德勤：未來浪潮新興機遇與制勝策略[54頁].pdf

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1、半導體： 未來浪潮 新興機遇與制勝策略 2019年4月 半導體：未來浪潮 2 目錄 半導體行業格局不斷演化 5 汽車半導體的突破口 12 人工智能芯片競賽開啟 29 并購活動回歸理性 36 深思熟慮進軍中國市場 43 數字化是增強競爭力的關鍵 48 半導體：未來浪潮 半導體：未來浪潮 3 當前， 我們使用的許多前沿數字化設備背后的技術都要依靠半導體才 能實現。 由于無人駕駛、 人工智能、 5G和物聯網等新興技術的發展， 以及對技術研發的持續投入和市場主要參與者間的激烈競爭， 未來十 年全球半導體行業有望持續穩定增長。 東亞地區 （中國大陸、 日本、 韓國和中國臺灣） 聚集了部分全球最重要 的半

2、導體廠商。 受益于經濟增長、 移動通訊的崛起以及云計算的發 展， 東亞已經成為半導體行業發展的熱點地區。 中國控制著幾乎一半 的市場價值， 其中大陸市場和立足臺灣、 服務全球的世界領先原始設 計制造商 （如富士康和廣達電腦） 、 晶圓代工廠商 （如臺積電） 各占總 需求量的50%。 中國正在努力建立充分自給的半導體行業， 同時力求成 為全球行業引擎。 另一方面， 日本是半導體材料、 高端設備和特殊半導 體的重要產地， 而韓國在高帶寬存儲器和動態隨機存取存儲器市場居 于絕對的領先地位。 半導體行業的兼并收購活動已經達到峰值， 專業縱向整合逐漸成為行 業重點。 日本、 韓國正力圖通過收購重振本國半

3、導體行業， 而與此同 時， 持續的貿易戰和知識產權糾紛將使中國在全球范圍內的大舉投資 受阻。 隨著消費類電子產品需求飽和， 半導體行業的增長將趨于平緩。 然而， 許多新興領域將為半導體行業帶來充分的機遇， 特別是汽車和人工智 能的半導體應用。 前言 半導體：未來浪潮 半導體：未來浪潮 4 在汽車行業， 安全相關電子系統的普及呈爆炸式增長。 到 2022年， 汽車半導體元器件的成本將達到每車600美元。 微 控制單元、 傳感器和存儲器等汽車半導體設備需求激增， 汽 車半導體供應商將因此獲益。 未來十年， 自動化、 電氣化、 數 字互聯及安防系統的發展將推動汽車電子設備和子系統中半 導體元器件的數

4、量不斷增長。 人工智能半導體市場競爭激烈， 不但在應用層面如此， 半導 體芯片層面不同體系架構亦在相互角逐。 出于提升效率、 降 低成本的考慮， 人工智能芯片在數據中心的應用持續增長， 云技術領域因而成為人工智能芯片的最大市場。 最后， 中國已經成為全球主要半導體廠商的重要收入來源， 其中許多企業有超過一半的營收來自中國。 意圖進軍中國市 場的跨國企業應當綜合考慮包括政策、 技術、 市場營銷、 物流 和全球策略等在內的多方因素。 跨國企業務必在進入中國市 場之前清晰認識自身所處環境， 制定最佳的市場進入策略。 半導體：未來浪潮 | 半導體行業格局不斷演化 5 未來增長穩定 過去幾年， 全球半導

5、體行業增長主要依 賴智能手機等電子設備的需求， 以及物聯 網、 云計算等技術應用的擴增。 預計全球 半導體行業總收入將從2018年的4,810 億美元增長到2019年的5,150億美元， 且 增長態勢有望持續至下一個十年。 主要 市場驅動力量包括現有產品的持續強化、 人工智能產品和5G網絡等新興技術的融 合， 以及汽車和工業電子行業的迅速增 長。 半導體行業的大部分收入將來自于數 據處理類電子 （如存儲和云計算） 以及通 訊電子 （如無線通訊） 。 半導體行業格局 不斷演化 1 半導體：未來浪潮 | 半導體行業格局不斷演化 6 汽車電子和工業電子領跑 汽車電子和工業電子將成為半導體行業增長最迅

6、速的兩大領域，來自消費電子、數 據處理和通訊電子的收入將穩定增長。 資料來源： Gartner， 分析 345.85 420.39 481.09 515.51 509.07 514.19 542.64 0 -0.05 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 100 200 300 400 500 600 2016201720182019202020212022 圖： 全球半導體行業銷售收入 （2016年-2022年， 單位： 十億美元） 5,426.4 億美元 (2022年) 數據處理電子: 34.2% 軍用/民用航空 航天電子： 1.1% 通訊電子： 30.2% 消費電子： 9.3

7、% 汽車電子： 12% 工業電子： 13.2% 半導體：未來浪潮 | 半導體行業格局不斷演化 7 汽車電子 工業電子 消費電子 數據處理 通訊電子 軍用/民用航空航天電子 醫療保?。?.8% 安防：18.5 % 交通運輸：7.7% 其他工業產品：17.5% 儀表組件：11.2% 自動化：11.2% 商業娛樂：4.3% 均值：7.2% 底盤：6.1% 售后市場：6.1% 固體照明：12.4% 檢測度量：3.6% 其他消費產品：13.0% 有線通訊：5.1% 電視：0% 0% 5% 10% 信息娛樂：8.2% 能源管理：8.5% 車身：13.3% 輔助駕駛系統：23.6% 電動/混合動力車：21%

8、 計算：1.9% 動力系統：3.4% 安全：2.6% 存儲：11.8% 無線通訊：2.6% 軍用/民用航空航天電子：3.0% 15%20% 頭盔顯示器：34.9% 智能手表：23.9% 其他可穿戴設備：22.9% 運動可穿戴設備：7.7% 其他音響設備：6.1% 電器：3.0% 其他視頻設備：2.9% 數字機頂盒：-2.9% 電子游戲控制臺/手柄：-4.0% 數字攝像機：-5.5% 數字相機：-7.1% 藍光DVD播放器/錄像機：-12.0% 便攜媒體播放器：-15.9% 復合年均增長率 （ 2017-2022 ） 圖： 各類別電子設備半導體收入增長率 （2017年-2022年） 資料來源：

9、Gartner， 分析 半導體：未來浪潮 | 半導體行業格局不斷演化 8 安全、 信息娛樂、 導航和燃料效能方面的 汽車電子元件消費在未來幾年內將出現 增長， 這得益于越來越多的電子元件應用 于車載安全功能。 在驅動半導體增長的 各類應用中， 高級輔助駕駛系統增幅最 大， 這將推動對集成電路、 微控制單元和 傳感器的需求相應增長。 工業電子涵蓋安防、 自動化、 固體照明、 交通運輸以及能源管理等領域。 其中， 安 防是工業電子最為重要的驅動領域。 新興 存儲器技術提升了物聯網設備的節能水 平、 安全水平和功能特性。 頭盔顯示器將是消費電子領域半導體增 長的主要驅動力。 此外， 可穿戴設備和智

10、能手表將成為新增長點。 然而， DVD和便 攜媒體播放器等其他消費電子市場將大 幅縮水。 因此， 消費電子整體營收增長在 某種程度上將受到限制。 數據處理電子包括計算和存儲設備。 其 中， 以固態硬盤為主的存儲設備將貢獻 最大增長份額。 2018年以來的價格下降 趨勢仍在持續， 固態硬盤的大規模普及 以及平均存儲容量的增加將保持較強態 勢； 特別是隨著數據中心的需求成為關鍵 驅動力之一， 企業固態硬盤將更加普及。 通訊電子包括有線和無線電子。 無線電子 中， 傳統電話和蜂窩調制解調器將大幅削 減， 而智能手機需求增幅微弱， 因此無線 電子市場收入增長將會比較緩慢。 有線通 訊電子中， 作為設備

11、部署的企業廣域網應 是增長最快的領域。 亞太市場需求不減 亞太仍將是全球最大的半導體消費市場。 中國產品占比的增加正在刺激整個亞太 市場的增長， 并將提供主要推動力。 此 外， 并購活動的增加將有利于半導體行業 的未來發展。 資料來源： Gartner 圖： 半導體行業銷售額區域分析 （2018年） 圖： 半導體行業銷售額增長 （2018年） 70% 14% 10% 6% 美洲 歐洲、 中東及非洲 亞太 亞太 (不包括日本) 北美 亞太 (不包括日本) 歐洲、 中東及非洲 日本 19.60% 14.50% 13.90% 9.30% 半導體：未來浪潮 | 半導體行業格局不斷演化 9 增長方面，

12、2018年美國市場增速最快， 這 主要得益于動態隨機存取存儲器的興起 和對微控制單元的高需求， 特別是在存 儲設備市場。 隨著存儲器價格上漲并貢獻 巨大收益， 存儲器市場發展迅速， 亞太地 區因此獲益。 中國大陸集成電路產業增長 了24.8%， 有力推動了亞太區域市場的發 展。 韓國半導體行業增長主要依靠集成 電路供應商， 尤其是在存儲芯片市場。 另 一方面， 中國臺灣半導體行業的根基是晶 圓代工模式， 然而價格波動已經影響了許 多廠商， 這迫使臺灣供應商將部分晶圓代 工廠遷至大陸， 并重新調整優先要務， 以 集成電路設計為重心， 力求在價格走低的 頹勢中逆流涌進。 日本半導體企業則經 歷了剝

13、離、 重組， 退出了技術價值較低的 動態隨機存取存儲器領域， 專注于開發高 附加值的系統芯片。 中國迎頭趕上 在東亞地區， 日本在半導體研發和材料行 業一直處于領先地位， 擁有包括東芝、 索 尼和瑞薩電子等在內的半導體巨頭。 韓 國和中國臺灣分別在存儲器和晶圓代工 方面具有較強優勢。 韓國在動態隨機存 取存儲器和NAND閃存方面領先， 擁有三 星、 SK海力士等許多頂尖半導體企業， 這 圖： 東亞地區半導體銷售 資料來源： Gartner 中國大陸韓國臺灣日本 很大程度上得益于政府支持。 且NAND內 存市場核心技術能力積累的要求， 使新市 場參與者日益難以參與競爭。 但是， 韓國 亦面臨諸多

14、挑戰。 由于動態隨機存取存儲 器價格下跌， 出口降低， 韓國半導體供應 商正努力加大設備和材料研究上的投入， 以求向其他領域拓展， 避免對存儲器業務 的過度依賴。 中國臺灣已經成為全球領先的半導體晶 圓代工產地。 該地區半導體晶圓代工行業 由臺積電和聯華電子兩大合約制造商主 導。 半導體晶圓代工是信息技術產業的重 要支柱。 臺灣應當能通過提高晶圓代工生 產的附加值， 彌補因資本和人才投資匱乏 導致的集成電路設計領域的不足。 中國大 陸正在蠶食臺灣的半導體市場份額。 不但 如此， 日益擴大的中國大陸市場還將成為 集成電路設計行業的商業渠道， 中國大陸 企業將繼續投資于臺灣的半導體產業。 首 先，

15、 中國大陸可提供市場支持。 臺灣半導 體行業需要更加貼近消費者市場， 以支持 產品創新， 實現規模經濟效益。 其次， 臺 灣可獲得相應的人才， 從而專注于附加值 更高的產品研發工作。 中國半導體行業正以兩位數的增長率蓬 勃發展。 然而， 盡管近年來中國半導體廠 商的競爭力得到顯著提升， 但關鍵零部 件仍需大量從西方國家進口， 自給率不 足20%。 中國政府十分關注這一問題， 制 定了多項有利政策支持半導體行業的發 展。 半導體：未來浪潮 | 半導體行業格局不斷演化 10 總體而言， 中國半導體行業有四類企 業： “國家隊” 、 “地方隊” 、 私募/創投基 金和跨國企業， 競相推動中國成為全球

16、 半導體行業的動力引擎。 國家隊的領銜 企業 “大基金” 和紫光集團均在產業價值 鏈中投入了數千億美元 。 “本土隊” 則緊 跟 “大基金” 的指引， 許多地方政府紛紛 在當地建立投資基金， 如北京市集成電 路產業發展股權投資基金和上海武岳峰 資本基金。 這些專注于半導體行業的地 方基金資本預計已超過2,000億元人民 幣。 在私募/創投領域， 許多 “海歸企業” 也加入了中國半導體產業的發展大潮， 包 括紫光展銳、 芯原、 兆易創新和瀾起科技 等。 這些企業普遍由 “海歸” 創立， 專注于 集成電路設計， 并且大多由私募、 創投基 金支持。 跨國企業中， 英特爾、 臺積電和 許多其他境外投資

17、企業在中國大陸開展 業務已久。 近幾年， 越來越多的境外資本 開始關注中國市場的機遇。 格羅方德半 導體在成都設立了工廠 。 ARM和高通均已 在中國設立合資企業。 特別值得一提的 是， 自從臺灣地區放松對大陸高科技產 業的投資后， 臺積電在南京開設了多個工 廠 ， 聯華電子也通過福建晉華集成電路進 入福建。 中美貿易戰下的不確定因素 2019年注定是中美兩國科技產業的多事 之秋。 除非兩國能在知識產權、 技術轉 移和網絡攻擊等領域達成共識， 針鋒相 對的關稅互博或將持續甚至升級。 此番 貿易戰中， 受挫最嚴重的當屬半導體行 業美國每年需要進口價值25億美元 的相關產品。 圖： 中國半導體行業

18、主要參與者 國家隊 由國家集成電路產業投資基金 （ “大基 金” ） 和紫光集團引領的中國 “國家隊” 已 經為建設半導體行業生態圈投入了數千 億美元。 本土隊 在 “大基金” 的引導下， 許多地方政府紛 紛在當地建立集成電路投資基金。 海歸隊 海歸企業大舉加入中國半導體發展大 潮， 這些企業通常受到私募/創投基金的 支持。 跨國企業 英特爾、 臺積電等跨國企業很早就進入了 中國大陸市場， 合資公司遍布中國。 中國半導體 行業參與者 半導體：未來浪潮 | 半導體行業格局不斷演化 11 目前， 中國從美國進口的集成電路芯片價值超 過2,000億美元， 遠超原油進口額。 半導體價 值鏈上任何環節的

19、波動都會影響整個產業。 隨著貿易戰愈演愈烈， 眾多國內大型半導體 廠商及跨國企業均開始重新評估自身在供應 鏈中的定位。 例如， 蘋果公司很長時間以來將 中國作為其各類產品的生產基地， 從其標 志性的iPhone到 iPad及配件均產自中國。 目 前， 蘋果公司的供應鏈已經覆蓋數百家企業。 但是， 如果中國持續提高對美國的進口關稅， 這些供應商可能會考慮將部分iPhone產能遷 出中國。 然而統觀全局， 中美貿易戰對中國高科技行 業的短期影響或許被夸大了 ， 畢竟中國制造 的集成電路芯片大多流向了國內市場。 貿易拉 鋸戰將在某些方面迫使中國企業尋求自主創 新， 加快國產產品替代過程， 緩解未來風

20、險 的沖擊。 圖： 中國原油和芯片進口額對比圖： 美國對華貿易逆差 資料來源： 分析 電腦、電子產品 電氣設備 其他制造業產品 服裝 機械設備 家具 加工金屬制品 皮革 塑料、橡膠 紡織品 $167.3 $39.9 $29.3 $38.6 $25.7 $19.8 $23.4 $15.6 $20.3 $11.6 050000011502 原油進口（十億美元） 芯片進口（十億美元） 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 300 250 200 150 100 50 0 汽車電子系統急劇增長 汽車行業歷經了長期的發展， 才實現了

21、以 安全與舒適性為核心的汽車電子前裝化。 早在2004年， 僅有四分之一的出廠車輛 內置安全氣囊， 而配有前裝電動座椅的 車輛不足50%。 然而， 在政府監管和消費 者需求的驅動下， 安全相關的電子系統 迅速普及。 如今， 汽車行業的創新大多出 現在電子系統而非機械層面。 2007年到 2017年期間， 汽車電子成本占比從約20% 上升至40%左右。 汽車半導體的突破口 2 12 2 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 13 圖： 汽車前裝電子 高級駕駛輔助系統： 車內傳感器在行車過程 中隨時檢測周圍環境、 收集數據、 發現并追 蹤潛在危險因素。 動力傳動系統： 車內一系列零部件， 用于產

22、生 動力并傳送至路面。 安全系統： 包括主動和被動安全系統， 能夠 減少事故風險并緩解事故影響。 電動/混合動力汽車： 混合動力汽車將傳統內 燃機系統和電動推進系統相結合。 儀表板： 通常位于駕駛位前， 提示汽車運行中 的各項功能和控制情況。 售后/后裝市場： 在整車廠將車輛銷售給顧 客之后， 負責車輛零部件的制造、 再制造、 分 銷、 零售及安裝的市場。 底盤： 支持各部件及其功能的整體框架 信息娛樂： 基于一體化車載信息處理系統提 供信息和娛樂功能相結合的體驗。 語音/ 數據通訊 車內環境 控制 專用短程 通信 娛樂系統 電池管理 電子收費 數字轉向燈 導航系統 主動排氣降噪 坡道駐車 再

23、生制動 防抱死制動 胎壓檢測 泊車系統 主動懸掛 差速器 安防系統 電動/混合動力 維修 車道更正 車內主動 降噪 內部照明 自動防眩 后視鏡 事件數據 記錄系統 事故記錄 儀表板 疲勞駕駛檢測 雨刮控制 自動制動 電動動力轉向 家長控制 氣囊展開 自適應前照燈 遠程免鑰 入車系統 盲區導引 車道偏離 警告 變速器控制 主動式舵角 控制器 電子穩定 控制 座椅控制 自適應巡航控制 電子節氣門控制 電子氣門正時系統 電子氣門 正時系統 氣缸關閉系統 主動減振 裝置 傳動軸承 怠速啟停 系統診斷 系統 引擎控制 夜視 平視顯示器 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 14 汽車行業歷經了長期的發

24、展， 才實現了以安全與舒適性為核心的汽車電子前裝化。 2004 2017 100% 80% 60% 40% 20% 0% 防抱死制動系統 2004 2017 100% 80% 60% 40% 20% 0% 穩定控制 2004 2017 100% 80% 60% 40% 20% 0% 側邊安全氣囊 2004 2017 100% 80% 60% 40% 20% 0% 盲區傳感器 2004 2017 100% 80% 60% 40% 20% 0% 后物傳感器 2004 2017 100% 80% 60% 40% 20% 0% 胎壓傳感器 電子系統在汽車總成本中的占比 （%） 2030F 2010 2

25、000 1990 1980 1970 高級駕駛輔助系統 主被動安全系統 動力傳動雷達/視覺信息娛樂 安全氣囊 防抱死/電子穩定程序 電子燃油噴射系統 0%10%40%20%50%30%60% 5% 10% 15% 22% 35% 50% 資料來源： 分析 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 15 半導體供應商在汽車產業供應鏈中扮演 著至關重要的角色。 在傳統汽車行業生態 體系中， 半導體供應商將產品銷售給一級 電子系統供應商， 后者將技術整合成模塊 交給整車廠裝配。 近幾年來， 汽車行業經 歷了翻天覆地的變革， 未來幾年的生態體 系將被徹底改造。 人工智能、 電動汽車、 無人駕駛、 能源儲

26、存和網絡安全等技術的 發展； 公眾對安全和共享出行等話題的 社會意識； 污染等環境問題引發的擔憂； 基礎設施支出等經濟層面的考量以及亞 洲市場的增長等諸多因素都將重塑汽車 行業。 圖： 汽車電子和半導體每車成本占比 半導體價格（每輛車） 汽車電子成本 （占整車成本百分比） 2000201020202030 45% 40% 27% 18% 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 700 600 500 400 300 200 100 0 600 475 150 300 資料來源: IHS， 分析 半導體成本 （即電子系統零部件的成本） 已經從2013年

27、的每車312美元增加到了 如今約400美元。 汽車半導體供應商正 獲益于微控制單元、 傳感器、 存儲器等各 類半導體設備需求的大幅上漲。 到2022 年， 半導體成本預計將達到每車近600 美元。 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 16 圖： 半導體在汽車生態體系中的角色 資料來源： Cadence， IHS， 分析 10%10%40%-70%10%20% 汽車制造商 成本 分銷商&出口商 研發設計材料供應零件采購零件集成裝配市場與服務 整車廠部件專家材料供應商標準制定者集成商 半導體的角色 4億美元復 合年增長 率：4% 300億美元 復合年增長 率：6% 1200億 美元 復合年增長

28、 率：5.5% 2萬億美元 復合年增長 率： 5.5% 二級半導體供應商一級電子系統整車廠 英偉達、恩智浦半 導體、 瑞薩電子、 松下、東芝、 英飛凌、 意法半導體、 德州儀器、三星 博世、德爾福、 科世達、哈曼、 電裝、西門子、 大陸集團、 法雷奧、鏡泰、 江森自控 、麥格納 通用、福特、 特斯拉、奧迪、 寶馬、本田豐田、 尼桑、沃爾沃、 現代、戴姆勒 電子設計自動化 知識產權供應商 晶圓代工廠 封測代工廠 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 17 關鍵詞： 自動化、 電氣化、 數字互聯與安全性 未來十年， 這四大趨勢將推動汽車電子和子系統中的半導體元器 件不斷增加。 圖： 汽車半導體的

29、主要趨勢 資料來源： 分析 趨勢 科技 市場參與者 轉型 通 訊 公 司 服 務 提 供 商 技 術 供 應 商 半 導 體 供 應 商 汽 車 制 造 商 電 動 汽 車 電氣化 數字互聯 安全標準 人工智能 高端電子 自動化 高級安全 無 人 駕 駛 （ 高 級 輔 助 駕 駛 系 統 ） 信 息 娛 樂 平 臺 輕 量 技 術 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 18 1. 自動化 自動化被廣泛認為是未來出行的終極目 標。 汽車制造商和一級供應商、 技術提供 商 （如半導體廠商） 以及傳統汽車行業之 外的智能出行企業 （如共享出行公司） 爭 相

30、開發、 投資相關技術。 半導體廠商尤其 積極開發各類融合人工智能和機器學習 技術的微芯片、 融合設備以及系統芯片 設備。 安全是無人駕駛車輛的關鍵賣點。 然而， 實現全面自動化 （L5） 需要在高級駕駛 輔助系統安全系統等能夠減少交通事故 的技術 （包括電子穩定系統、 車道偏離警 告、 防抱死制動、 自適應巡航控制和牽引 力控制系統等） 方面實現進步。 這些技術 需要復雜的電子元器件， 包括高速處理 器、 存儲器、 控制器、 傳感器和數據傳輸， 以確保車輛的可靠性與安全性。 例如， 傳 感器將在駕駛自動化的進程中起到重要 作用， 自動化駕駛能力的實現需要更多傳 感器。 汽車自動化程度越高， 使

31、用的傳感 器就越多。 L4無人駕駛車輛的傳感器數目 可達29個。 這些功能將不會局限于高端 車型， 未來幾年將延伸至銷量變化更高的 中端和經濟車型。 圖： 不同等級無人駕駛車輛所需傳感器數量 資料來源： 分析 L2 (2015年) L3 (2022年) L4 (2028年) L5 (2040年) 超聲波傳感器 4個 長距雷達傳感器 1個 環視攝像頭 1個 超聲波傳感器 4個 長距雷達傳感器 1個 短距雷達傳感器 4個 環視攝像頭 4個 超聲波傳感器 10個 長距雷達傳感器 2個 短距雷達傳感器 6個 環視攝像頭 5個 長距離攝像頭 2個 立體攝像機 1個 Ubolo 1個 激光雷達 1個 航位

32、推算 1個 超聲波傳感器 10個 長距雷達傳感器 2個 短距雷達傳感器 6個 環視攝像頭 5個 長距離攝像頭 4個 立體攝像機 2個 Ubolo 1個 激光雷達 1個 航位推算 1個 PALKA AEBDM 傳感器融合 TJA 高速無人駕駛輔助 隨時隨地無人駕駛輔助 L1 (2012年之前) ACCLDWAS ACC：主動巡航控制 LDWS：車道偏離警告系統 LKA：車道維持輔助 PA：停車輔助 AEB：自動緊急制動 DM：駕駛員監控 AP：無人駕駛輔助 TJA：交通堵塞輔助 29個 32個 13個 6個 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 19 2. 電氣化 對提升燃油效率、 滿足政府減

33、排要求的 需要， 正推動傳統汽車和電動/混合動力 汽車對半導體的需求日益增長。 當前的傳 統內燃機二氧化碳排放量仍有很大的降 低空間。 引擎的高效運轉需要大量傳感 器、 控制器的支持， 這方面仍存在巨大的 提升潛力。 例如， 中國政府將在2020年推 行 “國六” 排放標準， 這將進一步減少汽 車排放量。 同時， 電動/混合動力汽車的發展要求動 力傳動系統向電氣化邁進。 許多國家的政 府已經著手制定或正在推出完全禁止內 燃機汽車的禁令。 中國已經給汽車制造商 設定了電動車生產指標 （2019年起達到 總產量的10%） 。 許多全球性汽車制造商 也設定了在10年內將電動車銷量提升至 總銷量15%

34、25%的目標， 以推動電動車 的大眾化普及。 大型整車廠的電動車制造 與銷售目標將帶動半導體行業成比例增 長。 因此， 以減排為目標的電子動力傳動 技術的創新條件已經成熟， 這也將加速 推動汽車行業半導體需求的增長。 3. 數字互聯 另一大趨勢是數字互聯， 即高級汽車聯 網， 包括汽車與基礎設施互聯 （V2I） 、 汽 車與汽車互聯 （V2V） 和車與車聯網， 這 一功能旨在實現汽車內、 外互聯， 并將汽 車融入物聯網成為其中的一部分。 汽車 制造商已經開始提供為潛在應用商店充 當平臺的操作系統， 并開發了定制應用軟 件、 服務和媒體內容。 數字科技企業正在 根據車內使用特點改造移動平臺， 并

35、開發 車載娛樂平臺。 一些流媒體服務和設備制 造商已經和整車廠建立了合作。 由于具備 核心能力并采取積極主動的資本投資策 略， 數字科技公司在這一領域尤其具有獨 特的優勢。 從消費者的角度來看， 車內數 字互聯和數字內容將成為汽車的標準配 置， 亞洲消費者尤其如此他們將可 以與個人移動設備無縫整合的車載娛樂 視為汽車的基本功能之一。 互聯性并不局 限于娛樂； 車對車通信是無人駕駛汽車實 現無人駕駛技術并避免事故的一項關鍵 技術。 預計到2023年， 超過90%的出產 車輛將具備互聯功能。 圖： 聯網汽車的組成部件 資料來源： 分析 固件 聯網汽車服務 高級/無人 駕駛系統 車載通信總線 移動應

36、用 無線通訊 一體化汽車 安全系統 信息娛樂系統 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 20 4. 安全性 隨著汽車互聯性能提高， 軟、 硬件平臺將 愈發暴露于黑客攻擊的風險之中。 一輛汽 車的某一部件若發生故障， 將引發雪崩式 的反應。 例如， 如果汽車通訊系統遭到惡 意攻擊， 高級駕駛系統將無法接收重要的 環境認知信息， 汽車一體化安全系統 （控 制制動、 加速和防撞系統等） 也就無法做 出反應。 因此， 如今的汽車電子供應商比 以往任何時候都更加注重車輛的安全性 和可靠性。 為抵御潛在威脅， 保護措施可從兩個層 面開展。 首先， 制定政策并建立網絡安全 標準， 令制造商遵循一套嚴格的流

37、程， 確 保聯網汽車的安全性。 然而， 僅僅有標準 是不夠的， 汽車制造商和技術公司還需要 生產未預置后門或木馬的高度安全的部 件， 評估軟件和固件的漏洞， 提供以空中 下載 （OTA） 方式進行的更新以及通訊線 路連接。 未來多種出行形態并存 我們設想這些變革趨勢將創造四種并存 的未來出行形態， 汽車保有形式將分化 為共享與私有， 而汽車控制系統將持續向 全面自動化發展。 1. 私有 無人駕駛 3. 共享 無人駕駛 2. 私有 自動化 4. 共享 自動化 汽車擁 有量 車輛控制 水平 駕駛輔助自動化 共享私有 技術發展行業格局 1 2 3 4 實現L3和L4無人駕駛；高級 駕駛輔助系統；技術

38、成本相對 較低。 科技企業和初創企業對汽車制造商 具有至關重要的作用。無人駕駛汽 車變得經濟可靠。 聯網汽車；L0及L1無人駕駛， 自適應速度轉向，防抱死制動 系統，速度控制。 現有生態體系變化極小。汽車制造 商繼續推動單車銷售?？萍计髽I開 始浮現。 按需出行服務，娛樂、導航、 應用。 資產利用率高，無人駕駛共享網絡 高效運行。在顛覆性環境下，市場 參與者合作更加廣泛。 出行及數據驅動服務，智能手 機等移動設備興起。 共享出行發展迅速。擁有多輛汽車 的家庭數量減少?？萍计髽I提供更 具個性化的服務。 圖： 未來出行形態 資料來源： 分析 6 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 21 在私有無

39、人駕駛 （形態1） 情境下， 汽車 保有形式仍為私有， 但隨著技術成本的 下降， 無人駕駛水平達到前所未有的高 度， 促進了無人駕駛汽車數目的增長。 整 車廠和科技企業的協作在這一形態下成 為常態。 在私有自動化 （形態2） 情境下， 汽車為 私人所有， 高級駕駛輔助系統應用有限。 整車廠將持續關注汽車銷量， 技術發展 循序漸進。 行業生態不會有較大改變。 在共享無人駕駛 （形態3） 情境下， 大 部分汽車由用戶共享， 且具備無人駕駛能 力。 在這一情境下， 娛樂等按需出行服務 將興起， 汽車制造商、 科技企業、 車隊所 有者以及監管機構將深化合作， 以建立 復雜的城市生態系統。 在共享自動化

40、 （形態4） 情境下， 車輛 擁有形式為共享， 共享出行將迅速發展普 及。 點到點的交通運輸方式隨著共享出 行而誕生， 每公里交通成本隨之下降。 這 一情境下科技企業將能夠提供更優化和 個性化的服務。 汽車半導體行業機遇正在顯現 盡管手機在當前以及未來都是半導體企 業的最大市場， 但多年以來這一領域的增 長已經十分飽和。 而汽車半導體市場卻 是個例外。 隨著高級駕駛輔助系統和車載 信息娛樂等電子部件越來越多地應用于 汽車， 這一領域需求強勁， 成為半導體企 業的重要增長市場。 亞太地區最具吸引力 預計2018年汽車半導體收入將達到400 億美元的歷史高點， 并將在2022年突破 600億美元。

41、 亞太地區在政府政策支持 和消費者安全性需求的推動下 （尤其在 中國） ， 將以41%的增速領跑全球。 2017 年， 中國汽車銷量達到近2,900萬輛， 是 全球最大的汽車市場。 此外， 中國還將成 為全球汽車制造中心， 吸引著各國汽車制 造商， 輕型汽車產量在全球范圍內的占比 將達到近29%。 這些趨勢均令亞太地區 倍受半導體廠商的青睞。 圖： 全球各地區汽車半導體收入及產量 -5 5 15 25 35 45 55 65 2016201720182019202020212022 汽車半導體收入（十億美元） 動力系統信息娛樂系統車身電動/混合動力汽車底盤 安全系統售后市場高級駕駛輔助系統儀表

42、組件 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 22 高級駕駛輔助系統引領增長 汽車半導體市場的增長取決于車用電子 設備和半導體元器件的增長。 高級駕駛輔 助系統應用領域預計增長最快。 高級駕 駛輔助系統的半導體元器件將隨著自動 化水平而增長。 事實上， 半自動化汽車中 添加的半導體元器件將需要約100美元 的成本， 高度自動化汽車的半導體元器件 成本約400美元， 全自動化汽車約為550 美元。 在動力傳動等其它領域， 由于半導 體是混合動力汽車和電動汽車電氣傳動 系統效率的主要驅動力， 因此微控制器、 傳感器和功率半導體的需求巨大。 從設備角度來看， 隨著功能組合的復雜性 不斷提升， 汽車將

43、需要不同類型的組件。 一些細分領域的增長速度將超過其他領 域。 例如， 無人駕駛將產生對傳感器和微 控制器， 以及處理傳感器數據的大量需 求。 半導體行業亦正在開發更加強大的微 控制單元/微處理單元以處理這些數據。 例如， 當汽車達到L4/5級別的自動化程 度， 系統需要能夠處理所有傳感器數據， 才能呈現出全面的視角， 幫助汽車做出正 確判斷。 資料來源： Gartner， 分析 亞太 美洲 日本 0.00%10.00%30.00%20.00%40.00% 圖： 不同級別自動化汽車中高級駕駛輔助系統半導體的平均成本占比 數據來源： 英飛凌 半自動化 Level 2Level 3Level 4

44、高度自動化全自動化 攝像頭 攝像頭 攝像頭 激光雷達 激光雷達 激光雷達 雷達 雷達 雷達 傳感器整合 傳感器整合 傳感器整合 總成本 促動器 促動器 總成本 總成本 60%$100 40% 45% $400 35% 12% 8% 40% $550 25% 5% 20% 10% 歐洲、中東 及非洲 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的未來 23 圖： 汽車半導體應用和設備增長預測 （2022年） 資料來源： Gartner， 分析 600美元 至2022年每車半導 體元器件成本 細分領域子細分領域增長率 （2017-2022） 規模 （2022） 電動助力轉向系統/自動防抱死制動系統/安全氣囊/

45、 牽引力控制/胎壓監測 按應用劃分（Gartner） 引擎控制/變速 盲點偵測/碰撞預警/停車輔助/車聯萬物/前視攝像頭 聯網/車載通訊系統/車載導航/車載音響 電動車門/電動車窗/氣候控制/雨刷控制 售后市場 電動/混合動力汽車 高級駕駛輔助系統 車身 底盤 23.6% 6.1% 13.3% 6.1% 21% 11b 3b 12b 7b 6b 儀表組件 信息娛樂系統 動力系統 安全系統 8.2% 11.2% 3.4% 2.6% 9b 4b 6b 5b 汽車零部件/設備/維修服務/碰撞修復 懸掛/差速/傳動軸 混合動力汽車 儀表盤，儀表線束 按設備劃分（Gartner） 存儲器集成電路 非光學

46、傳感器 通用邏輯集成電路 光電元件 分立器件 動態隨機存取存儲器，新興存儲器，閃存，NAND存儲器 環境傳感器，指紋傳感器，慣性傳感器，磁傳感器 數據轉換器，開關，多路轉接器，電壓調節器，基準 圖像傳感器，發光二極管，光敏傳感器 功率晶體管，二極管 12.5% 10.9% 18.9% 9.9% 7.2% 2b 4b 8b 9b 6b 微器件集成電路 模擬集成電路 7.7% 7.4% 11b 4b 數字信號，微控制器，微處理器 數據轉換器，開關，多路轉接器，電壓調節器，基準 專用集成電路 專用標準產品 6% 12.3% 3b 19b 專用集成電路 專用標準產品 半導體：未來浪潮 | 汽車半導體的

47、未來 24 抓住機遇 汽車行業對半導體廠商而言并非一個陌 生的市場。 事實上， 許多廠商多年前就已 進入了汽車領域。 然而， 由于客戶規模不 足， 當時汽車市場并非半導體廠商的重要 收益來源， 而且流程驗證周期長， 同時與 消費電子相比銷量很低。 然而， 由于高級 駕駛輔助系統、 人工智能、 數字互聯以及 傳感器等汽車電子的需求不斷增加， 市場 氛圍已改變。 要抓住這些良機， 半導體行 業的領先企業應當考慮以下措施和方法 進入市場： 1. 了解汽車市場特有的要求 汽車電子和消費者電子市場對半導體有 截然不同的要求。 比如， 消費者希望手機 具備最新、 最前沿的技術。 然而在汽車行 業， 一些傳

48、感器仍然采用150納米的制造 工藝。 這是因為汽車設計要求具有較高的 冗余， 元器件的大小并非主要考量因素。 因此， 采用7納米工藝傳感器的動機并不 如手機市場那么強烈。 此外， 汽車領域對 故障率的要求嚴苛得多。 如果手機出現故 障， 用戶只需重啟即可， 但這對于正在道 路上行駛的汽車并不現實。 對于手機半 導體供應商而言， 10%的故障率或許可以 接受， 但汽車制造商則希望零部件在15至 20年內故障率低于十億分之一。 此外， 手機設計頻率通常達到3GHZ， 頻 率和速度均為首要考慮因素。 然而， 汽車 所需的頻率和速度則千差萬別。 但隨著 5G聯網汽車將在不久成為現實， 汽車和 手機領域或許終將融合， 聯網汽車在某種 程度上將具備類似于手機的功能。 此外， 汽車芯片還要在更大的溫度范圍內運作 （-40至155） ， 而移動設備則只需適 應0到40之間的溫度范圍。 手機和汽 車在電壓方面還存在巨大的差異。 在手 機應用領域， 電壓通常