来源：芯八哥 作者：Joey
车规级芯片，是指完全满足所有“车规认证”要求，并通过第三方认证机构认证的汽车芯片。与消费级芯片相比，车规级芯片需要面对更为苛刻的应用环境，因此对其可靠性、安全性要求极其严格。
供需端错配叠加供应量混乱导致汽车缺芯持续，大厂的主控、功率及驱动芯片仍是缺芯主力
从2020年9月以来，在疫情、需求等多重因素影响下，缺芯问题持续影响整车的生产制造，部分领域芯片供应有恶化趋势。
根据世界汽车工业协会（OICA）的数据显示，2021年全球汽车总产量约为8015万辆，比上年增长3%。虽然销量结束了自2018年以来连续3年下滑的局面，但在过去的2021年，因芯片短缺全球汽车市场遭受重创，累计减产破1000万辆，相当于2021年整个丰田集团在全球的销量（1050万辆）。
而在今年，根据AFS的最新数据，截至10月9日，由于芯片短缺，今年全球汽车市场累计减产约353.71万辆汽车。AFS预测，到今年年底全球汽车市场累计减产量将攀升至436.35万辆。
从汽车行业缺芯原因来看，主要是由于供需失衡、产业链分层弊端导致供应链管理混乱造成的。
供给端方面，全球汽车芯片产能投资相对保守。目前，车载芯片占全球半导体市场总销售额比例在10%上下，占比不高。以全球最大晶圆代工厂台积电为例，车载芯片业务占其业务总比例基本不超过5%。而且车载芯片毛利率相较于消费电子而言较低，且技术要求严格，代工厂商在该领域意愿不足。
需求端方面，由于2020年以前汽车市场低迷，车厂和Tier1对芯片需求预期非常低，但是随着新能源汽车市场的爆发，供需矛盾开始凸显。按照IC Insights的数据，2021年全球汽车芯片的出货量达到524亿颗，同比增长近30%，相比前几年的低迷，可谓是大超预期。
2021年全球汽车出货量超预期
资料来源：IC Insiggts
除了供需端外，在汽车芯片供应链条中分层明显、灵活性不足、沟通不畅等问题正在凸显。业内人士指出：“半导体供应商（Tier2）将芯片出售给Tier1，Tier1再将功能集成到模块中并将系统集成方案给OEM进行组装交付给整车厂。这种模式使得Tier1无法准确把握整车厂的需求，Tier2也不能做好产能规划。2020底和2021年年初，车厂已经开始感觉到汽车市场的回暖，但是由于供应链的层级关系，车厂和半导体厂商并没有实现有效的沟通和协调，一定程度上加剧了芯片供应缺口。”
目前，车规芯片缺芯的主要品类包括主控芯片MCU、功率类的电源芯片、驱动芯片，三者合计占车规缺芯的74%，其次是信号链芯片以及CAN/LIN等通信芯片；厂商方面，缺芯主要来自恩智浦、德州仪器、英飞凌、意法半导体等传统汽车芯片企业，整体来看超过70%的缺芯来自以上四家公司；从缺芯的产地分布来看，77%的缺芯来自东南亚和美国，主要由于东南亚及美国的疫情较为严重，其他包括日本、欧洲都面临缺芯情况。
持续的缺芯对整个产业链造成了深远的影响，或将加速百年汽车产业链的重构
汽车电子万亿市场规模，持续的缺芯对整个产业链造成了深远了影响。
根据华为海思的数据，2021全球汽车电子市场约为2700亿美元，未来6年将保持近7%的年复合增长率增长，预计到2027年汽车电子部件的整体市场规模接近4000亿美金。从数据来看，电子部件增长速度已经超过汽车市场增速，电子化率持续增加。
资料来源：华为海思
半导体方面，2021年全球汽车半导体市场约为505亿美元，预计2027年汽车半导体市场总额将接近1000亿美元，2022-2027年增速保持在30%以上。中国车载半导体市场稳步上升，2020年约1000亿人民币。
从产业链情况来看，目前车规芯片主要分为上游原材料供应商、中游Tier2、Tier1零部件厂商以及下游整车厂商。
整车方面，从2021年的销量来看，丰田、大众、雷诺-日产三菱联盟、现代、通用、Stellantis、本田、福特、铃木、宝马位于全球销量前十，其中排名前三的丰田、大众、雷诺-日产三菱联盟在具体销量上都超过了700万辆。
资料来源：芯八哥整理
在汽车整体缺芯尚未改善的情况下，主要车厂通过减产、结构优化等手段来应对“缺芯”。2022年1季度，福特、大众、丰田、本田、日产等车企均有过减产或停产的计划。其中福特就对美国、墨西哥和加拿大的8家工厂采取临时停产或减产措施；部分车厂如长城等采取了结构优化措施，暂停了中低端车型的接单，以保证高端车型的供应。
最近，丰田汽车表示，由于半导体短缺，该公司再度调整其10月份全球生产计划，将产量从约80万辆下调至约75万辆。值得一提的是，这是公司近1个月来的第二次生产计划调整，累计调整数量比原计划的90万辆已经降低了15万辆；除了丰田外，本田汽车也表示将在本月被迫削减其两家日本工厂的产量。预计在埼玉制作所的寄居工厂减产约4成，在铃鹿制作所减产约3成，原因是半导体等部件短缺、新冠疫情蔓延及物流停滞的影响仍在持续。
丰田在近期多次下调生产计划
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资料来源：芯八哥整理
在近期财报说明会上，相关整车厂商都谈到了对于缺芯的看法。其中，Stellantis首席执行官唐唯实(Carlos Tavares)表示，预计芯片短缺将在2023年底前有所缓解，而大众汽车集团首席财务官Arno Antlitz则预计芯片短缺将持续到2024年。
Tier 1方面，长期以来国际大型汽车电子企业如博世、大陆、日本电装、德尔福、伟世迪、法雷奥等凭借在技术积累、经验等方面的优势，在全球汽车电子市场份额中位居领先地位，前六家国外汽车电子一级供应商占据全球汽车电子市场52.1%的份额。
2020年全球汽车Tier 1竞争格局情况
资料来源：芯八哥整理
从其业绩来看，2021年尽管受到受芯片短缺的冲击，在不利的外部环境下Tier 1们却赚的盆满钵满。
根据盖世汽车的数据，2021年20家国际主流零部件企业的营收均实现了不同程度的上涨，其中超半数甚至实现了两位数的同比增幅。具体销售额方面，有4家Tier 1巨头营收超过350亿美元，分别是博世、采埃孚、大陆和麦格纳国际。另有7家企业营收在100亿-200亿美元之间，这其中以李尔和法雷奥领头。剩下的9家企业营收在10亿-100亿美元之间，镜泰居于末部。从财报数据可以看出，Tier 1厂商市场集中度较高，并且呈两级分化的趋势，小厂商与前十大厂商的差距已经越来越大。
Tier 2方面，国际半导体大厂如英飞凌、恩智浦、瑞萨电子、意法半导体、德州仪器等凭借在长期以来在半导体领域的技术优势，在全球汽车电子市场份额位居领先地位。从SI的数据来看，前十大半导体厂商占据了汽车电子二级供应商约50%的份额。
全球前十大车规芯片厂商销售额及市场占比情况（单位：亿美元）
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从2021年的销售额来看，受益于整体缺芯涨价行情的影响，大部分汽车半导体厂商营业收入创历史新高。其中英飞凌以57.25亿美元的汽车半导体收入位于Tier销售额榜首，其市场份额为8.3%。恩智浦和瑞萨电子分别以54.93亿美元、42.10亿美元排名第二位和第三位，市场份额分别为8%、6.1%。值得一提的是，前三大厂商都是以汽车半导体业务为主营业务，占比都接近总销售额的一半左右。
值得强调的是，各大汽车半导体企业除了披露业绩外，也在财报说明会上表达了对当下汽车行情的看法。其中大部分厂商表示，当下汽车芯片库存仍低于正常水平，汽车缺芯形势短期内仍难缓解。此外，为了应对产能持续的供不应求情况，各大企业都计划加大资本支出以扩充产能。
此前，瑞萨电子就宣布，计划到2023年前将车载MCU产能提高5成以上。其中高端MCU供应能力提升50%，达到每月约4万片。低端MCU产能提高70%，达到每月3万片。目前，瑞萨占据约3成车用MCU市场份额，其产能扩充将对车用MCU的短缺起到较大缓解作用；英飞凌此前表示，2022年资本开支为23亿美元，在未来两年将以每年50%的大额投资进行扩产；安森美预计2022年资本支出达9.35亿美元，增幅为110%，主要用于扩充300mm晶圆厂的产能和SiC供应链环节，其未来5年内的Sic产能将会是现在的1.3倍。8月12日，安森美新罕布什尔州碳化硅工厂落成，22年年底可将SiC衬底产能同比增加五倍。其他比如德州仪器、恩智浦、意法半导体等厂商也都宣布了扩产计划，以缓解汽车产能的不足。
对于汽车芯片厂商纷纷扩产的现象，小米产投孙昌旭分析道：“扩产可以在一定程度上解决芯片短缺问题，但这并不是根本解决之道。我认为解决之道的根本在于车厂直接向芯片供应商做预测，稳定采购次序，才能改变汽车芯片供应链管理混乱的面貌。这有待于像蔚小理及小米这样的新造车势力的崛起，新的局面出现后，车厂直接向芯片供应商简化供应链下订单，这个秩序才会稳定。所以我认为大家说的2023年或者2024年左右完成这个过程，它跟产能没关系，只是管理混乱造成的。”
中国汽车芯片整体自给率不到5%，国内汽车芯片厂商或迎最好发展机遇
汽车芯片扩产周期较长，短期内难以快速释放产能，叠加汽车智能化趋势对芯片的强劲需求，汽车芯片供需将长期保持紧张状态。在此背景下，国内车厂为加强产能资源储备，将大力推进车规级芯片的国产化替代，国产汽车芯片厂商有望迎来历史性发展机遇。
从相关数据来看，目前中国汽车芯片整体自给率不到5%。其中在汽车计算、控制类芯片的自主率不到1%、传感器为4%、功率半导体为8%、通信芯片为3%、存储器为8%。未来在汽车智能化、电动化的驱动下，整车芯片总价值量还将不断攀升，国产替代市场空间巨大。
国内主要车规芯片厂商
资料来源：芯八哥整理
主控芯片方面，算力随着智能化不断提升，从L1<1TOPS到L5 1000+TOPS算力推动主控芯片高速增长。其中智能座舱芯片领域，从电子座舱演进到第三生活空间将带动MCU、SoC芯片渗透率不断提升，芯片需求及迭代进程将不断加速，兆易创新、中颖电子、全志科技、复旦微电、紫光国微、晶晨股份、富瀚微、 安路科技-U、恒玄科技有望受益于此；自动驾驶芯片领域， 未来自动驾驶芯片会往集成“CPU+XPU”的异构式SoC（XPU包括GPU/FPGA/ASIC等）发展，晶晨股份、瑞芯微、富瀚微、地平线、黑芝麻等公司加速布局汽车SoC芯片，有望迎来较好的发展前景。
功率半导体方面，受益于新能源汽车的爆发，其价值量增加幅度最大。据了解，燃油车功率半导体单车价值量仅为87.6美元，而新能源汽车458.7美元，增长幅度在4倍以上。其中IGBT领域为新能源应用刚需，芯片有望快速增长，价值最高达到3900元人民币。国内厂商华虹、比亚迪、中车时代、斯达半导、新洁能、士兰微、华微电子有望在IGBT的国产替代中，迎来较好的发展机遇；第三代半导体SiC领域，随着其成本的不断降低以及良率的不断提升，叠加物理性能优势及碳中和需求，预计SiC 2022年迎增长拐点, 2026年将全面铺开。我国闻泰科技、东微半导、士兰微、时代电气、斯达半导、三安集成、山东天岳、天科合达等公司目前都有在积极布局。
国内主要车规芯片厂商2021年业绩情况
资料来源：wind
模拟芯片方面，覆盖各大核心板块，包括车身、仪表、底盘、动力总成及ADAS，汽车单机价值量为200美金，为下游最高。其中，电源管理领域增速CAGR达9%，其中车体跟底盘的占比最高达4成。华润微、思瑞浦、圣邦股份、韦尔股份、士兰微等企业都有布局；信号链领域为汽车智能化的产品基石，汽车新四化将推动其加速成长。我国圣邦股份、思瑞浦、华润微、芯海科技、聚洵半导体等公司有望受益于此。
传感器方面，L2级别汽车预计会携带6颗传感器价值量约为160美元，L5级别提升至32颗传感器价值量970美元。其中图像传感器+毫米波雷达+激光雷达融合方案成为主流，三者互为补偿和安全冗余，以保障自动驾驶的安全。在图像传感器领域，格科微、韦尔股份产品已在车用市场大规模应用；激光雷达领域，禾赛科技、速腾聚创、大疆、华为等厂商目前都有不少车厂定点的案例。
存储芯片方面，电动化、信息化、智能化、网联化发展推动汽车存储革命，将由GB级走向TB级别发展，未来汽车将成为存储器步入千亿美金市场的核心因素。我国北京君正、兆易创新、复旦微电、普冉股份、聚辰股份、江波龙、佰维存储等公司产品已经通过车规认证，并且开始逐步导入车用市场。
未来，随着新能源汽车产业变革的加速，传统汽车行业整车厂（OEM）+Tier1+Tier2原有金字塔格局有望被打破，逐步向平台+生态模式跃迁，从整车厂主导发展到掌握核心技术关键环节企业为主导，叠加汽车缺芯交货周期持续拉长将加速国产替代，我国汽车芯片厂商将迎来汽车行业百年来最好的发展机遇。
写在最后
汽车“新四化”趋势下，带动整体产业链价值重构，汽车芯片含量、重要性成倍提升，预计汽车半导体占比汽车总成本在2030年会达到50%，将成为汽车新的利润增长点。
面对着新能源车成倍增长的芯片需求，供给端面临的压力依然较大。虽然主流芯片制造商均已宣布加大资本支出大幅扩产，但由于车载芯片从产能建设到生产最后再到上车周期很长，现在扩产的产能也只能在2023年之后才能释放出来。因此，这一波汽车缺芯潮有望持续到2023-2024年。在国际大厂产能供不应求的情况下，我国较早在汽车芯片领域耕耘的芯片厂商，有望在此背景下，迎来跨越式发展。
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