2021“新产业”：汽车半导体的新机遇与新挑战

作者：王汉星

金融界网2月5日消息 如果说2020年资本市场的“明星”概念是医药生物、新能源、新材料、ICT等等，那么2021年作为“十四五规划”的开局之年，在新的宏观形势下，资本市场的热点也将迅速的更新换代。在此背景之下，哪些领域最有可能成为2021年的“新产业”？这里的“新”并不一定是全新的业务，也包括全新的发展理念，新的发展阶段等要素。

新产业、新机遇往往蕴藏在市场发展主线之中。从宏观层面来看，“碳中和”是未来数十年间的主要趋势，自然而然也是2021年的增长主线之一。另一条主线则是在国际贸易形式急剧变化下，国内半导体行业的国产化进程。将上述两条主线相结合就是我们今天要探讨的2021年“新产业”：汽车半导体。

应用端强技术端薄弱

汽车半导体产业由来已久，但随着汽车产业向着电动化、智能化、数字化、及联网化的“新四化”方向高速发展，叠加新能源概念的持续火热，汽车半导体产业形态也在不断重塑，并在2021年迎来全新的发展阶段。

汽车半导体主要通过设计技术的不同及器件进行分类，其中按照涉及技术的不同主要分为功率IC、IGBT、CMOS、SOC等。按照器件分类，可分为MCU、ASIC、ASSP、模拟器件、分立元件、存储器、微型器件等。汽车半导体的应用最早可回溯到1970年代在电子收音机、电子喇叭、点火装置、电子闪光器上的应用。时至今日，受到新能源汽车行业迅速崛起的带动，汽车半导体市场成为最具潜力的半导体应用市场之一。

新能源汽车半导体中，功率半导体，微处理器和传感器为需求量最高的三部分。根据前瞻产业研究院调研数据显示，2019全球十大NEV厂商中中国厂商占据四席，在新能源汽车产业链的应用端国内厂商在世界范围内处于相对领先的地位，但在芯片技术环节依旧薄弱，生产设备依赖进口，国产替代空间较大。可以看出，汽车半导体产业的特性准确反映了我国新能源与半导体两大产业的现状。

制图：金融界上市公司研究院

从新能源的角度来看，2020年11月国务院印发《新能源汽车产业发展规划（2021－2035 年）》，提出2025年新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20％左右，年总销量将达到500-600万辆，相比2020年120万辆销量，未来5年新能源汽车每年增速约40％。根据国信证券研报显示，按照我国新能源汽车产量有望在2025年实现600万辆左右估算，预计国内新能源车功率器件市场空间将增至160亿元。此外，汽车半导体的应用不仅限于新能源汽车的MOSFET、IGBT、晶闸管领域，还包括智能汽车的GPU与ASIC，因此，汽车半导体的市场潜力实际上远大于新能源汽车市场。

从半导体的角度来看，东莞证券研报显示，根据Semicast Research数据，全球主要汽车半导体企业包括恩智浦、英飞凌、瑞萨电子、意法半导体等，2016年市场份额分别为14％、10.7％、9.6％、7.6％。2016年全球半导体约300亿美元，前十大占据全球汽车半导体市场的 63.4％。2019财年，英飞凌在中国的销售收入占27％，2018财年为25％，销售收入同比增长 12％。恩智浦、瑞萨电子2018年分别在中国销售收入占集团比重为36.5％、20.2％。可以见得，中国是国际汽车半导体巨头的核心市场，从另外一个角度看，这也反映中国在汽车半导体产业处于弱势地位。

以汽车半导体中的IGBT为例，我国IGBT高度依赖进口。根据英飞凌对2018年全球市场格局的统计，模组端斯达半导作为唯一国产公司跻身前十位，市场占比2.2％。从汽车功率半导体公司上看，前5大企业主要为英飞凌、STM等外资企业，市占率达到63％，整体市场还是被海外垄断。国信证券研报指出，根据2019年国内车规级IGBT市场统计，前10名供应商中三家中国企业（比亚迪、斯达半导、中车时代电气）的市场份额合计仅20.4％，国产化程度低。

一面是应用端市场的日益成熟，一面是国产化进程提速的诉求，叠加政策与资本的大力支持，汽车半导体产业的市场发展潜力在2021年进一步显现。但与此同时，如前文所述，面对海外龙头厂商的竞争，国内汽车半导体产业的发展进程依旧充满挑战，早日打破技术壁垒，完成国产化替代是实现产业长期价值的决定性因素。

A股汽车半导体相关上市公司一览

在对汽车半导体产业有了大致的了解后，我们将进一步从A股上市公司的角度来深入了解产业的格局与发展现状。汽车半导体的产业链全景大致如下所示：

制图：金融界上市公司研究院

比亚迪是全球新能源汽车产业的领先厂商，同时也是动力电池领域的全球龙头之一，其旗下的比亚迪半导体公司是中国最大的车规级IGBT厂商。比亚迪的主营业务包括汽车、电池、IT、半导体等多个领域，在新能源汽车“三电”核心技术环节与IGBT自主研发上均拥有较为领先的技术。根据前瞻产业研究院、贝壳投研、国信证券经济研究所数据显示，2019年比亚迪半导体在中国新能源汽车功率模块的市场份额达到18％，排名第二。

斯达半导主营业务是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产，并以IGBT 模块形式对外实现销售。IGBT模块的核心是IGBT芯片和快恢复二极管芯片，斯达半导自主研发设计的IGBT芯片和快恢复二极管芯片是其核心竞争力之一。据IHSMarkit 2018年报告数据显示，在2017年度IGBT模块供应商全球市场份额排名中，斯达股份排名第10位，在中国企业中排名第1位，成为世界排名前十中唯一一家中国企业。

闻泰科技于2019年完成对安世半导体的并购，打通产业链上游和中游，形成从芯片设计、晶圆制造、半导体封装测试到终端产品研发设计、生产制造于一体的产业平台。并在2019 年率先推出行业领先性能的第三代半导体氮化镓功率器件（GaN FET），目标市场包括电动汽车、数据中心、电信设备、工业自动化和高端电源，特别是在插电式混合动力汽车或纯电动汽车中，氮化镓技术是其使用的牵引逆变器的首选技术。2020年8月20日，闻泰科技12 英寸车规级功率半导体晶圆制造中心项目正式签约落户临港新片区。项目总投资120亿元，预计达产后年产能36万片。

士兰微是国内IDM芯片厂商，主要产品包括IGBT、超结MOSFET等功率器件和功率模块产品，电源管理电路、数字音视频电路、MCU控制电路、MEMS传感器等。研发上，陆续完成了国内领先的高压BCD、超薄片槽栅IGBT、超结高压MOSFET、高密度沟槽栅MOSFET、快恢复二极管、MEMS传感器等工艺。

华润微是中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业。其功率半导体可分为功率器件与功率IC两大类产品。其中，功率器件产品主要有 MOSFET、IGBT、SBD及FRD，功率IC产品主要有各系列电源管理芯片。此外，华润微是目前国内少数能够提供-100V至1500V范围内低、中、高压全系列MOSFET产品的企业，也是目前国内拥有全部MOSFET主流器件结构研发和制造能力的主要企业，生产的器件包括沟槽栅MOS、平面栅VDMOS及超结MOS等。

新洁能的主营业务为MOSFET、IGBT等半导体芯片和功率器件的研发设计及销售，是国内率先掌握超结理论技术，并量产屏蔽栅功率MOSFET及超结功率MOSFET的企业之一，是国内最早同时拥有沟槽型功率MOSFET、超结功率MOSFET、屏蔽栅功率MOSFET及IGBT 四大产品平台的本土企业之一，为国内MOSFET等功率器件市场占有率排名前列的本土企业。

思瑞浦主要产品为高性能模拟芯片，分为信号链模拟芯片和电源管理模拟芯片两大类，根据Databeans的统计报告显示，2019年思瑞浦在亚太地区的市场占有率约0.84％，接近前十水平。此外，在信号链模拟芯片市场规模中占比最高的放大器和比较器领域分别位居全球销售第12名和亚洲区销售第9名。

摩托车用闪光器

摩托车用电子闪光器已全面代替继电器式闪光器，成为目前市场广泛采用的对象。它克服了继电器式闪光器的可靠性差、使用寿命短等缺陷。同样电子闪光器也存在一定缺陷，如压降大，用户在使用中稍有不慎容易损坏电子元件。目前，摩托车用闪光器还没有专用行业标准，在生产、检测中就只能引用JB 2551―84(汽车信号闪光器技术条件)标准，并根据摩托车实用特点进行检测。

1 原理图

图1所示为普通使用的电路原理图。

它的工作原理是：在接通电源时，电流经D-RT.集电极-C.充电，同样经D

D−R2−

Ti基极，并通过R3构成了T，的基极偏置电压，由于T，集电极C2的存在，接通电源初始阶段T的集电极电压远远低于基极电压，三极管处于截止状态。随着

充电电压的上升，T，集电极电压升高，当升高到V>V时，T，便有了V>V>K，T导通工作，向T2提供基极电流；

导通工作，T-工作时电流由电池正极-D-T2-R-电池负极构成回路，将信号灯点亮。Ti导通给T2提供电流同时，也将C5所存的电荷释放，

集电极电压随之下降，此时

Vc<Vb,T1

截止，回到初始阶段；如此反复循环

不断由导通到截止，信号灯就形成了不停闪烁的信号指示。

闪光器的闪光频率和起动时间主要取决于T，集电极与基极的电压差和

的容量大小，通过调整、

R1、

和

的参数，还可获得在6V、12V电压下，其性能可以达到通用效果。

2测试电路

图2为简单测试接线圈，它只能作为用户在使用前的简单测试，通过人为的计时数数来检查闪光次数。用户在做简单测试时，切不可将闪光器与电源直接连接，一旦连接，在几秒钟内就会将闪光器烧毁。闪光器的两个接线柱上或旁边均有“+”“-”或“B”“L”标识，“+”是直接与电源正极连接，而“-”则不可以直接与蓄电池负极连接，它必须经负载电阻串联接蓄电池负极。“B”符号是采用了英文Battery(电池)的第一个字母，表示接蓄电池；“L”符号是采用了英文Load(负载)的第一个字母，表示该接线柱接负载。