达到215亿美元的历史新高，其中

4、汽车MCU的增长将超过大多数其他终端市场。MCU市场规模历史及预测单位：百万美元ASP-8-车规MCU分类及应用资料来源：中汽中心、方正证券研究所8位MCU16位MCU32位MCU提供低端控制功能：风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、车窗升降、低端仪表盘、集线盒、座椅控制、门控模块提供中端控制功能：用于动力系统，如引擎控制、齿轮与离合器控制和电子式涡轮系统等；用于底盘，如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制和电子泵、电子刹车等提供高端控制功能：在实现L1和L2的自动驾驶功能中扮演重要角色，如仪表盘控制、车身控制、多媒体信息系统、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统-9-$76

5、亿美元$13.4亿美元$4亿美元$58.3亿美元车规MCU发展趋势资料来源：IC Insights、FORTUNE BUSINESS INSIGHTS、方正证券研究所根据IC Insights 2021年中数据显示，尽管受芯片短缺和疫情的影响，2021年全球汽车MCU销售额将预计达到76亿美元的规模，相比2020年增长23%，其中，超四分之三的汽车MCU销售额来自32位，约为58亿美元。预计全球汽车MCU销售额在2022年和2023年分别有14%和16%的增长率，到2023年将达到100亿美元的规模。复杂应用场景推动MCU向32位方向发展但低位数产品难以被取代32位：从市场份额和增长速度来看，

6、终端产品对于计算能力的需求与日俱增，促使MCU全面进入32位时代。16位：制造电动或混合动力汽车、照明设备等汽车模块的需求越来越大，使得16位单片机占据了细分领域第二高的市场份额。物联化将带来具有WiFi或蓝牙的微控制器的制造量激增。8 位：在简单应用中成本更低，能效比更高，依然难以被取代。车规MCU市场规模增速全球车规MCU市场规模预测各位数MCU价值量占比-10-2.1 事件：汽车缺芯潮2.2 总结：市场短期供需情况事件：汽车缺芯潮车规MCU短期供需02-11-事件：汽车缺芯潮复盘及预判资料来源：方正证券研究所200222023疫情导致全球主要汽车OEM厂商对汽车销售

7、的悲观预期，主动下修车规半导体需求订单晶圆厂产能从车规芯片向消费电子转移国内先进制程部分产能扩张受限疫情导致全球产业链供应链体系中断中国吉林，上海等地爆发新一轮疫情导致汽车产业链再一次中断消费电子需求开始疲软，进入被动加库存状态，晶圆厂产能从消费电子向车规电子回流，此过程耗时较长，导致汽车芯片供给受限汽车电动化，智能化速度超预期带动汽车产业链进入新一轮景气周期车规芯片进入主动加库存目前：疫情冲击下新能源汽车销量逆势提高，面对下游庞大市场需求整车厂进入主动加库存阶段，车规芯片需求量持续保持高位，预计车规MCU芯片高需求将会持续到22年底，扩产能的投资有望在23年中实现生产规模大体量提升。疫情影响

8、市场需求变化带来产能布局调整海思4月，全面断供华为9月，全面断供全球备货进入疯狂尾声导致全球半导体产能紧张华为备货潮后带来联动影响导致小米、OPPO、vivo等厂商进入第二轮备货竞赛全球半导体产能持续紧张中美贸易争端及中兴华为制裁升级半导体行业自主可控关注提升华为制裁经历1.03.0加速采购提升库存应对断供风险中美贸易争端技术发展进程-12-事件：汽车缺芯潮-渠道涨价资料来源：HARD FIND Electronic、方正证券研究所通常，MCU完成内部生产需要12-16周。与22Q1相比，MCU的短缺更加明显，大多数MCU都处于短缺状态，尤其是意法半导体和恩智浦。车载MCU目前只有瑞萨和赛普拉

9、斯提供，货期为32-45周，其他品牌处于短缺状态。2022年，汽车MCU订单几乎满员，价格持续上涨。其中，意法半导体3月24日宣布，将在第二季度上调所有产品线的价格。如今，对MCU的需求不仅是数量上的。随着新兴产业的推动，对低功耗、高算力、定制化、专用外设的新要求逐渐增加。厂商产品21Q4货期(周)22Q1货期(周)22Q2货期(周)货期趋势价格趋势意法半导体8-bit MCU配货配货短缺32-bit MCU20-264040Auto MCU配货配货短缺微芯8-bit MCU52+52+52+32-bit MCU52+52+52+英飞凌Auto MCU32-45配货短缺英飞凌+赛普拉斯8-bi

10、t MCU454545-5232-bit MCU454545Auto MCU32-4532-4532-45瑞萨8-bit MCU35--bit MCU35-4040-4552Auto MCU304545恩智浦8-bit MCU配货配货短缺32-bit MCU配货配货短缺Auto MCU配货配货短缺交货周期延长&渠道价格提升-13-事件：汽车缺芯潮-整车减产资料来源：Auto Forecast Solution、爱集微、澎湃网、方正证券研究所Auto Forecast Solution(AFS)自2021年初开始监测芯片短缺对全球整车生产的影响。2021年，由于芯片短缺，全

11、球汽车市场累计减产量约为1,020万辆。截至5月15日，由于芯片短缺，今年全球汽车市场累计减产量约为172万辆。其中，中国汽车市场累计减产量增加至9.2万辆，占全球累计减产量的5.3%。尽管全球车辆件产量增速有所下降，AFS负责全球车辆预测的副总裁Sam Florani表示，较少的削减并不一定是半导体供应改善的迹象。AFS预计，今年全球汽车市场累计减产量会攀升至279万辆。0204060800180200 03-28 04-04 04-11 04-18 04-25 05-02 05-09 05-16车辆数（万）2022年芯片短缺全球车辆减产影响（周）欧洲北美亚洲（除中国）

12、中国南美中东/非洲芯片短缺引发全球汽车减产-14-事件：汽车缺芯潮-三化进程加剧短缺资料来源：汽车商业评论杂志、乘联会、电子发烧友、EV-volumes、方正证券研究所此次芯片短缺除了经济环境受疫情冲击带来的产销供需影响外，汽车“三化”发展的进程进一步加剧了芯片短缺的紧迫性2008年次贷危机引起的芯片短缺缺货恢复比较快，主要在Tier1和芯片公司之间解决，车企的体感不强汽车销量下降，进而导致半导体订单减少市场回升后，产量的暴增使芯片发生短缺芯片短缺当前仍处于L0-L2自动驾驶渗透率快速提升阶段，智能驾驶需求将持续提高ECU和MCU用量：作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，MCU是实现汽车智能

13、化的关键。据iSuppli报告显示，一辆汽车中所使用的半导体器件数量中，MCU芯片约占30%。这意味着每辆车至少需要使用70颗以上的MCU芯片。73.227.138.253.10204060---022022-04乘用车新四化指数新四化指数电动化指数智能化指数网联化指数电动化、智能化、网联化指数分别指符合电动化、智能化、网联化条件的车型销量在乘用车总体市场中所占的份额，去除百分号符号后得到智能化三电系统的电控需求增加，车规级MCU需求将预计大幅成长：2021年全球电动汽车销量达到67.5万辆，比2020年增长108%

14、，由于2020年的低基数，尽管2021年同比增长率极端，但2021年的销量仍然是可观的。电动化物联网设备的增多提升了对联网能力需求，MCU作为联网设备的关键元件同时也需要兼顾成本和功耗，促使无线MCU解决方案快速进入行业视野。网联化当前仍处于L0-L2自动驾驶渗透率快速提升阶段，智能驾驶需求将持续提高ECU和MCU用量：作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，MCU是实现汽车智能化的关键。据iSuppli报告显示，一辆汽车中所使用的半导体器件数量中，MCU芯片约占30%。这意味着每辆车至少需要使用70颗以上的MCU芯片。智能化-15-事件：汽车缺芯潮-高标准车规限制产能资料来源：头豹研究院、国际

15、电子商情、方正证券研究所参数消费电子工业级汽车级温度0C 70C-40C 85C-40C 150C发动机舱：-40C 150C车身控制：-40C 125C湿度低根据环境而定0100%工作寿命3-5年5-10年15年交付良率200 DPPM10 DPPM1 DPPM验证标准JESD47JESD47安全性认证 ISO 26262可靠性认证：AEC Q系列品质管理系统认证：IAFT 16949ISO 26262包含了从概念设计、产品开发到批产后各阶段的主要安全活动AEC-Q系列是主要针对车规电子元器件可靠性评估的规范IAFT16949是汽车芯片车规级认证的门槛模式汽车质量管理体系的标准规范工作温度要

16、求范围更宽运行稳定性要求高，需适应湿度、发霉、粉尘、高低温交互等状况抗干扰性要求高，能抵御ESD静电、EFT群脉冲、RS传导辐射等使用寿命长故障率零容忍目前，MCU根据不同指标分为消费级MCU、工业级MCU和汽车级MCU，不同MCU的良品率要求各异其中消费级MCU注重功耗和成本，工业级MCU注重平衡新能、功耗、成本和可靠性，汽车级MCU则注重安全和可靠从消费到工业再到汽车的领域，对MCU自身的要求愈发严格，产线也越来越高端，这是汽车MCU最难造的重要原因-16-总结市场短期供需情况资料来源：Applied Market Research、Global Market Insights、Semic

17、onductor Intelligence、方正证券研究所扩大产能的硬件配置需要时间，而IDM厂商对需求可持续问题产生担忧下游应用：汽车领域MCU增长需求最快汽车芯片厂，晶圆代工厂原料成本上升疫情影响供应链因素，整体生产周期变长需要低于40纳米的先进工艺节点，依赖代工厂技术极高的产品一致性要求，无法随意更换产线、供应商车规级芯片门槛高，短时间内其他厂商无法快速通过认证从扩产能投资到产能增长实现仍需要较长的周期短期产能提升受限的因素IDM模式下自建生产公司更加审慎的扩张决策面对高需求短期产能提升受限，车规MCU仍供不应求但是在外部因素带来的冲击缓和后，车规MCU的中期市场需求有多大，是否有持续性

18、？汽车板块将保持领先地位：汽车应用领域在2020年占据了超过35%的市场份额，并预计到2027年将以10%左右的速度增长MCU市场（功能应用）汽车消费电子工业医疗设备军工其他半导体资本支出与半导体市场变换率趋势2021年资本支出增长36%，高于警戒线，但低于危险线IC Insights目前预测2022年半导体固定资产支出增长24%，接近警戒线资本支出变化率市场规模变化率半导体资本支出变化率%。半导体市场规模变化率%。危险线。警戒线.-17-3.1 汽车E/E（电子电气）架构3.2 博世五域划分下车规MCU中期变化3.3 中期总结和长期趋势分析车规MCU中期分析及长期展望03-18-汽车E/E（

19、电子电气）架构演变构想博世的渐进式的电子电气架构演变随着汽车功能逐渐增加，特别是汽车“三化”后，传统分布式架构通过增加ECU来增加汽车功能存在算力浪费，车内线路繁杂、汽车空间使用效率低、系统升级困难、新增ECU边际成本递增等弊端，用域控制器合理集成ECU功能是大势所趋。本篇分析：“缺芯”事件结束后，车规MCU供需回归常态，汽车“三化”和电子电气架构持续由分布式到域控制演进两大过程对车规MCU需求量有何影响，这是本篇“中期”分析的定义与前提。暂不讨论更前沿的E/E架构设想。“中期分析”资料来源：博世官网、方正证券研究所-19-从分布式的核心电子控制单元ECU到域控制器DCUECU（Electro

20、nic Control Unit）即电子控制单元，是控制汽车功能的“电脑”,其内部包括MCU、存储器，输入/输出接口，模数转换器（A/D）及其他集成电路。分布式下，单个ECU控制汽车的某一功能，增加汽车功能就要增加ECU，而ECU增加会带来MCU的增加。ECU及其内部结构简图DCU及其内部结构简图DCU（Domain Control Unit）域控制单元，是指集中控制汽车某些功能的控制器，其芯片主要是SoC芯片，内部包括高算力微处理器、存储器，输入/输出接口等。域控制下，汽车某些功能被整合起来由DCU一并控制，ECU数量减少引致MCU的用量下降。系 统 级 芯 片 SoC（System on

21、Chip)汽车功能整合和功能提升（特别是自动驾驶等）需要算力更强的系统级芯片SoC，SoC相较MCU有专精某一功能，性能提升的特点。资料来源：测控网、TDK、方正证券研究所-20-域控架构根据汽车功能分类汽车功能动力传统功能汽车功能众多，有些功能自汽车诞生之日就已经存在，有些则是随着汽车工业的发展在某一时刻运用并保留在汽车上。智能化的趋势下，各类新兴功能加速增添运用并持续更新迭代。博世按汽车功能拆分整车为动力域，底盘域，车身域，座舱域，自动驾驶域。基于博世的构想，我们将集成了传统功能的动力域，底盘域和车身域归为一组，座舱域和自动驾驶域归为新兴功能组。新兴功能新能源汽车动力总成相关功能汽车底盘及

22、其配件相关功能汽车部分传统车身功能底盘车身智能座舱自动驾驶资料来源：华海科技官网、博世官网、方正证券研究所座舱液晶仪表盘各类辅助驾驶/自动驾驶功能-21-基于自动驾驶的需要，底盘域功能向线控系统演进BCM控制的车身电子系统包括电动车窗，门锁，空调，遥控器，灯光，报警，雨刮，电动后视镜等传统功能域动力域（电车）底盘域车身域整车控制单元（VCU)电池管理系统（BMS)电机控制器（Motor Control Unit）电池管理单元（BMU）电池控制器单元（BCU）线控系统线控换挡线控转向线控油门线控制动线控悬架汽车网关车身控制器（BCM）胎压监测系统（TPMS)驾 驶 意 图 和车 辆 状 态 等输

23、入信号制 定 功 率 输出 策 略 并 通过 CAN 总 线控制BMS需求扭矩，期望车速等信息给电机提供电能控制电机提供机械能，给底盘提供动力传统功能域划分资料来源：方正证券研究所-22-动力域电车动力系统带来MCU数量增加传统燃油车的动力系统主要包括发动机和变速箱，这两个部件中的控制芯片合计布局2块：一块发动机主控MCU和一块变速器主控MCU传统燃油车动力系统MCU使用布局新能源汽车动力域MCU用量较多纯电动汽车动力系统包括整车控制模块，电机控制器模块，电池管理模块三个部分。域控构造下，动力域控制器集中控制上述三个部分，和传统燃油车不同的动力系统带来了MCU的增量，预计用量将超过5块。下文对

24、三个模块进一步的介绍。资料来源：英飞凌官网、方正证券研究所-23-动力域电车动力系统带来MCU数量增加基本原理：VCU获取输入信号（驾驶意图，车辆状态等），由该信号制定合理的功率输出和能量回收策略，并通过CAN，LIN总线将控制命令输出给其它动力总成控制器。VCU中有一块主控芯片，以优控智行的方案为例，它使用的是汽车工业级32位MCUNXP MPC56Xxx/MPC57xx等多核MCU整车控制单元VCU电机控制器结构基本原理：电池管理系统（BMS）是整车控制系统中负责进行电池管理的控制单元，VCU通过CAN总线与BMS进行通讯，实施对动力电池组的有效控制。如上图示，恩智浦的电池管理系统解决方案

25、显示该系统应该至少存在四块MCU芯片电池管理系统BMS基本原理：电机控制器由逆变器和控制器两部分组成。逆变器将电池输送的直流电逆变成三相交流电给汽车电机供能。控制器接收来自VCU的需求扭矩和目标车速等信息，然后通过控制器控制逆变器等IGBT模块进行动态扭矩矢量控制，进而电机将电池的电能转化成机械能。控制器中的主控芯片是MCU资料来源：优控智行官网、恩智浦官网、方正证券研究所-24-车身域传统功能众多，MCU数量相对稳定车身控制模块示意图TPMS轮胎压力监测系统结构图TPMS的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。恩智浦的方案中包含一块8

26、-bit算力的MCU控制芯片。在英飞凌的车身控制模块方案中，车身控制器芯片是高位数多核MCU车窗升降器ECU汽车照明系统ECU电动后视镜ECU暖通空调ECU雨刮器控制ECU车身控制模块是专门用于执行、监控和控制汽车车身功能及相关 ECU 的电控单元。车身域覆盖的汽车功能技术上较为成熟且使用生命周期长，实现这些功能对芯片算力的要求较低，在我们的中期分析，MCU价格回归常态，因此使用MCU控制简单车身功能成本较低，结合上述原因车身域MCU数量在这个阶段稳定。以英飞凌的方案为例，车身控制器中的控制芯片方案以32位MCU为主。资料来源：恩智浦官网、英飞凌官网、方正证券研究所-25-底盘域实现X-By-

27、Wire离不开MCU汽车自动驾驶分为三个步骤：传感器感知识别、控制器决策规划、底盘域控制执行，自动驾驶技术发展的需要离不开底盘线控技术的推进。底盘域控制器整合线控油门，线控换挡，线控悬架，线控转向，线控制动五大功能。底盘域控制器方案域控制器MCU芯片线控悬架：驾驶时，传感器将汽车的振动幅度，车速，运行状态等转变为电信号，输送给ECU，ECU将传感器送入的信号进行处理，输出对悬架的刚度、阻尼及对车身刚度进行调节的控制信号。线控转向：转矩和转向盘的转角转变成电信号输入ECU，ECU接收车速，位移等传感器的信号来控制转矩及电动机的旋转方向，生成反馈转矩，控制转向电动机的旋转方向，转矩大小和旋转角度。

28、线控制动：驾驶员发出制动信号，踏板高度传感器测量到输入推杆的位移后，将该位移信号发送到ECU，由ECU计算制动请求并输出信号，未来的自动驾驶汽车根据场景需要能够主动生成制动指令。底盘线控技术中线控油门和线控换挡运用较为成熟，与动力系统的联系紧密；实现线控悬架，转向，制动功能的技术要求较高，其大致原理如下：线控油门：驾驶者控制油门踏板高度，传感器感应到踏板高度有变化，将此信息送往ECU，ECU根据信息计算出合适的电机扭矩，从而控制车速。线控换挡：驾驶者换档指令通过传感器传递给ECU，ECU处理信号后将指令发给换档电机，实现前进档、倒档和空档的切换。资料来源：英飞凌官网、方正证券研究所-26-新兴

29、功能域划分新兴功能域座舱域自动驾驶域一芯多屏人机交互抬头显示（HUD）高清液晶仪表车载信息娱乐系统语音交互手势交互域控制器传感器设备针对AI算法的ASIC各类接口软件&算法毫米波雷达激光雷达摄像头CISOTA升级资料来源：方正证券研究所-27-座舱域座舱智能化，MCU地位下降实现HUD功能特别是AR-HUD所需要处理的信息量很大，处理器方案需要系统级芯片SoC。上图德州仪器的方案里的SoC芯片DRA71XEVM 包含两个ARM Cortex-M4 处理子系统、一个 C66x 数字信号处理器(DSP)、2D 和 3D 图形处理单元、Imagination Technologies 的 POWER

30、VR SGX544。而MCU则运用在如LED Driver，Vehicle Interface Processor等周边功能模块。以恩智浦的仪表盘方案为例，仪表盘的性能提升使得MCU的主控地位被高算力处理器取代。仪表盘HUD抬头显示智能座舱实现的功能繁多，包括信息娱乐，人机交互，为了满足实现这些先进功能的需要，更高性能车载芯片作用愈发凸显，MCU地位有下降趋势。以仪表盘和抬头显示两个座舱功能的实现方案为例：资料来源：恩智浦官网、德州仪器官网、方正证券研究所-28-自动驾驶域自动驾驶等级提升，算力要求陡增自动化等级名称释义L0应急辅助系统不能持续执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制，但具备

31、持续执行动态驾驶任务中的部分目标和事件探测与响应的能力。L1部分驾驶辅助系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向或纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向或纵向运动控制相适应的部分目标和事件探测与响应的能力。L2组合驾驶辅助系统在其设计运行条件下持续地执行动态驾驶任务中的车辆横向和纵向运动控制，且具备与所执行的车辆横向和纵向运动控制相适应的部分目标和事件探测与响应的能力。L3有条件自动驾驶系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务。L4高度自动驾驶系统在其设计运行条件下持续地执行全部动态驾驶任务并自动执行最小风险策略。L5完全自动驾驶系统在任何可行驶条件下持续地执行全部动态

32、驾驶任务并自动执行最小风险策略。资料来源：GB/T 40429-2021汽车驾驶自动化分级我国标准将0-2级自动化称为驾驶辅助，要实现驾驶辅助，必须为汽车添加辅助功能，而这些功能的添加在目前的车型中仍是分布式，这些功能仍有对应ECU。3-5级是自动驾驶，域控制下ADAS功能整合，这需要高性能，专业化的SoC主控芯片解决方案，到了这个阶段MCU主要起一些“辅助”功能。汽车驾驶自动化等级划分资料来源：工信部、Utmel Electronic、方正证券研究所-29-驾驶辅助（L0-L2）分布式增加ADAS功能，MCU用量增加资料来源：中国汽车工业信息网、IDC、方正证券研究所2021中国汽车各种AD

33、AS功能装备率中国L2级别自动驾驶渗透率逐步提高L2级别自动驾驶汽车渗透率提高驾驶辅助功能装载率提升汽车传感器用量大量增长处理传感器信息的MCU随之增加预计近几年中国主流自动驾驶等级仍是L1-L2高级驾驶辅助系统 ADAS（Advanced Driving AssistanceSystem）是指通过车载传感器获取车身、环境、人体等信息实现驾驶辅助，并将进一步实现自动驾驶的汽车功能系统。ADAS主要包括主动安全，驾驶舒适性，泊车辅助等功能。目前中国汽车市场还处于L2等级高速渗透的阶段，整车厂商综合考虑成本和性能，新增ADAS功能仍沿用分布式的构架。传导机制分析中国自动驾驶汽车出货量及增长率202

34、1-2025-30-自动驾驶（L3+）ADAS功能域集中，MCU使用范围缩窄自动驾驶域控制器中MCU的一大作用是作为安全芯片（safety core），添加安全芯片是为了预防硬件的意外失灵，诊断异常状态或者发生单处故障时有安全备份处理方案。前文所述车规ISO 26262功能安全标准，是汽车行业的安全标准，合格的车规SoC的设计都必须遵循该标准。Audi A8域控制器zFAS上作为安全芯片的英飞凌Aurix MCU以NVIDIA DRIVE Orin SoC 产品为例：其内部集成新一代GPU架构和Arm Cortex-A78AE CPU内核，这些都是高算力处理器，SoC芯片控制多个自动驾驶传感器

35、。控制诸多传感器不再需要多个MCU，而是由域主控芯片统一控制。该方案中MCU的功能主要和周边驱动有关。ADAS功能域集中后SoC起主控地位资料来源：奥迪官网，英伟达官网、方正证券研究所-31-资料来源：方正证券研究所本篇总结“中期”MCU变化和长期趋势分析动力域：汽车电动化带来动力系统革新，引致MCU用量增加车身域：车身传统功能使用MCU主控成本较低，MCU数量无明显变化底盘域：线控技术需要设置控制对应功能的ECU，MCU数量随之变动座舱域：随着座舱相关功能的提升和创新，算力要求提升，MCU地位逐渐下降，角色逐渐边缘自动驾驶域：中期，分布式架构的车身ADAS功能的增加，带来MCU数量的增加本篇

36、定义L3以及更高的自动驾驶普及的时期为长期。这个阶段的假设前提和主要特征有：电车替代油车的进程接近平台期。汽车外观和基本结构不变，车身传统功能不变。ADAS功能全部域集中控制，所有传感器均统一协调控制，信息均由主控SoC处理。基于上述趋势，我们认为MCU在传统功能的控制上应当仍有一席之地，而在座舱和自动驾驶方面用途式微。伴随E/E架构进一步发展，座舱域和自动驾驶域也有融合趋势，直至实现全车中央计算机控制架构，未来可能还有云端中央电脑对汽车进行控制。未来汽车高度智能化，自动化后，车用MCU的长期需求量或将呈下降趋势。总结：中期汽车电动化和智能化的进程，促使车用MCU需求量增加-32-4.1 车用

37、半导体行业概况4.2 车规MCU竞争格局4.3 国产替代趋势及厂商产业化进程4.4 市场规模预测全球市场竞争格局及国产替代机会&市场规模预测04-33-车用半导体行业概况：全球市场份额资料来源：华经产业研究院、中国经济新闻网、中国经营网、新华社、Wind、方正证券研究所目前我国汽车芯片自给率不足10%、国产化率仅为5%，供应高度依赖国外需求侧：中国汽车约占全球30%，是车规级芯片需求最大的市场供给侧：国内汽车芯片进口率高达95%，像用于动力系统、底盘控制和ADAS等功能的关键芯片均被国外巨头垄断根据Gartner公司的最终统计结果，2021年全球半导体收入同比增长26.3%，总计5950亿美元

38、。汽车市场在2021年增长了34.9%，表现优于所有其他终端市场。全球主要地区汽车芯片自主产业规模情况（2019）欧洲,37%美国,30%日本,25%中国,3%其他,5%中国市场仅占比3%（低端部分）-34-全球车规MCU行业竞争资料来源：中汽中心、爱集微、盖世汽车、方正证券研究所全球车规MCU市场集中度高，且有着轻晶圆厂战略，依靠晶圆代工厂将技术转化为芯片产品。从供给端来看，台积电占所有外包车规MCU出货量约60%-70%，但汽车芯片业务仅占其总收入3%。头部厂商对台积电的强依赖性，放大了供需错配的矛盾：台积电因疫情降低车规MCU产能分配，在终端需求攀升后车规芯片供不应求。市场集中度高，呈集

39、中寡占型：CR8=63%，存量市场竞争充分对下游的议价能力强：车规级MCU供不应求后，价格升幅较大有一定对上游的议价能力：汽车芯片与汽车电子产业链上下游间耦合程度高，IDM厂商具有晶圆制造能力，但对晶圆制造用原材料及设备有一定依赖性新进入者威胁弱：车规MCU技术壁垒高有一定替代品威胁：车规MCU在功能上有逐步边缘化的潜在风险同业竞争者竞争程度对下游的议价能力新进入者威胁对上游的议价能力替代品威胁竞争战略分析 波特五力模型2020年全球车规级MCU供应商市占率14%11%10%8%7%6%4%3%37%恩智浦英飞凌瑞萨电子意法半导体德州仪器博世安森美微芯科技其他-35-中国MCU市场发展现状国产

40、替代化趋势资料来源：头豹研究院、维科网、前瞻产业研究院、中国汽车芯片产业创新战略联盟、方正证券研究所本土厂商在车规MCU的市场份额占比小，可发展空间大；宏观市场影响加剧本土化替代的紧迫性，MCU持续缺货，而海外大厂新增产能有限，国产替代的趋势延续；政策加持，推动MCU研发和产业化，维护汽车工业的稳定运行。国内汽车芯片产业规模小、技术水平低，发展严重滞后于整车产业，在汽车产业链中话语权较弱。16%26%26%19%13%33%11%25%23%8%2020年全球及中国MCU芯片应用领域结构汽车电子消费电子工控/医疗计算机其他内环：中国外环：全球2020年7月国务院关于新时期促进集成电路产业和软件

41、产业高质量发展若干政策的通知聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发2021年2月工信部基础电子元器件产业发展 行 动 计 划（2021 年-2023年）面向智能终端、5G、工业互联网等重要行业，推动基础电子元器件实现突破，提升产业链供应链现代化水平2021年3月十三届全国人大四次会议中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要聚焦高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、传感器等关键领域，加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用2022年3月工信部工业和信息化平稳运行的提质

42、升级发布会搭建汽车芯片在线供需对接平台，畅通芯片产供信息渠道。完善产业链上下游合作机制，提升芯片供给能力国产车规MCU发展窗口期-36-中国及全球汽车MCU市场规模预测假设预测时间范围参考本文前述中期和“十四五规划”时期，即根据2019-2021年历史数据，对2022-2025年发展做出假设预期。“十四五”节能减排综合工作方案目标是到2025年我国新能源汽车渗透率达到20%左右，另基于月度新能源汽车市场快速放量的现状，2022年以来新能源汽车渗透率分别为17%、19%、22%、25%和24%，考虑到汽车整体销量处于近年来低点，而渗透率是新能源汽车销量占汽车总销量的比重，渗透率的快速提升并不意味

43、着新能源汽车的高度普及，因此我们给予2025年新能源汽车渗透率25%的审慎预期，30%的乐观预期。关键假设资料来源：国务院、中国汽车工业协会、盖世汽车、前瞻研究院、IC Insights、Wind、方正证券研究所24%0%5%10%15%20%25%30%0500300 x 10000汽车销量及新能源汽车渗透率（月度）销量:汽车:当月值销量:新能源汽车:当月值计算：新能源汽车渗透率参考2021年中国汽车市场发展峰会上中汽协数据，预计2025年中国汽车销量有望达到3000万辆。新能源汽车渗透率提高背后的意义兼具电动化、智能化和网联化进程，科技属性不断增多是趋势。在界定时间内

44、即新能源汽车高速普及阶段，单车芯片价值量与新能源汽车渗透率呈一定程度的同向相关性。在传统燃油车和新能源汽车中单车MCU价值量在汽车芯片价值总量中占比稳定。传统燃油车中MCU价值量占比为23%，纯电动汽车MCU价值量占比为11%。2019-2021年全球汽车销量规模大致为中国汽车销量规模的2.3-2.8倍，这里我们取倍数为三年均值2.6。其他假设-37-中国及全球汽车MCU市场规模预测年份20022E2023E2024E2025E中国汽车销量(万辆)2576.92531.102627.502716.052807.582902.203000中国新能源汽车渗透率4.68%5.4

45、0%13.40%15.66%18.30%21.39%25.00%中国单车搭载芯片金额(美元)400467534573.88616.74662.80712.30中国单车MCU芯片价值量占比22%22%21%21%21%20%20%中国单车搭载MCU芯片金额(美元)89.75104.38114.23121.21128.30135.43142.46中国汽车MCU芯片市场总规模(亿美元)23.1326.4230.0132.9236.0239.3042.74全球汽车MCU芯片市场总规模(亿美元)65627685.5993.66102.19111.12在审慎预期下：预计中国2022年-2025年汽车MCU

46、市场规模分别为32.92,36.02，39.30，42.74亿美元；2022-2025年全球汽车MCU市场规模为85.59，93.66，102.19，111.12亿美元在乐观预期下：预计中国2022年-2025年汽车MCU市场规模分别为33.63，37.53，41.66，45.93亿美元；2022-2025年全球汽车MCU市场规模为87.45，97.59，108.32，119.41亿美元在25%和30%的渗透率预期下：中国汽车MCU市场在2021-2025年CAGR分别为9.24%和11.22%，车规级MCU市场规模在汽车三化的背景下具有较大增长空间，建议关注相关受益标的风险提示：新能源汽车销

47、量不及预期，疫情反复冲击，汽车E/E架构技术发展速度超预期资料来源：方正证券研究所-38-车规MCU国产替代化进程05-39-国产车规MCU厂商进展-初露锋芒资料来源：Wind、电子发烧友、HARD FIND Electronic、方正证券研究所企业名称股票代码应用领域首款通过时间最新研发动态四维图新：杰发科技002405.SZABS、BMS等核心功能、车身控制2018年2022年Q1，杰发科技首款功能安全MCU AC7840 x提前回片，于4月15日完成电机板设计与制作，预计将于2022年底正式量产BYD半导A21288.SZ(上市申报期)车规级触控MCU、车规级通用MCU以及电池管理MCU

48、2018年于2022年3月全新推出车规级8位MCU BS9000AMXX系列，客户端应用开发项目已全面启动国芯科技688262.SH车载T-BOX安全单元、车载诊断系统安全单元、车联网C-V2X通信安全应用2019年同时，公司的新一代的动力总成控制芯片、车身/网关控制芯片处于流片阶段，更高性价比和更高性能的域控制器和BMS（电池管理系统）控制器芯片研发进展顺利芯海科技688595.SH车身电子、智能座舱2020年2021年公司发行可转债加速汽车MCU战略落地；与德国莱茵达成战略合作芯旺微汽车照明、车窗控制、空调面板2019年赛腾微电子汽车尾灯流水灯、车载无线充、汽车车窗控制等2019年航顺芯片

49、汽车前装2019年琪埔微车身控制、车内空调控制、BLDC电机控制2019年芯驰科技汽车显示类应用2019年小华半导体车身控制、定位防盗2021年前云途半导体车身控制2021年目前，国内厂商与国际巨头还有相当大的差距。要想在高端MCU市场占据一定份额，ICWISE高级分析师指出，除了需要技术水平、设计能力、代工工艺、产品性能等达到同等水平外，还需要把握高端MCU市场的需求变化，可以在特定环境下直接与需求终端(如车企)合作，开发产业变革带来的新需求，从追赶者变成市场引领者。已实现车规级MCU批量生产的厂商-40-国产车规MCU厂商进展-蓄势待发资料来源：Wind、方正证券研究所许多国产企业都是从消

50、费级和工业级做起，逐渐步入汽车级MCU目前产品能量产上车的国内芯片厂商屈指可数，部分国产MCU产品在2022年才通过产品测试，距离批量商业化落地还有一定的距离车规级MCU产品导入期企业预计今年内能实现量产车规级MCU产品投入研发期企业研发量产流片发布客户测试中颖电子300327.SZ力源信息300184.SZ在Aspencore发起的国产MCU厂商调研统计分析中，车规MCU是最多被提及的新兴技术，40个厂商中有24家计划或正在研发车规级MCU。国内厂商需加快芯片研发及产业化，积极占据车规MCU领域市场份额，用安全可靠的产品建立客户粘性，一旦汽车芯片供应链恢复正常，“窗口期”不在，市场对于新进入者的替代需求会大大降低。总结：我国车规级MCU行业正处于导入期末期，将进入高速成长期，在相对领先的消费级和工业级技术基础下，直至整车技术发展中期阶段的车规MCU市场高需求会刺激国内厂商对车规领域的发展。供应链本土化、国产替代化趋势强，优先满足技术要求并获取客户订单的厂商将快速占据市场份额，国产替代潜力巨大。复旦微电688385.SH纳思达：艾派克-极海002180.SZ国民技术300077.SZ中微半导A21197.SH(上市申报期)兆易创新603986.SH芯驰科技未上市