半導(dǎo)體：重新定義新能源

本文源自 微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體風(fēng)向標(biāo)”。

電動(dòng)車(chē)有兩顆”大腦“：

一個(gè)處理數(shù)字信號(hào)：是控制論在無(wú)人駕駛的應(yīng)用，其本質(zhì)是多反應(yīng)+少預(yù)測(cè)的特斯拉FSD，其L5 ADAS的算力將高于智能手機(jī)幾個(gè)數(shù)量級(jí)，用CPU、GPU、FPGA、射頻、存儲(chǔ)芯片組成龐大異構(gòu)算力實(shí)時(shí)運(yùn)算將電車(chē)喚醒，車(chē)載含硅量也將是數(shù)量級(jí)的提升。

一個(gè)處理物理能源：是信息論在電池電控的應(yīng)用，四兩撥千斤的功率半導(dǎo)體，用少量信息處理控制巨量電流，極大的提高能效和控制精度，其背后需要一系列的半導(dǎo)體器件（SiC、GaN、IGBT、Mosfet）來(lái)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體對(duì)電能的有效控制。

另外，作為特斯拉缺省電力來(lái)源：太陽(yáng)能

光伏的本質(zhì)：半導(dǎo)體能源，基于半導(dǎo)體工藝硅片和光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，同樣也符合”泛摩爾定律“的指數(shù)級(jí)成本降低，其供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)規(guī)律也和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)完全類(lèi)似。

總結(jié)：

新能源 = 新能源獲取（太陽(yáng)能） + 新能源控制（功率半導(dǎo)體） + 新能源應(yīng)用（異構(gòu)芯片F(xiàn)SD），其背后都是半導(dǎo)體。

基于以上分析，我們認(rèn)為”半導(dǎo)體：重新定義新能源“

這不是基于三五年的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)

而是站在一個(gè)時(shí)代的維度。

以下是報(bào)告原文：

特斯拉是高速行駛的“智能手機(jī)”，是插電行走的“服務(wù)器”。特斯拉不僅僅是新能源汽車(chē)的革命，更是汽車(chē)含硅量躍遷性的提升，單車(chē)用的半導(dǎo)體成本是手機(jī)的幾十倍以上。從功率半導(dǎo)體，CIS，存儲(chǔ)器到半導(dǎo)體設(shè)備材料，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都會(huì)受益。

1、功率芯片是特斯拉的“大腦”。汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)=電池+電驅(qū)（電機(jī)+電控），電控接收整車(chē)控制器的指令，以控制整車(chē)的運(yùn)動(dòng)。電控中主要是逆變器，逆變器主要是SiC/IGBT模塊，所以IGBT模塊相當(dāng)于汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的“CPU”。

2、攝像頭CIS是特斯拉的“眼睛”。數(shù)量上，倒車(chē)后視，環(huán)視，前視，轉(zhuǎn)彎盲區(qū)等Level3以上的輔助駕駛需要18顆攝像頭。單功能上LFM防閃爍，低光可靠性，HDR寬動(dòng)態(tài)對(duì)像素也提出要求，純800萬(wàn)像素的攝像頭就需要5顆。

3、存儲(chǔ)器Flash是特斯拉的“記憶”。特斯拉自研FSD芯片存儲(chǔ)單元的數(shù)量與性能大幅提升，是無(wú)人駕駛邁向更高層次重要保障。電動(dòng)汽車(chē)整體含硅量提升，利好產(chǎn)業(yè)支撐環(huán)節(jié)半導(dǎo)體設(shè)備，5G+AIOT+汽車(chē)電子驅(qū)動(dòng)全球半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)入新一輪上行周期。

4、顯示器面板是特斯拉的“觸覺(jué)”。中控顯示屏平均達(dá)17寸，高于燃油車(chē)8寸的平均尺寸，為市場(chǎng)平均應(yīng)用尺寸面積的4倍以上。汽車(chē)的電子化應(yīng)用趨勢(shì)將帶動(dòng)LCD車(chē)載屏的面積增長(zhǎng)需求。

5、FPGA芯片是特斯拉的“心臟”。FPGA和ASIC未來(lái)在ADAS系統(tǒng)、馬達(dá)控制、激光雷達(dá)、車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)和駕駛員信息系統(tǒng)均有較多應(yīng)用。FPGA市場(chǎng)為9.5億美元，占比整個(gè)半導(dǎo)體僅2.44%，提升空間巨大。上游晶圓代工將受益于下游產(chǎn)品需求提高。

投資建議：

0、半導(dǎo)體設(shè)備：北方華創(chuàng)= 光伏設(shè)備+第三代半導(dǎo)體設(shè)備+晶圓代工設(shè)備+半導(dǎo)體顯示設(shè)備+存儲(chǔ)芯片設(shè)備，是新能源行業(yè)的底盤(pán)。

1、功率芯片：華潤(rùn)微、聞泰科技、三安光電、斯達(dá)半導(dǎo),

2、CIS芯片：韋爾股份，長(zhǎng)電科技、晶方科技；

3、顯示器：京東方，TCL、藍(lán)思科技；

4、ASIC芯片：中芯國(guó)際（00981），華虹半導(dǎo)體（01347）；

5、存儲(chǔ)芯片：兆易創(chuàng)新；

風(fēng)險(xiǎn)提示

1）特斯拉(TSLA.US)銷(xiāo)量不及預(yù)期；

2）特斯拉上海超級(jí)工廠產(chǎn)能遇到瓶頸；

3）智能輔助系統(tǒng)發(fā)生重大安全事故。

新能源汽車(chē)由于不再需要發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械部件，汽車(chē)的結(jié)構(gòu)將變得非常的簡(jiǎn)單，汽車(chē)結(jié)構(gòu)主要由電池，電機(jī)和電控組成。新能源汽車(chē)電子系統(tǒng)主要包括電池管理系統(tǒng)，電機(jī)控制器，車(chē)載充電機(jī)，變換器，逆變器，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，繼電器以及被動(dòng)元器件。

在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，由于汽車(chē)各個(gè)模塊都使用交流電，鋰電池的輸入電流是直流電，以及各種電氣設(shè)備電壓不同，這樣就需要相應(yīng)的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。根據(jù)直流（DC）和交流（AC）轉(zhuǎn)換順序不同，電力轉(zhuǎn)換分為4種模式：變壓器（AC-AC）、整流器（AC-DC）、變換器（DC-DC）和逆變器（DC-AC）。

汽車(chē)電子在汽車(chē)中占據(jù)著十分重要的地位，從成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，對(duì)于中高端汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)等其重要性更高。

從傳統(tǒng)汽車(chē)轉(zhuǎn)變到新能源汽車(chē)，價(jià)值量增長(zhǎng)最大的就是功率半導(dǎo)體。傳統(tǒng)燃油汽車(chē)中，功率半導(dǎo)體主要用在啟動(dòng)、停止和安全等領(lǐng)域，占比只有20%，按照傳統(tǒng)汽車(chē)中半導(dǎo)體單車(chē)價(jià)值350美元，功率器件價(jià)值在70美元。新能源汽車(chē)電池動(dòng)力模塊要用大量的電力設(shè)備，電力設(shè)備中都含有有功率半導(dǎo)體，混合動(dòng)力汽車(chē)的功率器件占比40%，純電動(dòng)汽車(chē)的功率器件占比55%，按照純電動(dòng)汽車(chē)半導(dǎo)體單車(chē)價(jià)值750美元計(jì)算，功率半導(dǎo)體單車(chē)價(jià)值量在413美元。新能源汽車(chē)用功率半導(dǎo)體是傳統(tǒng)汽車(chē)的7倍。

在汽車(chē)應(yīng)用中，IGBT主要用在高電壓環(huán)境的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電源系統(tǒng)和充電樁。應(yīng)用范圍一般都在耐壓600V 以上，電流 10A 以上，頻率 1KHz 以上的區(qū)域。

電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：主要用在逆變器（DC-AC）中，將充電電池12V的直流（DC）電轉(zhuǎn)換成為驅(qū)動(dòng)電機(jī)220V的交流（AC）電，是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的核心。電機(jī)控制系統(tǒng)需要用到幾十個(gè)IGBT，比如特斯拉的三相交流異步電機(jī)，每相用28個(gè)IGBT，累計(jì)84個(gè)，其他電機(jī)12個(gè)IGBT，特斯拉總共用到96個(gè)IGBT。

電源系統(tǒng)：主要用在車(chē)載充電器（AC-DC）和變換器（DC-DC）中，實(shí)現(xiàn)鋰電池充電和所需電壓等級(jí)的電源變換。

充電樁：電網(wǎng)的電都是交流（AC）電，而充電樁分類(lèi)快充的直流充電樁和慢充的交流充電樁，IGBT主要用在直流快充的充電樁。

2018年全球汽車(chē)IGBT市場(chǎng)容量18.4億美元，我們預(yù)計(jì)2020年汽車(chē)IGBT市場(chǎng)容量20.8億美元。

全球IGBT市場(chǎng)中英飛凌，三菱和富士電機(jī)處于領(lǐng)先位置，安森美（仙童）主要集中在低壓的消費(fèi)電子行業(yè)，電壓在600V以下，而中高壓1700V以上領(lǐng)域，主要應(yīng)用在高鐵，汽車(chē)，智能電網(wǎng)等，基本被英飛凌，ABB和三菱壟斷。

視覺(jué)系A(chǔ)DAS利用攝像頭能夠?qū)崿F(xiàn)路標(biāo)、行人以及車(chē)輛識(shí)別、車(chē)道線(xiàn)感應(yīng)等多種功能。高端汽車(chē)的各種輔助設(shè)備配備的攝像頭可多達(dá)8個(gè)，用于輔助駕駛員泊車(chē)或觸發(fā)緊急剎車(chē)。Mcnex公司預(yù)測(cè)，如果攝像頭未來(lái)取代側(cè)視鏡時(shí)，汽車(chē)上的攝像頭將可能達(dá)到12個(gè)。而隨著智能汽車(chē)技術(shù)和無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展，L3以上智能駕駛車(chē)型對(duì)攝像頭的需求將增加。

車(chē)載領(lǐng)域的CIS應(yīng)用包括：后視攝像(RVC)，全方位視圖系統(tǒng)(SVS)，攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（CMS），F(xiàn)V/MV，DMS/IMS系統(tǒng)。后視攝像(RVC)是銷(xiāo)量主力軍，呈穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，2016年全球銷(xiāo)量為5100萬(wàn)臺(tái)，2018年為6000萬(wàn)臺(tái)，2019年預(yù)計(jì)達(dá)到6500萬(wàn)臺(tái)。

FV/MV全球銷(xiāo)量增長(zhǎng)迅速，2016年為1000萬(wàn)臺(tái)，2018年為3000萬(wàn)臺(tái)，此后，預(yù)計(jì)FV/MV將依舊保持迅速增長(zhǎng)趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2019年銷(xiāo)量可達(dá)4000萬(wàn)臺(tái)，2021可達(dá)7500萬(wàn)臺(tái)，直逼RVC全球銷(xiāo)量。

據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，全球車(chē)載攝像頭出貨量預(yù)計(jì)會(huì)從2014年的2800萬(wàn)顆增加到2020年的8270萬(wàn)顆。如今多數(shù)國(guó)家都在制定相應(yīng)法規(guī)，強(qiáng)制新車(chē)使用一些特殊的ADAS技術(shù)，而車(chē)載攝像頭在汽車(chē)智能化中應(yīng)用廣泛，未來(lái)將會(huì)成為使用最多的汽車(chē)傳感器。

Tesla公布的搭載兩顆FSD芯片的自動(dòng)駕駛線(xiàn)路板中，圖中藍(lán)色區(qū)域?yàn)橛糜诖鎯?chǔ)操作系統(tǒng)的內(nèi)存顆粒。考慮到未來(lái)邁向更高層次的自動(dòng)駕駛技術(shù)，承載深度學(xué)習(xí)模型未來(lái)可不斷升級(jí)的內(nèi)存顆粒向大容量方向趨勢(shì)明顯。

處理器模塊兩旁綠色是各自 4 片，一共 8 片 LPDDR4 運(yùn)行內(nèi)存顆粒，F(xiàn)SD線(xiàn)路板內(nèi)建LPDDR4 RAM存儲(chǔ)器模塊以每秒4,266Gb速度運(yùn)行，峰值頻寬達(dá)68GB/s，使整合的影像信號(hào)處理器每秒可執(zhí)行高達(dá)10億級(jí)像素的操作。

特斯拉有望帶動(dòng)新能源汽車(chē)車(chē)內(nèi)電子組件應(yīng)用化趨勢(shì)，包括中控大屏（京東方A、TCL集團(tuán)），汽車(chē)精密金屬零組件、電池連接片模組（安潔科技），中控顯示模組（長(zhǎng)信科技），汽車(chē)LED大燈（三安光電）等。

特斯拉Model系列產(chǎn)品中控顯示屏平均達(dá)17寸，高于普通燃油車(chē)7-8寸的平均尺寸，約為市場(chǎng)平均應(yīng)用尺寸面積的4倍以上。汽車(chē)的電子化應(yīng)用趨勢(shì)將帶動(dòng)LCD車(chē)載屏的面積增長(zhǎng)需求。

其次，車(chē)載屏有較強(qiáng)的定制化特點(diǎn)，通常配備觸控功能，相較于普通LCD標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，營(yíng)收及利潤(rùn)彈性更高。目前車(chē)載屏應(yīng)用仍以a-Si LCD產(chǎn)品為主，預(yù)計(jì)占比90%，主要由于產(chǎn)品可靠性更高，產(chǎn)品迭代較慢。LTPS LCD占比約10%，LTPS在高集成度和高分辨率上有優(yōu)勢(shì)，新能源/互聯(lián)網(wǎng)車(chē)企對(duì)LTPS使用意愿更強(qiáng)。隨著LTPS行業(yè)產(chǎn)能逐步由手機(jī)市場(chǎng)向IT及車(chē)載市場(chǎng)的轉(zhuǎn)移，未來(lái)車(chē)載市場(chǎng)份額有望進(jìn)一步提升。

根據(jù)TCL華星統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年全球車(chē)載屏出貨量約1.7億片，按平均尺寸7寸計(jì)算，對(duì)應(yīng)6代線(xiàn)月產(chǎn)能需求約100K。而車(chē)載屏，平均尺寸及單車(chē)應(yīng)用數(shù)量的提升，將進(jìn)一步快速帶動(dòng)LCD產(chǎn)能需求。目前來(lái)看，在車(chē)載屏市場(chǎng)出貨最為領(lǐng)先的是日本公司JDI，其車(chē)載屏產(chǎn)品以?xún)x表為主，a-Si/LTPS LCD出貨量均居全球第一，其中LTPS市占份額約70%。

安潔科技2014年通過(guò)收購(gòu)新加坡適新集團(tuán)，進(jìn)入到了汽車(chē)電子金屬件市場(chǎng)，2016年成功開(kāi)發(fā)新能源汽車(chē)業(yè)務(wù)，并進(jìn)入特斯拉供應(yīng)鏈，目前在電池連接片模組已形成規(guī)模供貨。未來(lái)隨著特斯拉上海工廠零部件國(guó)產(chǎn)化率的提升，以及Model Y等新車(chē)型出貨，其營(yíng)收規(guī)模及供應(yīng)材料類(lèi)型有望進(jìn)一步提升。

長(zhǎng)信科技觸控顯示模組業(yè)務(wù)覆蓋全球優(yōu)質(zhì)客戶(hù)，目前已形成在汽車(chē)電子、消費(fèi)電子、可穿戴設(shè)備領(lǐng)域觸控模組的龍頭地位。新能源汽車(chē)領(lǐng)域，目前已提供Model X/S車(chē)型中控屏產(chǎn)品，同時(shí)Model3等車(chē)型中控產(chǎn)品正處于產(chǎn)品認(rèn)證過(guò)程中。

藍(lán)思科技與特斯拉合作已超過(guò)一年，是全球一級(jí)供應(yīng)商。目前產(chǎn)品包括中控產(chǎn)品組裝，包含玻璃、觸控、貼合器件，以及B柱模塊整體功能組件組裝。持續(xù)受益特斯拉出貨增長(zhǎng)，及新能源汽車(chē)整體應(yīng)用趨勢(shì)。

特斯拉作為新能源汽車(chē)旗艦品牌，全系標(biāo)配LED大燈，包括遠(yuǎn)光燈、近光燈等，有望帶動(dòng)LED燈具向新能源車(chē)型的持續(xù)滲透，利好國(guó)內(nèi)LED龍頭廠商三安光電。

汽車(chē)半導(dǎo)體389億市場(chǎng)規(guī)模，F(xiàn)PGA目前僅占2.4%，自動(dòng)駕駛發(fā)展將提高FPGA和ASIC價(jià)值占比。汽車(chē)主控芯片包括GPU、FPGA、ASIC等，F(xiàn)PGA目前在相機(jī)和傳感器中的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，未來(lái)在ADAS/AD系統(tǒng)、馬達(dá)控制、激光雷達(dá)、車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)和駕駛員信息系統(tǒng)均有較多應(yīng)用。根據(jù)Bloomberg數(shù)據(jù)，汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模2017年達(dá)到388.6億美元，其中FPGA為9.5億美元，占比僅2.44%，提升空間巨大。

上游晶圓代工將受益于下游產(chǎn)品需求提高，推薦中芯國(guó)際、華虹半導(dǎo)體。根據(jù)公司公告，中芯國(guó)際和華虹半導(dǎo)體2019年3季度汽車(chē)及工業(yè)市場(chǎng)收入占比分別為4.8%/25%，下游FPGA和ASIC若因?yàn)樾履茉窜?chē)?yán)?，將有助于代工廠業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)，建議關(guān)注。

汽車(chē)尤其是電動(dòng)汽車(chē)正逐漸從一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品演變成電子產(chǎn)品，其核心能力不再是發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤(pán)和動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，而是芯片和軟件。電動(dòng)汽車(chē)電子裝置含硅量不斷提升，利好產(chǎn)業(yè)支撐環(huán)節(jié)半導(dǎo)體設(shè)備。

5G+AIOT+汽車(chē)電子驅(qū)動(dòng)全球半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)入新一輪上行周期。中國(guó)大陸承接半導(dǎo)體制造產(chǎn)能重心，中國(guó)大陸設(shè)備市場(chǎng)的全球占比持續(xù)提升，2021年有望達(dá)到世界之首。2019年Q2起大陸自主晶圓廠進(jìn)入投產(chǎn)高峰期，未來(lái)三年半導(dǎo)體設(shè)備需求迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。根據(jù)2017年至今大陸自主晶圓廠開(kāi)工以及投產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)，測(cè)算未來(lái)19-22年半導(dǎo)體設(shè)備累計(jì)總投資在700億美元左右，同比2018年120億美元有很大增長(zhǎng)空間，晶圓廠本身擴(kuò)產(chǎn)有降本的采購(gòu)需求，有利于國(guó)產(chǎn)化率的提升，2018年國(guó)產(chǎn)化率不到15%，提升空間巨大。建議關(guān)注國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭：北方華創(chuàng)、中微公司等標(biāo)的。

（編輯：趙錦彬）