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1 集成电路研究 工业和信息化部赛迪研究院主办 2017 年 1 月 15 日第 1 期总第 5 期 本期主题 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究产业观察 台湾地区汽车电子半导体产业的发展经验企业研究 荷兰恩智浦公司发展战略研究数据之窗 2016 上半年全球新能源乘用车品牌销量排名 年中国汽车电子市场规模 2015 年全球 MEMS 企业销售额排名 年 Mobileye 公司 ADAS 系统搭载车型数量

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3 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 所长导读 我国是全球最大的汽车产销国, 自 2009 年以来连续 8 年位居全球第一 然而在汽车电子使用的半导体器件领域, 我国产业基础非常弱小, 仅有极少数产品能进入全球汽车供应链 未来汽车将向安全 互联 智能 节能的方向发展, 汽车产业价值链正在重构, 高级汽车驾驶辅助系统 (ADAS) 无人驾驶 车联网 (V2X) 新能源汽车等新产品和新功能层出不穷, 算法芯片 毫米波雷达 激光雷达 新型 MEMS 传感器等技术飞速发展, 供应链紧密牢固的汽车产业出现了新的发展机遇 我国作为汽车电子半导体行业的新进者, 应抓住此次产业变革的机会窗口, 使汽车电子半导体成为我国半导体产业和汽车产业实现腾飞的重要突破口 为此, 我们专门策划并组织撰写了本期 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 聚焦汽车电子半导体产业的发展状况 发展特点 发展趋势和市场机遇, 并分析了 IGBT MEMS CMOS 图像传感器三类具有代表性的产品 在总结我国面临机遇和发展挑战的基础上, 提出相关建议 本期内容由朱邵歆 张松 林雨撰写, 如有商榷之处, 敬请批评指正 赛迪智库集成电路研究所所长霍雨涛 2017 年 1 月 15 日

4 专业就是实力精准就是品牌 目录 CONTENTS 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 4 一 汽车电子半导体的定义与分类 1 ( 一 ) 定义 1 ( 二 ) 分类 1 二 汽车电子半导体产业总体状况 2 ( 一 ) 汽车电子半导体占全球半导体市场份额保持稳定, 产业规模稳步增加 2 ( 二 ) 汽车电子半导体行业集中度持续提高 3 ( 三 ) 半导体企业 - 零部件供应商 - 整车厂商已形成强绑定的供应链 5 ( 四 ) 汽车价值链重构使得新进从业者不断涌现 7 三 汽车电子半导体产业趋势和市场机遇 10 ( 一 ) 智能化推动汽车中半导体的搭载数量和性能提升 10 ( 二 ) 新能源汽车对功率器件需求旺盛 13 ( 三 ) 汽车智能化带来海量信息存储需求 14 ( 四 ) 汽车电子成为半导体新技术的发展驱动力 15 四 汽车电子半导体代表性产品发展情况分析 16 ( 一 )IGBT: 新能源汽车中能量转换的桥梁 17 ( 二 )MEMS 传感器 : 感知汽车行驶状态的重要部件 19 ( 三 )CMOS 图像传感器 : 获取汽车外部环境信息的窗口 21 五 我国发展汽车电子半导体的机遇与挑战 23 ( 一 ) 发展机遇 23 ( 二 ) 面临挑战 27 六 推动我国汽车电子半导体发展的建议 28 ( 一 ) 以我国具有技术基础的产品为切入点 28 ( 二 ) 通过全球合作和自主创新, 解决技术门槛 29 ( 三 ) 建立汽车电子半导体产业联盟, 加强产业链各环节的沟通和联系 29

5 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 一 汽车电子半导体的定义与分类 ( 一 ) 定义 1 汽车电子的定义汽车电子是指汽车系统中的电子装置, 其包括机电结合的电子控制装置和独立于汽车动力系统的车载电子装置 前者与汽车动力控制 驾驶控制等相关, 后者与汽车信息系统 娱乐系统等相关 2 汽车电子半导体的定义汽车电子半导体是用于汽车 电子系统的半导体器件, 包括处理器 控制器 存储器 传感器 光电器件 射频器件 功率器件等 ( 二 ) 分类 1 按汽车电子功能分类汽车电子根据功能可分为动力控制系统 车载网络系统 车身控制系统 安全系统 信息娱乐系统 底盘控制系统 高级驾驶辅助系统 (ADAS) 等 每个系统均需要使用半导体来实现特定功能 图 1 汽车电子功能分类 数据来源 : 赛迪智库 2016,11 1

6 专业就是实力精准就是品牌 2 按器件类型分 根据汽车电子半导体的器件类 型, 可分类为 ASSP( 包括 SoC 处理 器 DSP GPU 等 ) MCU 功率器 件 MEMS 光电子器件 (CMOS LED 等 ) 模拟 IC ASIC 存储器等 图 年汽车电子半导体按器件类型分类的市场份额 数据来源 : 赛迪智库 2016,11 二 汽车电子半导体产业总体状况 ( 一 ) 汽车电子半导体占全球半导体市场份额保持稳定, 产业规模稳步增加根据 Gartner 的数据,1998 年, 汽车市场占全球半导体市场的 7%, 直至 2014 年, 市场份额仅缓慢增长至 8.9%, 表明汽车电子半导体市场长期处于稳定发展阶段 2015 年, 全球汽车电子半导体市场规模 达到 317 亿美元, 同比增长 9.3%, 占全球半导体市场的 9.5% 受全球 PC 市场下滑和智能手机市场放缓影响,2016 年全球半导体市场与 2015 年基本一致, 市场规模为 亿美元 汽车电子半导体的市场份额增加, 显示汽车市场已逐渐引起半导体市场的关注 预计 2020 年, 汽车电子半导体的市场规模可达到 562 亿美元, 复合年均增长率达到 12.1% 2

7 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 图 3 全球汽车电子半导体市场规模 数据来源 :Gartner, 赛迪智库 2016,11 图 年全球半导体市场分布 数据来源 :WSTS,Gartner, 赛迪智库 2016,11 ( 二 ) 汽车电子半导体行业集中度持续提高一是市场日益形成垄断格局 全球汽车电子半导体企业包括 NXP Infineon 瑞萨 ST TI Bosch 等龙头企业 2015 年,NXP 以 118 亿美元收购 Freescale 公司, 使得其超越 Infineon 瑞萨和 ST 三大巨头, 成为全球汽车电子半导体市场第一大企业, 市场份额达到

8 专业就是实力精准就是品牌 13.2%, 领先第二名的 Infineon 超过 4 个百分点 2015 年汽车电子半导体排 名前五的企业销售额合计达到 亿美元, 市场份额达到 43.1%, 前十 的企业销售额合计达到 亿美 元, 市场份额达到 57.5% 表 年全球汽车电子半导体企业销售额排名 排名 企业 2015 年销售额 ( 亿美元 ) 2015 年市场份额 1 恩智浦 (NXP) % 2 英飞凌 (Infineon) % 3 瑞萨 (Renesas) % 4 意法半导体 (ST) % 5 德州仪器 (TI) % 6 博世 (Bosch) % 7 安森美 (On Semi) % 8 美光 (Micron) % 9 东芝 (Toshiba) % 10 欧司朗 (Osram) % 合计 % 数据来源 :Gartner, 赛迪智库 2016,11 二是汽车电子半导体企业通过并购巩固竞争优势 近年来, 汽车电子半导体行业的兼并重组案例频发, 既有行业内企业的强强联合, 也有出于转型需要的跨行业并购 2015 年末, 荷兰 NXP 公司完成对美国 Freescale 公司的收购, 成为全 2016 年 10 月, 美国高通公司宣布收购尚处于消化整合阶段的 NXP 公司, 进军汽车电子半导体市场 并购完成后, 高通将横跨消费电子 服务器 汽车电子三大领域, 成为仅次于 Intel 和三星的全球第三大半导体公司 球第一大汽车电子半导体企业

9 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 表 年汽车电子半导体行业并购案例 时间并购案例交易金额影响 2015 年 1 月 2015 年 8 月 2015 年 12 月 2016 年 6 月 2016 年 7 月 2016 年 9 月 2016 年 10 月 2016 年 10 月 2016 年 11 月 2016 年 11 月 德国 Infineon 公司完成收购美国 IR 公司 美国高通公司收购英国 CSR 公司 美国 NXP 公司收购美国 Freescale 公司 中芯国际宣布收购意大利集成电路晶圆代工厂 LFoundry70% 股份 德国 Infineon 宣布收购 Cree 旗下 Wolfspeed 公司 日本瑞萨公司宣布收购美国 Intersil 公司 美国高通公司和 NXP 公司达成收购协议 德国 Infineon 公司宣布收购荷兰 Innoluce 公司 韩国三星公司宣布收购美国 Harman 公司 德国西门子公司收购美国 Mentor Graphics 公司 30 亿美元 24 亿美元 118 亿美元 4900 万欧元 8.5 亿美元 32.2 亿美元 470 亿美元 未披露 80 亿美元 45 亿美元 获得 Si 基 GaN 器件技术, 巩固其在汽车电子功率器件领域的龙头地位 补充高通汽车电子产品线中的蓝牙 Wi-Fi 音频和全球卫星导航系统定位技术解决方案 NXP 成为销售额排名第一的汽车电子半导体企业 中芯国际获得 Lfoundry 的 8 英寸生产线, 补充汽车电子半导体代工产品布局 获得 SiC 基 GaN 器件技术, 巩固其在汽车电子功率器件领域的龙头地位 结合 Intersil 的电源管理 IC 技术, 扩充公司的汽车电子产品线 高通进军汽车电子半导体领域, 并成为全球第三大半导体企业 Infineon 公司通过收购布局激光雷达领域 三星通过此次收购进军汽车电子领域 西门子通过收购, 获得汽车电子嵌入式软件产品, 进军汽车电子市场 数据来源 : 赛迪智库整理 2016,11 ( 三 ) 半导体企业 - 零部件供应商 - 整车厂商已形成强绑定的供应链汽车市场相对成熟, 追求高效协同的复杂体系和对资源的整合和集成能力, 汽车电子产业链具有以 下特点 : 一是单个汽车厂商对芯片的需求量偏低 全球汽车年产量在 9000 万辆左右, 产量最高的丰田集团年产量为 1000 万辆, 单个汽车厂商对单个芯片厂商的需求量仅有百万颗 5

10 专业就是实力精准就是品牌 量级, 远低于智能手机等消费电子产品动辄上亿颗的市场需求 加之汽车企业对芯片有定制化需求, 不符合半导体产业规模效应的特点, 因此长久以来汽车电子半导体企业很少直接和汽车厂商产生直接业务关系, 大多通过零部件供应商来完成产品供应 图 年全球汽车产量 ( 单位 : 万辆 ) 数据来源 : 中国汽车工业协会, 赛迪智库整理 2016,11 图 6 汽车电子产业链 数据来源 : 赛迪智库 2016,11 6

11 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 二是对半导体产品性能和可靠性要求高 汽车的使用环境更接近于工业机械产品, 所以汽车电子半导体通常工作在极端温度 高湿的恶劣环境中, 加之汽车对安全事故的零容忍要求, 对半导体产品的抗干扰能力, 可靠性和稳定性要求极高 三是半导体企业需具备长周期供货能力 不同于智能手机 1 年左右的升级换代周期, 汽车产品更新换代频率非常低, 每年推出的新品集中于外观和部分动力组件小幅升级 一手汽车的使用年限通常达到 5-10 年, 此后汽车还将进入二手车市场并再服役 10 年左右才会淘汰, 这要求汽车零部件配套周期达到近 20 年, 对汽车电子半导体企业长周期供货能力提出了高要求 四是产品认证周期长 标准严格 汽车电子协会 ( A E C ) 的 AEC-Q100 标准和国际标准组织 (ISO) 的 ISO 标准对于汽车电子的安全性和可靠性有极高的标准, 要求汽车电子半导体厂商建立相应的开发和生产流程标准, 并获得相应的认证, 方能进入汽车产业链 大大增加了汽车电子半导体企 业的产品开发成本和新进企业进入产业链的困难 五是产品开发周期长 对产品性能的高要求使得半导体厂商在产品得到应用前 4-5 年就必须与零部件和整车厂商共同研发 而网络通信 消费电子 计算机相关芯片企业可以自行开发通用产品, 开发周期只有 1-2 年 汽车电子产业链的以上特点使得半导体企业 零部件供应商 整车厂商已形成强绑定的供应链关系, 对新进企业构成坚实的行业壁垒 ( 四 ) 汽车价值链重构使得新进从业者不断涌现安全 互联 智能 节能的发展趋势使得汽车价值链逐渐从机械动力结构转向电子信息系统, 新能源汽车 无人驾驶 ADAS 车联网 (V2X) 等新产品和新功能层出不穷, 为互联网 消费电子 芯片制造领域企业进入汽车行业提供了机遇 一是互联网企业探索进入汽车行业 近几年来, 互联网企业在无人驾驶汽车领域非常活跃, Google 百度 Uber 阿里巴巴等互联网企业均宣布了无人驾驶汽车 7

12 专业就是实力精准就是品牌 的研发计划,Google 和百度等企业已实现了无人驾驶汽车的上路实测 Google 公司早在 2005 年已开始无人驾驶汽车的研发和测试工作 截至 2016 年 10 月,Google 无人车已行驶超过 322 万千米 2015 年末, 百度无人驾驶汽车进行全程自动驾驶测跑, 完成跟车减速 变道 超车 上下匝道 掉头等复杂驾驶动作, 最高时速 100 千米 / 小时, 是中国无人驾驶汽车最接近真实路况的开放道路测试之一 表 3 互联网企业进入汽车行业情况 互联网企业合作汽车企业 Google 百度 乐视 Uber 克莱斯勒汽车公司 北汽新能源汽车公司 Faraday Future 公司 阿斯顿马丁公司 丰田公司 沃尔沃公司 福特公司 最新动态 Google 宣布和克莱斯勒汽车公司合作, 共同制造 100 辆自动驾驶汽车 2016 年 9 月举行的百度世界大会上, 北汽新能源与百度合作发布北汽百度无人车 该无人车首次达到了无人驾驶分级中 L4 级, 做到了完全 无人驾驶 2016 年 8 月, 乐视汽车宣布与浙江省达成合作协议, 乐视超级汽车工厂项目将落户湖州市, 该项目投资总额达到 200 亿元人民币, 打造包括超级汽车工厂和超级汽车生态小镇在内的乐视汽车生态圈 10 月, 乐视宣布完成自有汽车品牌 LeSEE Pro 汽车的研发 Uber 于 2016 年 9 月推出无人驾驶汽车载客服务, 在美国匹兹堡市上路试运行 每辆车配备 Uber 自主研发的三维地图来引导方向, 通过建筑物和环境来定位 车上装备近 20 个摄像头 用于探测天气和路况的雷达系统及传感器 数据来源 : 赛迪智库整理 2016,11 二是消费电子半导体企业向汽车电子转型 汽车电子半导体市场的稳定增长和可观前景, 以及智能手机和 PC 市场发展增速下滑, 使得消费电子半导体企业迫切希望进入汽车电子领域来巩固其市场地 位 高通公司已从汽车制造商获得大量无线调制解调器订单, 其支持自动驾驶功能的骁龙车载处理器将于 2017 年搭载在奥迪公司新车中 2016 年 高通收购 NXP 并成为全球最大的汽车电子半导体企业

13 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 Intel 公司于 2008 年开始布局车联网,2011 年组建车载创新和产品开发中心, 提供完整平台化解决方案,2016 年宣布与捷豹公司合作开发车载智能互联系统 台湾联发科公司于 2016 年宣布进入车用芯片市 场, 计划于 2017 年一季度发布首批车用芯片解决方案 NVDIA 公司已完全撤出手机市场, 凭借在 GPU 图像处理方面的技术积累, 专攻 ADAS 算法芯片,2016 年发布与沃尔沃公司合作的 Drive PX2 自动驾驶平台 表 4 消费电子半导体企业在汽车电子领域的布局情况 消费电子半导体企业 高通 Intel NVIDIA 联发科 ST 汽车电子领域的布局动态 高通通过收购 NXP 成为了全球最大的汽车电子半导体企业, 在此前, 已从汽车制造商获得大量无线调制解调器订单, 其骁龙车载处理器支持自动驾驶功能, 将于 2017 年搭载在奥迪公司的新车中 2016 年先后收购了 Yogitech 公司 ( 自动驾驶汽车芯片安全工具 ) Arynga 公司 ( 车载计算机 OTA 无线升级相关技术 ) Itseez 公司 ( 自动驾驶视觉计算 ) Movidius 公司 ( 自动驾驶视觉计算 ) Nervana Systems 公司 ( 深度学习 ), 布局汽车电子级自动驾驶技术 2016 年成立汽车解决方案事业部, 开发自动驾驶汽车专用处理器芯片 宣布投入 2.5 亿美元用于自动驾驶领域的数据搜集 与宝马公司 Mobileye 公司合作建立自动驾驶产业标准开放性平台, 计划于 2021 年实现全自动驾驶车辆上路行驶 2016 年 CES 展上发布与沃尔沃公司合作的 Drive PX2 自动驾驶平台, 平台使用 16nm FinFET 工艺制造的 Pascal 显卡 (2 个 GP106 核心显卡 ) 及新一代 Tegra 处理器, 总计 12 个 CPU 核心 该平台是特斯拉 Autopilot 2.0 无人驾驶系统的运算核心 公司已获得美国加州车管所 (DMV) 的许可, 可以在加州进行自动驾驶车辆的上路测试 2016 年 11 月宣布正式进入汽车电子芯片市场 MTK 计划从影像为基础的先进驾驶辅助系统 高精准度毫米波雷达 车载信息娱乐系统 车载通讯系统四大领域切入, 计划于 2017 年一季度发布首批车用芯片解决方案, 希望在 2020 年获得全球车载半导体各领域 20% 以上市场份额 2016 年 12 月发布最新的 Accordo 5 汽车处理器产品, 布局中低端汽车市场, 其具有高端图形和音视频功能, 集成 ARM Cortex-A7 处理器 数据来源 : 赛迪智库整理 2016,11 9

14 专业就是实力精准就是品牌 三是集成电路代工厂纷纷布局汽车电子半导体产品 汽车电子的市场前景使得制造代工厂也纷纷将产线资源向汽车产品扩充, 台积 电 联电 三星 中芯国际等企业 均通过收购和合作的形式开拓汽车 电子半导体市场 表 5 集成电路代工厂布局汽车电子半导体情况 集成电路代工厂企业 台积电 联电 三星 中芯国际 汽车电子领域的布局动态 台积电已将汽车电子与物联网设为 2016 年发展的四大平台之一 台积电表示, 随着各种关键技术发展, 自动驾驶汽车及电动车越趋成熟,ADAS 先进驾驶辅助系统及车载娱乐服务系统均需要高效能处理器及传感器, 推动半导体高端逻辑制程持续成长, 并带动特色工艺 CMOS MEMS 功率 IC 等需求 2016 年 9 月, 台积电与瑞萨宣布采用全新的 28nm 工艺生产车用 MCU, 使 MCU 的程序内存容量和效能比目前的 40nm 技术提升 4 倍以上, 满足新一代车用运算需求 产品计划于 2017 年提供样品,2020 年量产 联电 2015 年发布针对汽车电子半导体设计公司的 UMC Auto 技术平台, 以支援车用芯片设计, 包含了多项经 AEC-Q100 认证的技术解决方案, 制程涵盖 0.5 微米至 28 纳米 所有联电生产线制程皆符合严格的 ISO TS 汽车品质标准 2016 年 2 月, 三星投资了新加坡自动驾驶初创公司 nutonomy 2016 年 11 月, 三星宣布以 80 亿美元收购汽车电子大厂 Harman 公司 12 月, 三星与特斯拉公司签署协议, 共同开发用于特斯拉电动车的芯片 中芯国际收购意大利 Lfoundry 公司, 获得具有制造汽车电子半导体产品经验的 8 英寸生产线 数据来源 : 赛迪智库整理 2016,11 三 汽车电子半导体产业趋势和市场机遇 ( 一 ) 智能化推动汽车中半导体的搭载数量和性能提升汽车的智能化趋势使得汽车电子半导体市场的增长不再完全依赖于汽车产量的增加, 而是搭载半导体数量的增加 一是 ADAS 对车载传感器和计算芯片的需求增加 ADAS 是汽车智能化的重要方向, 也是汽车电子发展最快的领域之一 根据 Strategy Analytics 的数据,2016 年汽车厂商向零部件供应商采购了约 159 亿美元的 ADAS 系统, 约占汽车电子前装市场总额的 6% 预计 ADAS 系统 10

15 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 采购量将在 2020 年增长至 300 亿美元以上, 占汽车电子市场总额的 10% ADAS 系统中需要大量的 CMOS 传感器 MEMS 传感器 各种原理的探测雷达来感知周围环境, 如识别交通标志 甄别障碍物类型 测量障碍物距离车身距离 以及计算相对移动速度 特斯拉汽车装配的全自动驾驶 Autopilot2.0 系统包括 8 个摄像头 12 个超声波雷达及一个前向探测雷达 目前主流 ADAS 系统解决方案包括 CMOS 传感器 微波雷达和核心计算芯片 随着性能更优异的激光雷达 (LiDAR) 毫米波雷达技术更加成熟, 成本进入可接受范围, 将有更多汽车搭载激光雷达和毫米波雷达,ADAS 系统性能将更加出色 图 7 TI 公司 ADAS 解决方案示意图 数据来源 :TI 公司 2016,11 二是无人驾驶将大幅增加汽车用半导体的成本 随着 ADAS 技术不断成熟, 无人驾驶必将成为未来汽车的主要产品形态 除了 Google 百度等互联网公司, 福特 通用 宝马等汽车企业也在积极部署无人驾驶汽车 美国高速公路管理局 (NHTSA) 将智 能汽车自动驾驶技术划分了 5 个阶段, 分别为无自动化的 L0 级至全自动化的 L4 级 ADAS 处于 L0-L2 阶段, 完全无人驾驶为 L4 阶段 预计处于 L4 阶段的汽车中, 半导体成本将超过 1000 美元, 而当前每辆车中的半导体成本只有 350 美元 11

16 专业就是实力精准就是品牌 表 6 汽车企业布局无人驾驶情况 汽车企业瑞典沃尔沃汽车集团美国通用汽车集团美国福特汽车集团德国宝马汽车集团 布局情况 沃尔沃计划 2017 年初在英国测试无人驾驶汽车 使用 XC90 的改良版用于实验, 预计 2018 年, 试点汽车可达 100 辆 通用汽车与 Lyft 公司合作推出面向大众市场的无人驾驶汽车, 其采用纯电动模式 通用于 2016 年 3 月收购无人车初创公司 Cruise Automation 收购后 2 个月对外宣称已在 Bolt 车上完成了无人驾驶汽车的测试 2016 年 9 月, 福特公司宣布计划 2025 年公开出售无人驾驶汽车 2016 年 11 月, 宝马宣布计划十年时间内, 通过旗下 iventures 部门研发无人驾驶技术, 花费 5 亿欧元 数据来源 : 赛迪智库整理 2016,11 表 7 美国公路安全局的无人驾驶技术阶段分类 阶段特征定义 L0 L1 L2 L3 L4 无自动化 驾驶辅助 部分自动化 有条件自动化 全自动化 没有任何自动驾驶功能 技术, 司机对汽车所有功能拥有绝对控制权 向司机提供基本的技术性帮助, 例如自适应巡航控制系统 自动紧急制动, 司机占据主导位置, 不过可以放弃部分控制权给系统管理 实现数种功能的自动控制, 例如自动巡航控制或车道保持功能, 司机和汽车分享控制权, 不过, 司机必须随时待命, 在系统退出的时候随时接手 在有限情况下实现自动控制, 系统在某些条件下可以完全负责整个车辆的操控, 但是当遇到紧急情况, 还是需要司机对车辆进行接管 无需司机或乘客的干预, 在无需人协助的情况下由出发地驶向目的地 数据来源 : 赛迪智库整理 2016,11 12

17 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 图 8 平均每辆车中的半导体成本 数据来源 :Gartner, 赛迪智库 2016,11 ( 二 ) 新能源汽车对功率器件需求旺盛一是新能源汽车动力系统的电气化使得功率器件使用量大幅增加 新能源汽车是使用锂离子电池等非汽油发动机作为动力来源的汽车, 包括混合动力汽车 (HEV) 插电式混合动力汽车 (PHEV) 纯电动汽车 (BEV) 和燃料电池电动汽车 (FCEV) 其动力产生和传输过程与汽油发动机有较大差异, 需要频繁的进行电压变换和直流 - 交流转换 例如将电池产生的直流转换为驱动电机的交流 将上百伏的电压降至车载电子设备需要的 12V 加之纯电动汽车高续航里程的要需求, 使得电能管理更加精 细化 实现以上功能需要大量的逆变器 变压器 变流器, 对 IGBT MOSFET 二极管等功率器件的需求远高于传统汽车 根据 Strategy Analytics 的数据, 纯电动汽车的半导体成本达到 704 美元, 相对于传统汽车的 350 美元增加了一倍, 功率器件成本为 387 美元, 占比达到 55% 相比传统汽车新增的半导体成本中, 功率器件成本约为 269 美元, 占总增加成本的 76% 二是新能源汽车产销量高速增长拉动功率器件市场需求 由于新能源汽车具有节能减排的优点, 各国政府和汽车厂商积极推动新能源汽车发展 据国际能源机构预测, 到 2030 年, 电动汽车将占全球汽车 13

18 专业就是实力精准就是品牌 销量的 30% 根据各国汽车工业协 会数据,2015 年, 全球新能源汽车 总销量达到 54.9 万辆, 增速达到 68.4%, 相应的汽车电子半导体市 场达到 3.8 亿美元 图 年全球新能源汽车销量 数据来源 : 各国汽车工业协会, 赛迪智库整理 2016,11 ( 三 ) 汽车智能化带来海量信息存储需求汽车智能化不断深入使得汽车不仅是交通工具, 更是信息汇总 计算和传递的中心, 对信息的存储提出了更高要求 未来一辆无人驾驶汽车的数据吞吐量可达到每秒 1GB, 需要更快速的存储速度和更大容量的存储空间 全球排名前十的汽车电子半导体企业中包含了美国 Micron 和日本东芝两家生产车载存储器的企业, 销售额占据汽车电子半导体市场的 4% 汽车存储器全 球市场规模约为 17 亿美元 一是车载信息娱乐系统 (IVI) 存储需求不断提高 IVI 系统的显示器尺寸越来越大 分辨率越来越高, 系统承载的信息也更加复杂和丰富,3D 导航 故障检测 车辆信息 车身控制 无线通信 在线娱乐 云服务等均对系统存储空间和速度提出更高要求 以内存为例, 内存技术一般是在消费电子应用成熟之后才向汽车领域推广 随着 IVI 功能的不断增加, 汽车内存更新换代频率显著提高 普通 14

19 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 汽车上使用的内存主流为 SRAM DDR1/2 和 LPDDR2 DDR2 从消费电子应用到 IVI 系统的推广经历了 5 年时间, 而 2015 年刚在手机上使用的 LPDDR4 已在汽车上开始产品验证, 预计 2017 年就可以进入市场 二是 ADAS 系统存储需求不断提高 ADAS 系统依靠获取大量环境信息来判断如何对汽车驾驶进行辅助控制, 诸如自适应巡航系统 车道偏离预警系统 自动泊车 自动紧急刹车等功能都使用图像传感器和雷达等 眼睛 和 耳朵 来获取外界信息, 需要大存储空间和高存储速度支撑 ADAS 系统的快速反应能力 尤其是 ADAS 系统中图像传感器的数量和分辨率不断提升, 产生海量数据存储需求 汽车存储芯片龙头企业美国 Micron 公司已推出可用于 ADAS 系统的 240GB 固态硬盘 电子智能仪表盘 车载无线升级 车联网等应用也对存储性能提出了更高要求 ( 四 ) 汽车电子成为半导体新技术的发展驱动力汽车电子领域对产品可靠性和寿命的极高要求使得只有成熟的半导体技术才会在汽车领域推广, 新 兴技术很少首先使用在汽车领域 近年来, 汽车逐渐成为电子信息系统的新兴载体, 汽车企业 互联网企业 半导体企业均加速布局汽车电子市场, 推动新兴车用半导体技术的发展 一是汽车电子驱动激光雷达向固态化发展 激光雷达技术的原理是以极高频率发射激光束, 通过接受反射的激光信号实现对周围环境的图像测绘 测绘精度远高于微波 / 毫米波雷达和超声波雷达 目前主流激光雷达为机械结构, 价格非常昂贵, 早先应用于遥感 军事 地理等领域 搭载于 Google 和百度无人驾驶汽车的 64 线激光雷达价格可达到 10 万美元, 使得机械激光雷达不可能应用于普通民用汽车 固态激光雷达使用 MEMS 反射镜替代机械结构控制激光束的发射角度和方向, 成本大大降低 2016 年 CES 展上, 激光雷达初创公司 Quanergy Systems 发布了固态激光雷达传感器, 并宣布如果订货量在 1 万台, 每台价格有望在 100 美元以下, 具备了进入民用汽车领域的价格优势 Quanergy Systems 公司也凭借固态激光雷达获得了零部件大厂英 15

20 专业就是实力精准就是品牌 国 Delphi 公司的战略投资 二是汽车电子应用带动毫米波雷达技术向高频段和 CMOS 工艺发展 毫米波雷达是汽车 ADAS 系统使用的雷达技术之一, 其原理是利用毫米波段电磁波 ( 频率 GHz) 的发射和反射来探测周围物体的距离和相对速度, 具有体积紧凑 探测性能稳定 探测距离长 天气环境适应性好等特点 毫米波雷达早先应用于导弹制导 近程雷达 火控雷达等军用领域 无人驾驶和 ADAS 的应用需求推动汽车上装备毫米波雷达来提升汽车辅助驾驶性能, 并促进毫米波雷达技术的不断进步, 成本不断降低 2012 年毫米波 MMIC 芯片 ( 单片微波集成电路 ) 的研发成功使得毫米波雷达成本从几万元下降至 1000 元人民币以内 毫米波雷达芯片主要基于 SiGe 工艺, 未来成本更低的 CMOS 工艺将成为技术主流 77GHz 雷达具有体积更小 探测精度和距离更高 抗干扰能力更强等优点, 有望取代 24GHz 成为市场主流 2015 年世界无线电通信大会 (WRC-15) 决定将 77.5GHz~78.0GHz 频段划分给无线电定位业务, 以支持短距离高分辨率车载雷达的发展 三是新能源汽车推动新型 SiC 功率器件应用 SiC 功率器件相比于传统 Si 基功率器件具有耐高温 耐高电压 可高速开关 开关损耗和导通电阻更低等特性, 使得功率系统体积更小且能耗更低 然而 SiC 技术尚没有 Si 器件技术成熟, 价格非常高, 市场占有率还很低 新能源汽车是 SiC 功率器件的优势应用领域和潜在应用市场, 本田技术研究所将变流器和逆变器所使用的二极管及晶体管全部更换为 SiC 器件, 使得电力损耗降低了 20%, 同时动力控制单元 (PCU) 体积减小了 80%, 间接提高了电动车续航里程 日本罗姆公司与 FIA 电动方程式锦标赛 Venturi 车队签订为期 3 年的技术合作伙伴协议, 将 SiC 器件应用于赛车驱动中的逆变器, 使得车身重量降低了 2kg, 电力能效提升了 1.7%, 散热装置体积缩小了 30% 预计 2020 年, 新能源汽车用 SiC 功率器件市场规模可达到 4500 万美元 四 汽车电子半导体代表性产品发展情况分析我们选取了新能源汽车使用的 IGBT 获取车辆状态信息的 MEMS 获取车周围环境信息的 CMOS 三类具 16

21 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 有代表性的汽车电子半导体来介绍市场和企业发展情况 ( 一 )IGBT: 新能源汽车中能量转换的桥梁 1 市场分析绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 是一种兼具双极结型晶体管 (BJT) 通态压降小 电流密度高和金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管 (MOSFET) 驱动功率小 开关速度快 输入阻抗高等特点的功率开关器件 IGBT 芯片在结构上由数万个重复单元 ( 元胞 ) 组成, 其高频 高电压 大电流的优良特性使得其发明后被迅速用作大功率开关, 是 AC/DC 转换 变压 / 变流装置中的核心器件, 广泛应用于轨道交通 航空航天 船舶牵引 电网传输 变频家电 新能源发电 新能源汽车等领域, 覆盖 600V-6500V 的电压范围 新能源汽车中,IGBT 是电池与驱动电机 空调系统 车载信息系统 安全系统 启停能量回收系统之间能量转换的桥梁 尤其在 600V-1200V 高压大功率 DC/AC 逆变和 DC/DC 转换中,IGBT 发挥着不可替代的作用 高效的能量转换能降 低能量损耗, 降低所需锂离子电池容量, 从而降低整车重量, 提高电动车单次充电后的续航里程 在纯电动汽车中,IGBT 还是充电桩与车载电池之间 AC/DC 转换的关键功率器件 2015 年, 全球共生产了 55 万辆新能源汽车和约 35 万个充电桩 根据 Yole Developpement 的数据, 新能源汽车用 IGBT( 包括芯片 模组 ) 市场规模达到 6.7 亿美元, 占 IGBT 市场的 21% 随着各国新能源汽车政策的落实 汽车企业新能源汽车产品规划的实施, 电动车销量将迎来大幅增长, 配套的充电装置也将进入密集建设期 预计 2020 年, 新能源汽车用 IGBT 占全球 IGBT 市场的比例将提升至 3 7 %, 达到 16.7 亿美元 SiC 基 MOSFET 器件具有比 IGBT 更快的开关速率 更小的系统体积 更优的高温性能和节能特性, 未来将占领 IGBT 器件的部分市场份额 目前丰田等公司搭载 S i C MOSFET 的新能源汽车已经试运行, 然而仍需要较长时间的验证过程 短期内 IGBT 依然将凭借其更高的技术成熟度 更低的成本和更广泛的供应渠道占据市场主流 17

22 专业就是实力精准就是品牌 图 年 IGBT 应用市场分布 数据来源 :Yole Developpement, 赛迪智库 2016,11 2 竞争格局全球 I G B T 市场主要竞争者包括德国 I n f i n e o n 赛米控 (Semikron) 日本三菱 富士电机 美国 On Semi(2016 年收购美国 Fairchild 公司 ) 等, 前五大企业的市场份额超过 70% 在 1700V 电压以上的工业 IGBT 市场,Infineon 三菱 A B B 公司处于行业领先地位, 且垄断了 3300V 以上高压 IGBT 产品 Semikron 和 On Semi 的主要市场是 1700V 以下的消费级和汽车级 IGBT 市场 Infineon 公司的市场份额接近 30%, 产品涵盖 IGBT 分立器件 模块 智能功率模组 (IPM) 公司作为全球功率半导体第一大企业,2015 年功率器件销售额 32.6 亿美元, 远远超过其他竞争者 2015 年 年, 公司先后收购美国 IR 公司和美国 Cree 旗下的 Wolfspeed 公司, 布局功率器件的新发展方向 GaN 和 SiC 宽禁带半导体技术, 巩固未来发展竞争优势 18

23 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 图 年 IGBT 市场份额 数据来源 :IHS, 赛迪智库整理 2016,11 ( 二 )MEMS 传感器 : 感知汽车行驶状态的重要部件 1 市场分析根据 Bosch 公司的数据, 一部汽车中使用超过 50 颗 MEMS 传感器, 其中发动机管理系统需要 10 颗 安全系统需要 27 颗 驾驶舒适性相关系统需要 17 颗 目前压力传感器 加速度计 陀螺仪是汽车中电子稳定程序控制系统 (ESC) 安全气囊 胎压监测系统 动力传动系统 导航系统的核心传感部件, 占 据了汽车用 MEMS 市场的 95% 其他 MEMS 产品市场规模还较小, 随着汽车智能化的不断深入, 传统三类 MEMS 的用量将继续增加, 进气湿度测量 人车交互的 MEMS 麦克风 车辆互联的射频滤波器 激光雷达和头灯中的微反射镜等 MEMS 产品用量也将快速增长 2015 年, 汽车用 MEMS 传感器市场规模约为 36 亿美元, 预计 2020 年将达到 50 亿美元, 复合年均增长率为 7% 19

24 专业就是实力精准就是品牌 图 年 MEMS 应用市场分布 数据来源 : 赛迪智库 2016,11 2 竞争格局全球汽车用 MEMS 供应商包括德国 Bosch 公司 美国 Sensata 公司 日本电装公司等 其中 Bosch 公司依托其汽车零部件一级供应商 (Tier 1) 的供应链优势, 占据的市场份额最高, 达到 22%, 其运动传感器 胎压传感器广泛应用于各大汽车中 NXP 公司是车用 MEMS 的后起之秀, 其产品以磁传感器为主, 随着 Freescale 的压力传感器和加速度计产品线并入 NXP, 其 2015 年的 MEMS 销售额达到 3.3 亿美元, 市场份额达到 9% 日本电装公司 松下公司的 MEMS 产品主要服务于日本本土汽车产业链 前十大车用 MEMS 企业的市场份额达到 72%, 显示出行业的集中度较高 图 年汽车用 MEMS 市场份额 数据来源 : 赛迪智库 2016,11 20

25 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 ( 三 )CMOS 图像传感器 : 获取汽车外部环境信息的窗口 1 市场分析金属氧化物半导体 (CMOS) 图像传感器是一种用硅芯片工艺集成光敏元件 放大器 A/D 转换器 存储器 数字信号处理器和计算机接口电路的图像传感器件 CMOS 被广泛应用于智能手机摄像头 数码相机 安防摄像头 工业摄像头等 其中, 智能手机等消费电子占 CMOS 应用市场的 70% 根据 Yole Developpement 的数据,2015 年, 全球 CMOS 图像传感器市场规模达到 103 亿美元, 同比增长 12% 随着汽车对图像信息需求的不断提高,CMOS 传感器正逐步向汽车电子市场渗透 车载 CMOS 的最初应用是获取倒车影像 ADAS 系统的不 断进步使得汽车上需要搭载后视 前视 环绕视 CMOS 摄像头, 以直接获取周围环境的图像信息, 实现前向碰撞预警 车道偏离警示 自动泊车 路况记录 车辆 / 行人 / 障碍物识别 车内环境监控等功能 无人驾驶汽车甚至可以取消两个后视镜, 使用 CMOS 摄像头实现相同功能 目前高端汽车 ADAS 系统包含 5-8 个摄像头, 特斯拉汽车装配的全自动驾驶 Autopilot 2.0 系统配备了 8 个摄像头 未来随着无人驾驶技术的发展, 汽车搭载的 CMOS 传感器数量有望超过 10 个 汽车电子是 CMOS 图像传感器增长最快的细分市场,2015 年全球销售额为 4.8 亿美元, 占 CMOS 市场的 4.8%, 预计 2020 年销售额可达 18 亿美元, 市场占比达到 11% 图 年全球 CMOS 图像传感器市场分布 数据来源 :IC Insights,Yole, 赛迪智库 2016,11 21

26 专业就是实力精准就是品牌 2 竞争格局消费电子是 CMOS 第一大应用市场, 使得公司在消费电子市场的表现大致决定了其在全球 CMOS 市场所处的位置 索尼 三星 OmniVision 三家公司占全球 CMOS 市场的 70%, 也是仅有的三家销售额超过 10 亿美元的企业 其中索尼公司一家独大, 拥有全球 CMOS 图像传感器 50% 的制造产能, 通过收购东芝公司的 CMOS 业务, 索尼公司 2015 年销售额达到 40 亿美元, 同比增 长 31%, 市场份额达到 39% 美国 OmniVision 公司于 2016 年初被中信资本等组成的财团以 19 亿美元收购, 成为北京豪威科技公司的子公司 2016 年 7 月, 北京君正公司宣布拟以 120 亿元人民币收购豪威科技 收购完成后, 北京君正公司将成为全球第三大 CMOS 企业, 成为继上海格科微公司后第二家进入全球前十的企业 排名前十的企业占据全球市场份额的 95%, 表明市场集中程度极高 表 年全球 CMOS 企业销售额排名 排名 公司 2015 年销售额 ( 亿美元 ) 市场份额 1 索尼 % 2 三星电子 % 3 OmniVision % 4 On Semiconductor 8.1 8% 5 佳能 4.0 4% 6 松下 3.4 3% 7 SK 海力士 3.3 3% 8 格科微 2.8 3% 9 ST 2.0 2% 10 Pixart 1.7 2% 数据来源 :Yole Developpement, 赛迪智库整理 2016,11 22

27 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 在车用 CMOS 市场,On Semi 公司凭借 2014 年以 4 亿美元收购 Aptina 公司, 成为了车用 CMOS 图像传感器的领头羊, 市场份额达到 46% 在 ADAS 市场,On Semi 的市场份额高 达 70% 截至 2015 年,On Semi 车用 CMOS 出货量达到 1.5 亿颗,10 款产品通过汽车级认证 其他从业者包括 Omnivision 索尼 Gentex Melexis 等 图 15 全球车用 CMOS 传感器市场份额 数据来源 : 赛迪智库整理 2016,11 五 我国发展汽车电子半导体的机遇与挑战 ( 一 ) 发展机遇 1 中国已成为全球最大的汽车产销国一是中国汽车产销量连续 8 年位居全球第一 根据中国汽车工业协会的数据,2016 年中国汽车产销分别为 2812 万辆和 2803 辆, 同比增长 14.5% 和 13.7%, 增幅比上年提 升 11.2 个百分点和 9.0 个百分点 2015 年, 中国汽车产量 2450 万辆, 占全球汽车产量的 27%, 超过第二大生产国 美国一倍以上 二是国有汽车品牌实力不断壮大 在中国乘用车市场,2016 年, 中国自有品牌乘用车共销售 万辆, 同比增长 20.5%, 占乘用车销售总量的 43.2%, 占有率比上年同期提升 1.9 个百分点 23

28 专业就是实力精准就是品牌 图 年中国汽车产量 数据来源 : 中国汽车工业协会, 赛迪智库整理 2017,1 图 年全球汽车产量区域分布 数据来源 : 各国汽车工业协会, 赛迪智库整理 2017,1 24

29 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 表 9 中国乘用车市场汽车品牌分国别销售情况 国别 销量 ( 万辆 ) 市场份额 中国品牌 % 德系 % 日系 % 美系 % 韩系 % 法系 % 数据来源 : 中国汽车工业协会, 赛迪智库整理 2017,1 2 新能源汽车产业高速发展 一是国内新能源汽车产销量屡 创新高 中国汽车工业协会数据显 51.7 万辆和 50.7 万辆, 同比增长 51.7% 和 53%, 连续两年保持全球第一 示,2016 年, 国内新能源汽车产销 图 年中国新能源汽车销量 数据来源 : 中国汽车工业协会, 赛迪智库整理 2017,1 25

30 专业就是实力精准就是品牌 二是国家政策鼓励发展新能源汽车产业 新能源汽车已上升为国家战略, 新能源汽车的发展将带动装备制造 汽车电子 上游原材料等产业协同发展 中国制造 2025 国家十三五战略性新兴产业发展规划 等国家规划明确将新能源汽车列为重点发展产业 2015 年国家发展改革委公布的 电动汽车充电基础设施发展指南 ( 年 ) 提出, 到 2020 年, 新增集中式充换电站超过 1.2 万座 分散式充电桩超过 480 万个, 以满足全国 500 万辆电动汽车充电需求 截至 2016 年 4 月, 国家和地方共出台了新能源相关政策 58 项, 涵盖宏观综合 行业管理 推广应用 税收优惠 科技创新 基础设施等 3 龙头企业加速汽车电子半导体产业布局汽车电子半导体设计方面, 大唐电信与 NXP 公司合资成立大唐恩智浦公司, 其产品包括车灯调节器芯片 门驱动芯片和新能源汽车电池管理芯片 其中车灯调节器芯片市场份额位居全球第一, 门驱动 芯片是中国汽车电子前装市场的第一颗国产芯片, 也是中国首个通过 AEC-Q100 行业标准的产品 国内地图服务商四维图新以 6 亿美元收购台湾 IC 设计企业联发科旗下的杰发科技, 该公司主攻车载 车控类汽车电子芯片解决方案 CMOS 图像传感器方面,2016 年初, 中信资本等组成的财团以 19 亿美元收购美国 OmniVision 公司, 使其成为北京豪威科技公司的子公司 2016 年 7 月, 北京君正集成电路公司宣布拟以 120 亿元人民币收购豪威科技公司 6.2 亿美元收购思比科公司, 深度布局 CMOS 市场 收购完成后, 北京君正公司将成为全球第三大 CMOS 企业 继上海格科微公司后第二家进入全球 CMOS 行业前十的企业 新能源汽车 IGBT 方面,2015 年 12 月, 北汽新能源汽车公司与中车时代电气合作研发新能源汽车用 IGBT 产品 深圳比亚迪微电子公司与上海先进半导体制造公司合作开发 IGBT 产品 比亚迪是全球新能源汽车的领军企业,2015 年销售超过 6 万辆 公司已布局 IGBT 全产业 26

31 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 链, 包括芯片设计 晶圆制造 测试 封装 新能源汽车应用等 代工制造方面, 中芯国际通过收购意大利 LFoundry 公司, 获得具有汽车电子半导体产品经验的 8 英寸生产线, 扩充了相关产品制造能力 华虹宏力公司深耕 FS-IGBT 工艺产品, 与多家合作单位推出了 600V 1200V 1700V 等 IGBT 器件工艺 ( 二 ) 面临挑战 1 我国汽车零部件企业实力不济, 难以带动半导体企业发展一是本土零部件企业市场占有率低 目前我国汽车零部件企业总数超过 1 万家, 规模企业不到 6000 家 外资及合资企业数量占规模企业数的 20%, 然而市场份额却达到 70% 以上 其余中国本土品牌零部件企业市场份额不足 30%, 且 90% 集中于中低端产品市场 在 EPB( 电子手刹 ) 等汽车电子和发动机关键零部件等高科技含量领域, 外资市场份额高达 90% 在发动机管理系统 ABS 等核心零部件领域, 外资企业市场份额分别高达 95% 和 90% 以上 二是本土零部件企业技术水平不高 中国汽车零部件生产企业数 量众多, 但大多规模小 产业集中度低 创新能力缺乏 零部件厂与整车厂尚未形成同步开发能力, 系统化 模块化 电子化的供货能力刚刚起步 随着中国零部件市场的全面开放, 本土零部件企业的价格优势将不再显著, 进口产品的价格反而更低, 此前受关税和国产化率保护的本土企业将面临巨大挑战 零部件企业是汽车电子半导体企业与整车企业之间的供应链桥梁, 零部件企业实力不强, 难以带动本土汽车电子半导体企业快速发展, 只能依托外资企业, 从而形成恶性循环, 阻碍零部件企业和半导体企业的发展 2 汽车行业供应链关系固定紧密 行业壁垒高, 新进半导体企业很难切入汽车电子半导体产品具有性能要求高 可靠性要求高 供货周期长等特点, 使得汽车电子半导体企业 - 零部件供应商 - 整车厂已形成了固定而紧密的产业链供应关系 在 ASSP MCU 传感器等传统汽车产品市场, 国内企业作为新进者, 很难有机会打入供应链 ADAS 算法芯 27

32 专业就是实力精准就是品牌 片 毫米波雷达 激光雷达等新兴产品属于技术高度密集型产品, 国内企业技术积累不足, 想要市场突围依然面临激烈的市场竞争 3 汽车电子半导体企业在高端市场没有足够竞争力国内汽车电子半导体企业虽已开始发力布局, 然而由于起步较晚 半导体产业整体实力存在差距 汽车行业技术壁垒和供应链壁垒较高等原因, 在高端产品市场缺 乏竞争力, 除了 LED 车灯等产品, 少有国产半导体产品搭载于高端汽车中,MCU ADAS 算法芯片 DSP MEMS 运动传感器等市场鲜有中国产品的身影 然而即使是 LED 车灯领域, 在技术含量和附加值更高的汽车头灯和激光大灯领域也尚未有中国企业的产品 目前国内品牌汽车中半导体成本只有 235 美元, 远低于国际平均值 图 19 各国品牌汽车中的半导体成本 ( 单位 : 美元 ) 数据来源 : 赛迪智库整理 2016,11 六 推动我国汽车电子半导体发展的建议 ( 一 ) 以我国具有技术基础的产品为切入点 我国在 LED 车灯 车灯控制芯片 新能源汽车 IGBT CMOS 图像传感器领域具有一定的技术积累和企业基础, 建议以这些产品为市场切 28

33 本期主题 : 汽车电子半导体产业现状及发展趋势研究 入点, 提升产品质量, 积极进行产品认证, 打入汽车供应链 目前国内深度布局存储器产业, 武汉 合肥 泉州均计划在 2020 年以前实现产品量产, 而汽车存储芯片虽然产品验证时间较长, 但是产品性能相对智能手机等产品要求较低, 是很好的产品切入方向 由于前装市场认证周期长 行业壁垒高, 建议国内产品重点关注汽车后装市场, 以后装市场为切入点, 在应用中不断完善产品性能 提高技术水平 积累市场经验, 逐步布局前装市场 ( 二 ) 通过全球合作和自主创新, 解决技术门槛国内汽车半导体技术相对落后, 需要通过自主研发和国际合作相结合的方式, 发挥全球最大汽车市场的优势, 共同促进国内产业进步 国内汽车电子半导体企业一方面应加强技术研发, 加强与高校研究院所的合作, 布局新兴产品, 加强产业未来主导权 ; 另一方面应加强国际合作, 通过对外收购优质汽车电子半导体企业实现技术快速 升级, 同时鼓励与国外龙头企业成立合资公司, 共同开拓国内市场 在技术合作中要努力实现技术的消化 吸收和再创新, 而不只是 一锤子买卖 ( 三 ) 建立汽车电子半导体产业联盟, 加强产业链各环节的沟通和联系通过建立串联产业链上下游的产业联盟, 加强产业链各环节之间的沟通和联系 一是汽车电子半导体企业能根据市场的最新需求开发新产品, 抢占新兴市场 ; 二是国内整车企业和零部件企业应加大对本土上游半导体企业的商业扶持力度, 建立长期战略合作关系, 有针对性的培育国内半导体供应商, 提升整车企业的竞争力 ; 三是合作申请建立国家级核心技术和产品研发平台, 突破核心技术, 推动产品应用验证, 在不断验证中提升半导体产品性能和可靠性 ( 作者 : 朱邵歆 ) 29

34 专业就是实力精准就是品牌 产业观察 : 台湾地区汽车电子半导体产业的发展经验 回顾汽车电子行业的发展历史, 几大巨头如美国德尔福 欧洲博世和大陆集团 日本电装等的发展和崛起都与广阔的本土汽车市场密不可分 而台湾地区尽管缺乏强有力的本土汽车产业, 却产生了不少具有特色 在某些细分领域位居世界前列的汽车电子企业 分析台湾地区汽车电子半导体行业和企业的研究, 对于深入理解和判断国内汽车电子行业未来的发展模式和发展路径具有重要意义 一 发力汽车电子, 向 4C 转型受制于狭小的本岛市场, 台湾汽车产业在世界范围内并不出色 2014 年, 台湾汽车销量为 28.2 万辆, 仅为大陆市场的 1.2%; 同时在台湾前 20 大车型排行榜中, 仅有两款车属于本土品牌 然而, 就在台湾汽车产业链下游表现平平之时, 上游行业汽车电子产业却在近几年保持较稳定地发展, 涌现了一批技 术含量较高 规模大及利润率高的汽车电子企业 台湾电子产业在 2000 年前后抓住电子产业迅速的发展机遇, 成为世界电子产业的重要成员 近年来,3C 产业已经逐步进入成熟期, 受到大陆企业的低成本 低价格的冲击, 台湾传统的 3C 企业也受到影响 而如今, 高壁垒 高利润率的汽车电子产业 (Car) 已成为未来台湾电子行业的重要发展方向,4C (3C+Car) 产业有望改写台湾电子产业格局 2014 年, 台湾汽车电子行业产值 1507 亿新台币, 同比增长 15%, 近 5 年年复合增长率为 10%, 行业呈现出稳步增长的态势 二 后发者特点明显, 细分市场成就突出历经多年发展沉淀, 台湾汽车电子行业已取得长足进步, 涌现出一批优秀的企业, 在国际汽车电子供应链上占有一席之地, 且多项产品居世界领先地位, 如皇田为世界第二大车 30

35 产业观察 用电动窗生产商, 同致为世界 3 大倒车雷达生产商之一, 朋程车用二极体全球市占率已达到约 50% 从产品种类上看, 台湾汽车电子行业带有鲜明的后发者特点 一是台湾汽车电子行业基本覆盖了全部车载电子信息系统及部分车载控制系统的产品, 这些产品技术多数集中于后市场, 是伴随信息技术的发展而产生的 二是在传统汽车零配件企业长期把控的如进气控制 燃油喷射控制为例的动力控制系统和自动变速器 电控悬挂为例的底盘控制系统两方面, 台湾汽车电子行业仍涉及较少, 该两种为汽车电子行业技术含量最高 供应链最封闭的领域, 现主要为博世 大陆集团所控, 一般企业难以进入 从行业内参与主体的类型来看, 台湾汽车电子企业主要有两种类型 : 一种是通过技术沉淀做大做强的原装汽车电子企业 ; 另一种则是切换业务 布局转型的原来做消费电子产品的企业 这两种企业发展汽车电子领域业务都有鲜明的共同点 : 抓准时机 积极布局, 紧紧 跟随新型下游应用市场成长 胡连公司抓住大陆汽车市场快速发展的时机, 切入当时尚属新兴的大陆市场, 并跟随大陆汽车市场的繁荣打开了局面 ; 贸联公司则从消费电子转型切入汽车电子, 领先布局新能源汽车领域, 通过与特斯拉为代表的国际大客户合作不断发展壮大 三 总结台湾汽车电子企业自 20 世纪 90 年代切入汽车电子行业, 在技术上虽相对欧美落后 但凭借跟随新兴市场成长, 台湾汽车在部分领域中实现了弯道超车 再看大陆汽车电子行业, 同样不具备先发优势, 然而对比台湾汽车电子产业的发展模式, 大陆汽车电子行业已经具备与台湾地区汽车电子起步时相似的天时地利, 正迎来产业发展的重要机遇期 具体表现为两个方面 : 一是汽车智能化给更多原处于汽车封闭产业链以外的企业以更多切入可能 例如,ADAS 龙头 Mobileye 以算法为核心, 立足于多年的道路测试和数据积累, 完成了高性能的汽车视觉软件算法和 ADAS 芯片 包括奥迪 宝马 雪铁龙 31

36 专业就是实力精准就是品牌 雷诺 福特 本田 丰田 尼桑 现代等全球知名汽车品牌都同 Mobileye 建立了合作关系, 国内汽车电子企业得润电子已经与 Mobileye 建立了全面战略伙伴关系, 双方将针对中国市场进行深度合作完成战略布局 Moblileye 的 ADAS 产品核心为 EyeQ 视觉处理芯片,EyeQ 芯片是由 Mobileye 和意法半导体共同研发完成的 自 2007 年 EyeQ 芯片开始被安装到整车, 到 2012 年 EyeQ 芯片已在全球范围内突破 100 万应用规模 截至目前, 已有超过 330 万辆汽车安装了 EyeQ 芯片 2015 年,Mobileye 发布第四代 ADAS 视觉处理器 EyeQ4, 相关产品将从 2018 年开始应用在新下线车型中 二是大陆新能源汽车的市场正逐步成熟 中国汽车工业协会数据显示,2016 年 1-11 月, 新能源汽车产销 42.7 万辆和 40.2 万辆, 同比增长 59% 和 60.4% 预计全年新能源汽车推广应用将超过 50 万辆, 连续两年保持全球第一 伴随技术的不断成熟, 生产规模不断扩大规模效用逐渐显现, 未来电动汽车电池成本将持续下降, 新能源汽车成本有望进一步下行 同时, 在各级政府的政策扶持下以及基础设施完善的催化下, 电动汽车渗透率未来有望进一步提高, 大陆汽车半导体下游市场空间将持续扩大 ( 作者 : 林雨 ) 32

37 企业研究 企业研究 : 荷兰恩智浦公司发展战略研究 恩智浦半导体 ( N X P Smiconductors) 成立于 2006 年 9 月 29 日, 由飞利浦皇家公司半导体事业部分离所创立 公司诞生之初就面临着致命的竞争问题, 外部有美国金融风暴和欧洲债务危机, 内部是企业发展方向不清晰 产品没有竞争力 市场开拓被动等问题, 公司发展停滞不前 恩智浦管理层果断剥离公司的不良资产, 强化汽车电子和信号识别等核心业务,2015 年公司营业额达到 98 亿美元, 成为汽车电子领域的领导者, 市场占有率高达 13.2% 一 恩智浦发展概况 ( 一 ) 成立原因 20 世纪 90 年代, 飞利浦对半导体业务充满信心, 不断收购设计公司及晶圆厂 2000 年飞利浦半导体业务增长率达到 55%, 成为车载娱乐 信息系统 车内通信系统领域的首家供应商 2001 年, 互联网泡沫及美国 911 事件对半导体产业带来了沉重打击, 导致飞利浦半导体业务营收下降了 25% 2004 年, 飞利浦半导体业务持续走弱, 而与之相反的, 飞利浦在健康领域的全球领先地位愈发稳固, 于是公司决定剥离半导体业务, 专注于健康医疗市场 2006 年, 恩智浦半导体公司正式成立 飞利浦将其拥有的大部分半导体业务出售给 KKK 主导的私募财团, 交易金额为 亿欧元, 其中飞利浦占有 19.9% 的优先股 飞利浦出售恩智浦的主要原因可总结为 :(1) 半导体产业的周期性兴衰 ;(2) 营收和利润的波动性 ;(3) 维持半导体业务的高额支出 ;(4) 公司发展战略转向医疗健康领域 ( 二 ) 发展历程恩智浦成立初期, 除了汽车电子业务之外, 还具有蜂窝设备 便携式播放器和无绳电话等业务 面对市场对移动及个人业务不断扩 33

38 专业就是实力精准就是品牌 大的需求, 恩智浦收购了 Silicon Labs 等公司, 以期待进一步扩大市 场份额 但强需求的市场并没有带 来丰厚的利润, 恩智浦移动产品带 来的利润远远低于汽车 识别等半 导体业务 图 年恩智浦销售收入和净利润 数据来源 : 恩智浦年报 2007 年, 公司销售额持续下 降,2008 年同比下降 14%,2009 年 销售额下降率达到 29.4% 图 年恩智浦汽车电子业务营收情况 数据来源 : 恩智浦年报 34

39 企业研究 2007 年到 2009 年的衰退使得恩智浦更加专注并优化业务, 逐渐将无线业务和家庭业务出售, 加强在汽车电子业务的领先地位 据 Strategy Analytics 数据,2009 年汽车电子半导体市场总额达到 167 亿美元, 恩智浦的销售额位列全球第五, 市场份额从 2005 年的 5.8% 上升到 2009 年的 6.4% 2015 年收购飞思卡尔之后, 恩智浦跃居汽车电子半导体企业首位, 市场占有率高达 13.2% ( 三 ) 经营状况 2009 年之后, 恩智浦公司销售收入稳步增长, 年的复合年均增长率为 8%,2015 年实现 61 亿美元的销售收入 经营方面实现扭亏为盈, 净利润持续升高,2015 年净利润达到 15 亿美元 2016 前三季度, 公司销售收入达到 70.6 亿美元, 同比增长 57.7% 其中汽车电子前三季度实现 25.2 亿美元的收入, 较 2015 年大幅增长 173%, 是增幅最大的业务 技术研发方面, 前三季度公司研发投入为 12 亿美元, 同比增长 109%, 研发投入占销售收 入的 17% 目前公司主要有两方面业务 : 高性能混合信号 (HPMS) 产品和标准产品服务 其中 HPMS 产品包括汽车电子 安全 ID 解决方案 安全连接设备和安全接口和电源, 营收占据 2015 年总营收的 79%, 是公司主要业务 恩智浦已成为汽车电子半导体市场全球第一, 车内网络市场占有率全球第一, 无钥匙和防盗系统方面市场排行市场第一, 车内广播市场第一, 汽车 MCU 和音频放大器全球第二 二 恩智浦的发展战略 ( 一 ) 剥离不良资产, 降低运营成本恩智浦发展初期, 战略发展方向不清晰, 为了迎合短期的市场需求, 发展了一些不具竞争力的产品及业务 此后公司通过剥离不良资产, 出售不具备竞争优势和不符合公司发展战略的亏损资产和业务, 并回收现金 降低财务成本, 实现公司业绩的再次提升 35

40 专业就是实力精准就是品牌 表 1 恩智浦公司剥离不良资产过程 时间 事件 2007 年 9 月将无线电话 SoC 业务出售给 DSPG 2008 年 6 月 2008 年 7 月 将家庭业务与法国 Thomson 合并, 成立合资公司 Nu Tune, 恩智浦占股 55% 将无线业务和 ST 公司合并, 成立新的合资公司, 恩智浦占股 20% 2009 年 12 月将 CMOS IP 相关业务和员工出售给 Virage Logic 2010 年 10 月将数字电子和机顶盒业务与 Trident 合并,NXP 占股 60% 2010 年 12 月将声音解决方案出售给楼氏电子 2015 年 5 月将 RF Power 业务和标准产品业务售于北京建广资本 数据来源 : 赛迪智库整理 ( 二 ) 强化核心业务, 寻求长期利益恩智浦经历了频临破产的绝境, 放弃自身无竞争力的业务方向, 专注于汽车电子这一长期市场, 使公司发展重新走上正轨, 并持续保持领先地位 恩智浦选择汽车电子的主要原因有两点 : 一是判断汽车电子市场将保持较快增长 得益于汽车的消费电子化程度越来越高 汽车产业对安全和舒适性的追求 政府发布的安全法规对汽车电子产业的促进等因素, 汽车电子产业增长率远高于其他半导体产业 二是汽车电子产品周期长 产业门槛高 不同于其他消费电子, 汽车电子产品对 性能有近乎苛刻的要求, 需要供应商长期致力于产品的研发和质量提升 一般汽车电子产品的研发周期为 4-5 年, 设计验证也需要半年以上, 所以产品的生命周期也比较长 以上特点使汽车电子领域的产业竞争格局相对稳定, 恩智浦可长期保持产业中的领先地位 ( 三 ) 高通并购恩智浦实现共赢 2016 年 10 月 28 日, 高通公司宣布以 470 亿美元收购恩智浦公司, 创造了半导体行业史上最大并购案 根据恩智浦发布的 2016 年第三季度财报, 公司第三季度营业收入 24.7 亿美元, 同比增长 62%, 环比增长 4%, 是公司成立以来发展态势 36

41 企业研究 最好的阶段 这说明了高通并购恩智浦不能单独理解为资本并购, 而是两者在未来发展策略上的高度一致, 形成强强联手式的战略合作 高通公司专注于移动设备市场, 芯片主要应用于手机与其他通讯产品 受制于智能手机市场发展趋缓, 产品结构单一的高通需要向其他领域扩展 虽然高通针对汽车市场推出了 820A 等产品, 但汽车电子的高标准和长时间验证, 需要厂商长期的导入过程 因此, 高通在汽车电子市场表现不佳, 汽车电子占高通营收的份额低于 2% 此次并购将有助于高通跨越汽车电子的进入门槛, 有助于未来发展车联网应用与无人驾驶汽车等新兴领域 年, 恩智浦以 亿美元收购另一家汽车电子芯片商 Freescale, 成为全球最大的汽车半导体供应商 飞思卡尔给恩智浦带来了丰富的产品线组合, 但在蜂窝技术和射频技术方面, 恩智浦仍存在欠缺, 无法打造完整的汽车电子及物联网解决方案 高通公司在网络通信方面具有完整的产品技术, 可以为恩智浦带来先进的连接 技术 三 借鉴与启示通过分析恩智浦公司的发展历程, 可以总结以下几方面经验供我国企业学习借鉴 ( 一 ) 打造公司核心竞争力不同于很多企业的多元化发展模式, 恩智浦采取了精简化 专注化的发展道路 在恩智浦确立汽车电子为公司发展战略之后,2010 年公司将高性能混合信号作为战略主线 由于安全和自动驾驶的要求提升, 汽车电子对混合信号解决方案的需求日益增多 同时, 高性能混合信号更强调数字与模拟信号的融合与处理, 并对两个领域信号进行优化, 其他半导体公司或是专长于模拟领域, 或是专长于数字领域, 只有恩智浦同时布局两个领域 恩智浦在不断洞察自身核心竞争力的基础上, 持续增强企业的优势基因, 使公司摆脱频临破产的绝境, 并快速发展为行业龙头企业 ( 二 ) 树立市场领导地位 2015 年, 原本在汽车电子领域排名第五的恩智浦通过并购飞思卡尔, 成为汽车电子第一大厂商, 37

42 专业就是实力精准就是品牌 将主要客户群由欧系车厂扩张至美系车厂, 遥遥领先排名第二的英飞凌 (Infineon) 及排名第三的瑞萨 (Renesas) 而在恩智浦并入高通之后, 高通的连接技术和恩智浦的传感器技术将有效融合, 高通 + 恩智浦 的组合在汽车市场将会创造更大的价值 因此, 企业通过并购或强强联手, 能够在某一领域 迅速获取竞争优势, 树立市场领导地位, 如此才能带来丰厚的利润回报 恩智浦和高通的合作表明跨领域整合将成为行业特点, 预计未来仍将不断出现相似的跨领域并购案例 ( 作者 : 张松 ) 38

43 数据之窗 数据之窗 : 2016 上半年全球新能源乘用车品牌销量排名 排名新能源乘用车品牌销量 ( 辆 ) 1 比亚迪 特斯拉 日产 宝马 三菱 大众 雷诺 北汽 雪佛兰 福特 数据来源 : 赛迪智库整理 年中国汽车电子市场规模 数据来源 : 赛迪智库整理 39

44 专业就是实力精准就是品牌 2015 年全球 MEMS 企业销售额排名 ( 单位 : 亿美元 ) 数据来源 :Yole Developpement 年 Mobileye 公司 ADAS 系统搭载车型数量 数据来源 : 赛迪智库整理 40

45 数据之窗 赛迪智库是中国工业和信息化领域的知名思想库, 直属于国家工业和信息化部中国电子信息产业发展研究院 自成立二十余年以来, 秉承 面向政府, 服务决策 的宗旨, 赛迪智库专业从事软科学研究工作, 积极开展基础研究 预先研究和对策研究, 致力为政府提供决策咨询和支撑服务 研究领域既注重发展规划 产业政策 产业科技 产业经济, 又突出信息化 电子信息产业和软件服务业, 同时涵盖装备工业 消费品工业 原材料工业和工业节能 目前, 赛迪智库总部设在北京, 并在上海 广州和深圳等地设有分支机构, 拥有 400 余名专业研究人员, 业务网络覆盖全国 200 多个大中型城市 详情请浏览网站 : 北京 地址 : 北京市海淀区万寿路 27 号院电子大厦 4 层邮编 : 联系人 : 刘颖电话 : 传真 : 邮箱 :liuying@ccidthinktank.com 广州 地址 : 广州市先烈东路 190 号粤海凯旋大厦 10 层邮编 : 联系人 : 林紧电话 : /5703 传真 : 邮箱 :Linjin@ccidgroup.com 上海 地址 : 上海市浦东新区亮秀路 112 号浦东软件园 Y1 座 408 室邮编 : 联系人 : 张天翼电话 : 传真 : 邮箱 :zhangty@ccidconsulting.com 深圳 地址 : 深圳市南山区深南大道西 号佳嘉豪商务大厦 6C 邮编 : 联系人 : 王三义电话 : 传真 : 邮箱 :sevice-sz@ccidconsulting.com 41

46 专业就是实力精准就是品牌 工业和信息化部赛迪研究院 集成电路研究 编辑部编辑部 : 工业和信息化部赛迪研究院通讯地址 : 北京市海淀区万寿路 27 号院 8 号楼 12 层邮政编码 : 联系人 : 刘颖董凯联系电话 : 传真 : 网址 : 电子邮件 42 集成电路研究 :liuying@ccidthinktank.com 2017 年第 1 期