持续了两年之久的“缺芯潮”正逐渐褪去，但结构性缺芯仍在持续，如汽车芯片依然紧缺。
据媒体报道，丰田汽车公司9月22日表示，由于半导体短缺，计划在10月份在全球范围内生产约80万辆汽车，比其平均月产量计划少约10万辆。另据报道，大众汽车董事会采购主管MuratAksel日前表示，预计芯片短缺不会在年结束，大众汽车正在为供应链中断的“新常态”做准备。
“业内预测年汽车缺芯会缓解，但形势还是比较严峻。”中国电动汽车百人会常务副秘书长刘小诗近日在第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上表示。
汽车半导体厂商芯驰科技董事长张强在接受采访时也称，“汽车单车应用芯片数量远远超过手机，是手机的二三十倍。汽车芯片从年8月份开始短缺，到现在为止是逐步放缓的状态。MCU、电源芯片和SerDes接口芯片依然短缺，预计会持续到明年。”
随着汽车成为近年半导体需求增速最快的领域，“上车”也成为国内芯片厂商追逐的增长新动力。
打开汽车电子市场将给产业带来怎样的成长机会？第一财经今年来展开“掘金汽车电子”系列研究，梳理汽车存储芯片、MCU、功率半导体、SoC芯片、模拟芯片、摄像头、车载网关等细分领域机遇与挑战，并以此为基础形成本篇《汽车芯片全景报告》。
全文篇幅较长，主要包括以下八部分内容：一、存储芯片1.1存储已成为增长最快的细分市场1.2国产厂商展开差异化竞争1.3车用存储高增长，多家企业布局二、MCU2.1MCU供应仍然偏紧2.2车载MCU量价齐升2.3国内厂商加速进军高端车载市场三、功率半导体3.1从燃油车到BEV，功率半导体单车价值量增长最大3.2MOSFET和IGBT是车用主要功率器件3.3车规功率半导体紧缺依旧3.4国产功率陆续完成车规认证四、模拟芯片4.1车载模拟增长迅速，新能源车提升需求4.2国产化率持续提升五、SoC芯片5.1智能座舱芯片5.1.1“一芯多屏”实现量产5.1.2国内厂商加速布局5.2自动驾驶芯片5.2.1更高的安全与算力需求5.2.2国产芯片已开始量产交付六、车载摄像头6.1五年CAGR30%的高增长赛道6.2主要硬件结构拆解6.2.1图像传感器6.2.2车载镜头及模组封装七、车载网关7.年国内车载网关替换需求可达亿元7.2车载网关市场集中度高八、结语
一、存储芯片
存储芯片是汽车计算和感知的粮仓，主要分为闪存和内存，闪存包括EEPROM、NANDFLASH和NORFLASH，内存主要为DRAM。
DRAM在汽车上主要应用于液晶仪表、导航中控、娱乐信息以及自动驾驶等需要高内存带宽的系统；NANDFlash主要用于液晶仪表、行车记录仪、自动驾驶等大容量存储需求的系统；NORFLASH多用于显示系统、ADAS（高级驾驶辅助系统）系统等对启动速度要求较高的设备；EEPROM主要用于显示屏、摄像头、BMS、智能座舱等需要低功耗、高擦写次数存储的设备。
作为全球第二大DRAM市场，我国存储芯片国产化空间巨大。除了在EEPROM、NORFlash等领域与海外巨头展开差异化竞争外，本土存储厂商也正大力拓展高增长的汽车芯片市场。
1.1存储已成为增长最快的细分市场
半导体行业是典型的大市场强周期性行业。
WSTS数据显示，年全球半导体市场规模达到亿美元，同比增长26%，预计年将继续增长，市场规模有望达亿美元，同比增长14%，年市场规模达到亿美元，同比增长6%。
“半导体虽然近年来发展得非常快，但它还是一个周期性行业，只是这次是一个长周期，可能还有8-10年的高增长期。”至纯科技董事长蒋渊此前在接受第一财经专访时表示。
据悉，从年开始，全球半导体产业历经了八轮周期，从年开始处于第9轮周期，目前处于上行阶段，近几轮周期一般持续3-4年，本次周期被新冠疫情打乱节奏，周期时间拉长。
存储是半导体第二大细分市场。-年，全球存储市场规模为亿、亿、亿美元，占半导体规模的比例分别为26%、27%、28%。
中泰证券研究发现，存储的周期性与全球半导体整体周期性走势一致，但波动性远大于其他细分品类。这也是在半导体上行周期下，存储成为半导体增长最快细分的原因之一。
-年、-年、-年，全球存储年复合增长率（CAGR）分别为9.5%、9.7%、14.9%，均为半导体成长性最优细分产品。值得注意的是，近五年14.9%的增速，较此前两个五年，有较大幅度提升。
财报显示，年A股存储行业整体营收共计.49亿元，同比增长91%，为近五年最高增速；归母净利润共计50.58亿元，同比增长%，增速较年提升74个百分点。年一季度，存储板块营业收入同比增长36.65%，归母净利润同比增长.28%，仍为半导体产业增长最迅速的细分领域。
为什么存储能成为国内半导体增长最快的细分领域？
主要是需求的高速增长。消费电子、计算机及周边、工业控制、白色家电、通信等传统应用领域，智能手机摄像头、汽车电子、可穿戴设备等新兴市场，均有较大数据存储需求。
“存储芯片的工艺难度没有那么高，中国这几年在投的几个大型存储项目现在已经进入了量产阶段，加上国内的基础需求支撑，所以存储放量是比较自然的一件事情。”某私募基金经理对第一财经表示。
IDC预测，全球数据存储需求总量将从年的41ZB增长至年的ZB，增幅将超过4倍。ICInsights预测，-年全球存储芯片的市场规模将分别达到亿、亿及亿美元，增幅分别达到22.5%、16.2%和21.7%。
国内市场方面，根据世界半导体贸易统计协会数据，预计年国内存储芯片市场规模将达亿元。
1.2国产厂商展开差异化竞争
目前DRAM和NANDFlash占据了存储芯片95%以上的市场份额，ICInsights数据显示，DRAM销售额在年约占整个存储市场的53%，闪存的比重约达到45%，其中NANDFlash为44%，NORFlash为1%。
从竞争格局来看，存储芯片全球大部分市场被韩系、美系厂商占据。年，三星、海力士、美光三巨头全球DRAM市场合计市占率高达94%；NANDFlash前六大厂商年合计市占率高达93%。
中国是全球第二大DRAM市场，仅次于美国，但年本土DRAM厂商市场份额仅4%，其中合肥长鑫DRAM市场份额为3%。
合肥长鑫年在合肥成立，规划三期产能共36万片/月。年19nm8GbDDR4投产，年预计将试产17nmDDR5。
相比大容量的DRAM等易失性存储，EEPROM、NORFlash等小容量非易失性存储芯片技术壁垒和毛利相对较低，海外巨头逐步退出。对于中国企业而言，聚焦这部分产品可有效放大自身比较优势，实现和海外大容量存储巨头的差异化竞争。
目前EEPROM和NORFlash领域我国存储企业已具备具备一定实力。年，兆易创新（.SH）在NORFlash的市占率达16%，排名全球第三，中泰证券预计其年市占率达19%。从销售额看，聚辰股份（.SH）在EEPROM领域占据全球第三和中国第一的位置。
年上半年，聚辰股份业绩大超预期，实现营业收入达4.42亿元，同比增长67.05%；实现归母净利润1.48亿元，同比增长.73%；实现扣非净利润1.65亿元，同比大增.97%。
据悉，公司与澜起科技（.SH）合作开发了配套新一代DDR5内存条的SPDEEPROM产品，是其业绩增长的主要动力。澜起科技是目前全球可以提供DDR5内存接口及模组配套芯片全套解决方案的两家供应商之一。
“DDR5承载了更多的功能，价值含量有所上升，正处于一个放量的过程。”上述私募基金经理对第一财经表示，DDR5是产业趋势比较明确，所以澜起和聚辰会有一个业绩增速，这是他们本身产品周期带来的。
1.3车用存储高增长，多家企业布局
在汽车智能化升级、算力演进提升下，不断增长的数据量要求汽车存储芯片具有更快的数据处理速度、更大的数据存储量，以及更高的稳定性。未来十年，汽车将成为存储增长最快的市场之一。
根据中国汽车报数据，年，一部手机的平均存储容量为GB，而一辆汽车仅为34GB。不过到年，单车的存储容量将达GB、甚至GB，而手机仅GB左右。
搜狐汽车研究室预计，全球汽车存储芯片市场规模将从年的36亿美元增长至年的83亿美元，其间CAGR为14.94%。其中，LPDDR和NANDFlash等高性能存储器件成为重点需求，-年预计保持16%和21%的年均复合增长。
相比消费级存储芯片，汽车存储的工作电压和工作温度跨度较大，对可靠性和使用寿命有着严格的要求。进入汽车主流供应链，需要通过AECQ、TS可靠度标准认证和ISO、ISO34等安全认证。
汽车存储市场目前主要玩家有三星、海力士、美光等海外厂商，国内企业兆易创新、东芯股份（.SH）和北京君正（.SZ）亦有布局。
广发证券认为，多以55nm、nm等为主流制程的EEPROM和NORFlash或成为本土存储厂商现阶段突破的重点领域。
兆易创新的GDG大容量产品已通过车规AECQ-认证，SPINORFlash车规级产品容量已全线铺齐，GD25车规级存储全系列产品已实现在多家汽车企业批量采用。年，公司旗下全国产化的38nmSPINANDFlash—GD5F全系列（覆盖1Gb-4Gb容量）通过AECQ车规级认证，实现了从SPINORFlash到SPINANDFlash车规级产品的全面布局。
北京君正并购的ISSI深耕存储领域三十余年，专注于汽车及工业领域，根据Omdia统计，年其SRAM、DRAM、NORFlash产品收入在全球市场中分别位居第二位、第七位、第六位，处于国际市场前列。
此外，东芯股份的SLCNANDFlash、NORFlash等存储产品在陆续进行车规级认证，未来上车可期。聚辰股份从消费级EEPROM起家，切入汽车领域，其汽车级EEPROM产品于上半年大批量供货。
普冉股份（.SH）EEPROM产品也完成了AEC-Q标准考核，今年一季度已在车身摄像头和车载中控上对海外客户批量交付。
二、MCU
在过去两年的缺芯潮中，MCU尤其是汽车MCU，短缺情况最为严重。目前来看，MCU芯片供应仍然偏紧。
MCU，即微控制单元，是把微处理器的频率和规格适当缩减，并将内存、闪存、计数器、A/D转换、串口等集成到单一芯片上形成的芯片级计算机。MCU广泛应用于各类电子产品，车用电子、工控、消费电子、医疗健康的应用占比分别约为35%、24%、18%和14%。
作为MCU最大的下游应用领域，汽车从车身至主控环节广泛使用MCU。不过，目前车规级MCU市场主要被海外巨头垄断，国内厂商正在奋力追赶，目前部分企业已能够实现量产。
2.1MCU供应仍然偏紧
由于供应紧张，MCU在年的ASP（平均销售价格）上涨12%，据ICInsights，这是近25年来最大上涨。
今年第二季度，意法半导体（ST）再度上调包括MCU、电源管理芯片等所有产品线的价格，原因系产品短缺短期内无好转迹象。此前ST在年1月底的财报电话会议上表示，其积压的订单能见度约18个月，远高于规划的年产能。
Yole预计，MCU价格将于年维持涨势，且部分产品单价维持高位或将持续到年。
2.2车载MCU量价齐升
事实上，在汽车电动化和智能化趋势下，汽车MCU市场正迎来量价齐升。
从量的维度，根据中国市场学会汽车营销专家委员会研究部的数据，普通传统燃油汽车平均单车搭载ECU（电子控制单元）70个；豪华传统燃油汽车平均单车搭载个ECU，新增的ECU主要用于提升乘驾体验（座椅按摩、中控娱乐）、车身稳定性与安全性等；智能汽车平均单车搭载个ECU，新增的ECU主要用于自动驾驶相关硬件控制。每个ECU都需要至少一颗MCU作为核心控制芯片。
电动车对MCU需求的提升主要体现在电池管理系统（BMS）的主控面板和从控面板都各需要一颗MCU，相较燃油车增加的整车控制器（VCU）需要配备32位高阶MCU芯片，此外，电动车的逆变器控制MCU会替代燃油车的引擎控制器、MCU控制芯片替换了燃油车的变速箱控制器。
价格维度看，汽车MCU主要包含8、16、32位三种，位数越多越复杂，处理能力越强，价格大致分别在0~1、1~5、5~10美元区间，部分高端产品单价在10美元以上。随着汽车电子电控功能日趋复杂，车载MCU中32位占比提高，将带动整体ASP提升。
同时，汽车电子电气架构的变革也对车载MCU的性能和安全性提出了更高的要求。“以前车内有七八十个小的MCU控制器，未来会变成二三十个高性能、高功能安全的MCU，来做小区域控制，或者是单个应用，比如BMS电池管理、底盘域控、电子后视镜、车身，车的整体控制。这些控制都会对高性能、高功能安全MCU需求非常大。”张强介绍，原来小的控制器会变成执行控制单元，执行控制单元变成非常小的MCU，再加上驱动。
ICInsights数据显示，年全球MCU销售额达亿美元，同比增长23%，预计未来五年CAGR（年复合增长率）为6.7%，年销售额将达到亿美元。其中车载MCU销售额约占总销量的40%，未来五年CAGR预计为7.7%。
年国内MCU销售额为46亿美元，同比增长8.3%，全球占比23.3%，前瞻产业研究院预计未来五年CAGR为8.5%，年销售额将达到69亿美元，全球占比提升将至24.8%。其中，汽车MCU销售额预计将以5.3%的年均符合增速增长，年销售额将增至8.8亿美元。
2.3国内厂商加速进军高端车载MCU市场
全球汽车MCU市场长期呈寡头垄断格局，瑞萨、恩智浦、微芯科技、英飞凌、意法半导体、德州仪器六家海外企业市占率长期超过80%，国内企业产品目前主要应用在车灯、雨刮器、空调等低阶领域。
“国内70%~80%的MCU市场目前还是被国际厂商占据。”某上市公司MCU业务部负责人此前对第一财经表示，单从技术上来看，目前终端客户的需求70%~80%的国内产品都能满足，但出于成本、供应链的原因，或是对于产品稳定性、可靠性的顾虑，客户不敢往前跨越。
车规级芯片对稳定性、一致性、使用寿命等参数要求苛刻，认证门槛极高，获得客户认可的难度也更大。“车规级产品需要经历长周期验证，在两年左右，且替代周期也较长，要求保证至少5~10年的稳定供货周期。”华安证券电子行业首席分析师胡杨此前对第一财经表示。
在缺芯潮之下，由于MCU缺货严重，国内厂商迎来良机，加速进入高端车载MCU市场。某券商电子行业研究员告诉第一财经，“兆易创新、杰发科技、比亚迪半导体这些企业，在国内车规MCU领域做得最好。”
兆易创新拥有款MCU产品，今年9月20日，兆易创新发布首款基于Cortex-M33内核的GD32A系列车规级微控制器，正式进入车规级MCU市场。
比亚迪半导体的车规级8位MCU芯片自年开始量产，主要应用于车灯、车内按键等汽车电子控制场景；其车规级32位MCU芯片依照ISO安全等级标准要求设计，可应用于电动车窗、电动座椅、雨刮、车灯、仪表等汽车电子控制场景。
杰发科技是四维图新（.SZ）全资子公司，其第二代车规级MCU进入量产出货阶段，并实现在汽车电子市场及高端工业市场大量出货；新一代具备ISO功能安全的车规级MCU芯片已进入研发阶段，预计年将导入客户产品开发。
此外，复旦微电（.SH）的车规级MCU于去年11月通过AEC-Q认证，据内部人士透露目前已经上车，主要应用于座舱域，以及车身控制域等。
年，芯海科技（.SH）高性能32位MCU已实现批量出货，首颗车规级信号链MCU已通过AEC-Q认证，并通过可转债募集2.94亿元用于投资汽车MCU芯片研发及产业化项目。
未上市公司中，芯驰科技的MCUE3“控之芯”系列产品可应用于线控底盘、制动控制、BMS等系统，据悉可靠性标准达到AEC-QGrade1级别，功能安全标准达到ISOASILD级别。
三、功率半导体
功率半导体是目前半导体领域最受