股票报告网整理http://www.nxny.com [Table_Page] 半导体-行业深度报告 1 特斯拉的“大脑”：功率 IGBT 芯片 新能源汽车由于不再需要发动机等机械部件，汽车的结构将变得 非常的简单，汽车结构主要由电池，电机和电控组成。新能源汽车电 子系统主要包括电池管理系统，电机控制器，车载充电机，变换器， 逆变器，转向系统，继电器以及被动元器件。 在实际应用场景中，由于汽车各个模块都使用交流电，锂电池的 输入电流是直流电，以及各种电气设备电压不同，这样就需要相应的 电力转换系统。根据直流（DC）和交流（AC）转换顺序不同，电力 转换分为 4 种模式：变压器（AC-AC）、整流器（AC-DC）、变换器 （DC-DC）和逆变器（DC-AC） 。 图表1： 特斯拉电能转换流程 资料来源：特斯拉官网， 汽车电子在汽车中占据着十分重要的地位，从成本结构来看，对 于中高端汽车、电动汽车等其重要性更高。 从传统汽车转变到新能源汽车，价值量增长最大的就是功率半导 体。传统燃油汽车中，功率半导体主要用在启动、停止和安全等领域， 占比只有 20%，按照传统汽车中半导体单车价值 350 美元，功率器件 价值在 70 美元。新能源汽车电池动力模块要用大量的电力设备，电 力设备中都含有有功率半导体，混合动力汽车的功率器件占比 40%， 纯电动汽车的功率器件占比 55%，按照纯电动汽车半导体单车价值 750 美元计算，功率半导体单车价值量在 413 美元。新能源汽车用功 率半导体是传统汽车的 7 倍。 图表2： 各种车型汽车电子占比 图表3： 汽车电子在整车中的成本占比 研究源于数据 2 研究创造价值 股票报告网整理http://www.nxny.com [Table_Page] 半导体-行业深度报告 资料来源：Strategy Analytics 理 在汽车应用中，IGBT 主要用在高电压环境的电力驱动系统，电 源系统和充电桩。应用范围一般都在耐压 600V 以上，电流 10A 以 上，频率 1KHz 以上的区域。 电力驱动系统：主要用在逆变器（DC-AC）中，将充电电池 12V 的直流（DC）电转换成为驱动电机 220V 的交流（AC）电，是电机 驱动的核心。电机控制系统需要用到几十个 IGBT，比如特斯拉的三 相交流异步电机，每相用 28 个 IGBT，累计 84 个， 其他电机 12 个 IGBT， 特斯拉总共用到 96 个 IGBT。 电源系统：主要用在车载充电器（AC-DC）和变换器（DC-DC） 中，实现锂电池充电和所需电压等级的电源变换。 充电桩：电网的电都是交流（AC）电，而充电桩分类快充的直流 充电桩和慢充的交流充电桩，IGBT 主要用在直流快充的充电桩。 2018 年全球汽车 IGBT 市场容量 18.4 亿美元，我们预计 2020 年 汽车 IGBT 市场容量 20.8 亿美元。 图表4： 汽车 IGBT 市场空间（亿美元） 资料来源：IHS 全球 IGBT 市场中英飞凌，三菱和富士电机处于领先位置，安森 美（仙童）主要集中在低压的消费电子行业，电压在 600V 以下，而 中高压 1700V 以上领域，主要应用在高铁，汽车，智能电网等，基本 被英飞凌，ABB 和三菱垄断。 图表5： 全球 IGBT 竞争格局 资料来源：IHS 研究源于数据 3 研究创造价值 股票报告网整理http://www.nxny.com [Table_Page] 半导体-行业深度报告 2 特斯拉的“眼睛”：CIS 芯片 视觉系 ADAS 利用摄像头能够实现路标、行人以及车辆识别、车 道线感应等多种功能。高端汽车的各种辅助设备配备的摄像头可多达 8 个，用于辅助驾驶员泊车或触发紧急刹车。Mcnex 公司预测，如果 摄像头未来取代侧视镜时，汽车上的摄像头将可能达到 12 个。而随 着智能汽车技术和无人驾驶技术的发展，L3 以上智能驾驶车型对摄像 头的需求将增加。 图表6： 特斯拉摄像头芯片布局 资料来源：特斯拉官网 车载领域的 CIS 应用包括：后视摄像(RVC)，全方位视图系统 (SVS)，摄像机监控系统（CMS） ，FV/MV，DMS/IMS 系统。后视摄 像(RVC)是销量主力军，呈稳定增长趋势，2016 年全球销量为 5100 万台，2018 年为 6000 万台，2019 年预计达到 6500 万台。 FV/MV 全球销量增长迅速，2016 年为 1000 万台，2018 年为 3000 万台，此后，预计 FV/MV 将依旧保持迅速增长趋势，预计 2019 年销 量可达 4000 万台，2021 可达 7500 万台，直逼 RVC 全球销量。 图表7： 特斯拉摄像头应用领域 资料来源：特斯拉官网 图表8： 各个不同应用的销量 资料来源：IHS 据中商产业研究院预测，全球车载摄像头出货量预计会从 2014 年的 2800 万颗增加到 2020 年的 8270 万颗。如今多数国家都在制定 相应法规，强制新车使用一些特殊的 ADAS 技术，而车载摄像头在汽 研究源于数据 4 研究创造价值 股票报告网整理http://www.nxny.com [Table_Page] 半导体-行业深度报告 车智能化中应用广泛，未来将会成为使用最多的汽车传感器。 图表9： 全球汽车摄像头出货量 出货量（万颗） 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E 资料来源：中商产业研究院 3 特斯拉的“记忆”：存储器 Tesla 公布的搭载两颗 FSD 芯片的自动驾驶线路板中，图中蓝色 区域为用于存储操作系统的内存颗粒。考虑到未来迈向更高层次的自 动驾驶技术，承载深度学习模型未来可不断升级的内存颗粒向大容量 方向趋势明显。 处理器模块两旁绿色是各自 4 片，一共 8 片 LPDDR4 运行内 存颗粒，FSD 线路板内建 LPDDR4 RAM 存储器模块以每秒 4,266Gb 速度运行，峰值频宽达 68GB/s，使整合的影像信号处理器每秒可执行 高达 10 亿级像素的操作。 图表10： Telas 搭载 FSD 芯片的自动驾驶线路板 资料来源：Tesla 4 特斯拉的“触觉”：显示面板 特斯拉有望带动新能源汽车车内电子组件应用化趋势，包括中控 大屏（京东方 A、TCL 集团） ，汽车精密金属零组件、电池连接片模 组（安洁科技），中控显示模组（长信科技） ，汽车 LED 大灯（三安 光电）等。 特斯拉 Model 系列产品中控显示屏平均达 17 寸，高于普通燃油 研究源于数据 5 研究创造价值 股票报告网整理http://www.nxny.com [Table_Page] 半导体-行业深度报告 车 7-8 寸的平均尺寸，约为市场平均应用尺寸面积的 4 倍以上。汽车 的电子化应用趋势将带动 LCD 车载屏的面积增长需求。 其次，车载屏有较强的定制化特点，通常配备触控功能，相较于 普通 LCD 标准化产品，营收及利润弹性更高。目前车载屏应用仍以 a-Si LCD 产品为主，预计占比 90%，主要由于产品可靠性更高，产品 迭代较慢。LTPS LCD 占比约 10%，LTPS 在高集成度和高分辨率上有 优势，新能源/互联网车企对 LTPS 使用意愿更强。随着 LTPS 行业产 能逐步由手机市场向 IT 及车载市场的转移，未来车载市场份额有望 进一步提升。 图表11： 特斯拉中控场景 资料来源： 根据 TCL 华星统计数据，2019 年全球车载屏出货量约 1.7 亿片， 按平均尺寸 7 寸计算，对应 6 代线月产能需求约 100K。而车载屏， 平均尺寸及单车应用数量的提升，将进一步快速带动 LCD 产能需求。 目前来看，在车载屏市场出货最为领先的是日本公司 JDI，其车载屏 产品以仪表为主，a-Si/LTPS LCD 出货量均居全球第一，其中 LTPS 市占份额约 70%。 安洁科技 2014 年通过收购新加坡适新集团，进入到了汽车电子 金属件市场，2016 年成功开发新能源汽车业务，并进入特斯拉供应链， 目前在电池连接片模组已形成规模供货。未来随着特斯拉上海工厂零 部件国产化率的提升，以及 Model Y 等新车型出货，其营收规模及供 应材料类型有望进一步提升。 长信科技触控显示模组业务覆盖全球优质客户，目前已形成在汽 车电子、消费电子、可穿戴设备领域触控模组的龙头地位。新能源汽 车领域，目前已提供 Model X/S 车型中控屏产品，同时 Model3 等车 型中控产品正处于产品认证过程中。 蓝思科技与特斯拉合作已超过一年，是全球一级供应商。目前产 品包括中控产品组装，包含玻璃、触控、贴合器件，以及 B 柱模块整 体功能组件组装。持续受益特斯拉出货增长，及新能源汽车整体应用 趋势。 图表12： 特斯拉 B 柱组件 研究源于数据 6 研究创造价值 股票报告网整理http://www.nxny.com [Table_Page] 半导体-行业深度报告 资料来源： 图表13： 特斯拉作为新能源汽车旗舰品牌，全系标配 LED 大灯，包括远 光灯、近光灯等，有望带动 LED 灯具向新能源车型的持续渗透，利 好国内 LED 龙头厂商三安光电。 特斯拉前置大灯 图表14： 特斯拉后置尾灯 5 特斯拉的“心脏”：FPGA 芯片 汽车半导体 389 亿市场规模，FPGA 目前仅占 2.4%，自动驾驶发 展将提高 FPGA 和 ASIC 价值占比。汽车主控芯片包括 GPU、FPGA、 ASIC 等，FPGA 目前在相机和传感器中的应用已经相对成熟，未来在 ADAS/AD 系统、马达控制、激光雷达、车载信息娱乐系统和驾驶员 信息系统均有较多应用。根据 Bloomberg 数据，汽车半导体市场规模 2017 年达到 388.6 亿美元，其中 FPGA 为 9.5 亿美元，占比仅 2.44%， 提升空间巨大。 图表15： FPGA 市场规模按应用市场划分 图表16： 研究源于数据 7 研究创造价值 汽车半导体市场规模 股票报告网整理http://www.nxny.com [Table_Page] 半导体-行业深度报告 14,000 USD million 14% 13% 12% 12,000 450 100 million USD 18.1% 389 400 12% 11% 10% 10% 10,000 10% 8% 8,000 8% 295 300 250 232 241 268 11.1% 10.4% 14% 11.3% 12% 10% 200 6,000 6% 4,000 4% 2,000 2% 8% 150 6% 3.6% 100 4% 50 2% 0 0 0% Tele consumer automotive electron Data Center Industrial Total 资料来源：MRFR，方正证券研究所 2017 18% 16% 329 350 20% 0% 2012 2013 2014 2015 2016 Automotive semiconductor market size 2017 YoY(RHS) 资料来源：Bloomberg 上游晶圆代工将受益于下游产品需求提高，推荐中芯国际、华虹 半导体。根据公司公告，中芯国际和华虹半导体 2019 年 3 季度汽车 及工业市场收入占比分别为 4.8%/25%，下游 FPGA 和 ASIC 若因为新 能源车拉货，将有助于代工厂业绩增长，建议关注。 图表17： 中芯国际 3Q19 收入按终端市场分 汽车和工 业, 4.8% 图表18： 电脑, 5.6% 4% 其他, 8.6% 消费电子, 34.9% 华虹半导体 3Q19 收入按终端市场分 计算机 图表19： 通讯 10% 工业及汽 车 25% 通讯, 46.1% 电子消费 品 61% 6 电动汽车整体含硅量提升，利好产业支撑环节半导体设备 汽车尤其是电动汽车正逐渐从一个机械产品演变成电子产品，其 核心能力不再是发动机，底盘和动力传输系统，而是芯片和软件。电 动汽车电子装置含硅量不断提升，利好产业支撑环节半导体设备。 5G+AIOT+汽车电子驱动全球半导体设备进入新一轮上行周期。 中国大陆承接半导体制造产能重心，中国大陆设备市场的全球占比持 续提升，2021 年有望达到世界之首。2019 年 Q2 起大陆自主晶圆厂进 入投产高峰期，未来三年半导体设备需求迎来爆发式增长。根据 2017 年至今大陆自主晶圆厂开工以及投产情况统计，测算未来 19-22 年半 导体设备累计总投资在 700 亿美元左右，同比 2018 年 120 亿美元有 很大增长空间，晶圆厂本身扩产有降本的采购需求，有利于国产化率 的提升，2018 年国产化率不到 15%，提升空间巨大。建议关注国内半 导体设备龙头：北方华创（002371.SZ）、中微公司(688012.SH)等标的。 研究源于数据 8 研究创造价值