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国融证券《电动车智能化随风起，汽车MCU芯片超预期》
汽车电子控制单元核心部件，车载 MCU 芯片供给紧张持续超预期 MCU 芯片是汽车电子控制单元核心运算部件 MCU 为芯片级计算机，是汽车电子控制单元核心运算部件。ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等，是汽车的专用微机控制器。其中，车载 MCU 芯片是汽车电子控制单元（ECU）的核心部件，是汽车 ECU 的运算大脑。 MCU（Microcontroller Unit）即微控制器，又称微控制单元或单片机，它是一类轻量化的计算芯片，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。因其高性能、低功耗、可编程、灵活性，通过将其应用在不同产品里，从而实现对产品的运算和控制，所以在消费电子、医疗电子、工业控制、汽车电子和通信等领域具有广泛应用。在汽车应用领域，车规MCU 芯片主要负责各种信息的运算处理，用于车身控制、驾驶控制、发动机控制、信息娱乐、自动驾驶和辅助驾驶等领域，具有提高车辆的动力性、安全性和经济性等作用。
汽车是 MCU 芯片下游最大的应用市场，而国内 MCU 芯片市场下游应用略有不同，主要以消费电子为主。从 MCU 芯片市场下游应用占比来看，国内和海外MCU 芯片市场下游应用占比略有差异。全球来看，汽车电子是 MCU 芯片产品应用占比最高的领域，市场占比高达 35%。其次是工业和消费电子领域，市场占比分别为 24%、18%。对比来看，由于国内经济和产品结构与海外略有不同，从而导致国内 MCU 芯片市场下游以消费电子为主，在国内 MCU 芯片市场中占比达到 26%，而汽车电子和工业控制领域占比则相对较低，在国内 MCU 芯片市场中占比分别为 16%/11%。
汽车 MCU 芯片包括 8/16/32 三种，其中 32 位 MCU 芯片单价最高，占比提高将带动行业整体 ASP 提升。汽车用 MCU 主要包含 8 位、16 位和 32 位三种。其中，8 位 MCU 芯片架构简单，更容易设计，物理尺寸、功耗和成本方面相比更低，一般单价小于 1 美元，相对比较便宜，主要应用于车体的各个子系统，包括风扇控制、空调控制、车窗升降、低阶仪表板、集线盒、座椅控制、门控模块等控制功能。16 位 MCU 芯片价格和性能均介于 8 位和 32 位 MCU 芯片之间，单价一般在 1-5 美元之间，主要用于中端的底盘和低端发动机控制，如制动、转向、悬架、剎车等。32 位 MCU 芯片性能优异、功耗也更低，但价格相对较高，单价一般在 5-10 美元，部分高端产品可达 10 美元以上，所以主要用于高端的发动机和车身控制领域，如高端仪表盘、高端发动机、多媒体信息系统、安全系统等。
从不同位数 MCU 规模占比来看，目前，全球 MCU 芯片产品以 32 位为主，销售额占比已经从 2010 年的 38.11%提升至 2015 年的 53.68%，进而达到 2021年的 65.83%，未来随着汽车智能化和电动化发展，汽车电子电控功能将日趋复杂，叠加电子电气架构集中化的趋势，车载 MCU 中 32 位占比有望进一步提高，从而带动行业整体 ASP 提升。
汽车 MCU 芯片供需错配，行业紧缺持续超预期 部分汽车 MCU 芯片产品交期部分已达 40-50 周，紧缺程度持续超预期。汽车 MCU 芯片本轮短缺开始于 2020 年，已造成海内外大量整车厂减产，包括大众、通用、福特、本田、丰田等一线厂商均出现了不同程度的减产甚至停产。 根据 AFS 统计，2021 年，由于芯片短缺，全球汽车市场累计减产量约为 1020万辆。其中，亚洲车厂受到的影响最大，中国减产近两百万辆，亚洲其他地区减产也达 174 万辆。目前来看，虽然全球汽车 MCU 芯片短缺自 2021Q3 开始有所缓解，但当前市场供给仍旧十分紧张，且供给紧张的程度持续超出市场预期。 目前，全球主要 MCU 厂商产品交期居高不下，甚至出现交期继续延长的情况，部分厂商 32 位 MCU 产品交期已经达到了 50 周以上甚至无货，较 2019 年交期普遍延长 2-3 倍时间。
车规 MCU 芯片认证壁垒高，国产厂商已实现量产突破 国产厂商从低端车规 MCU 芯片切入，部分领域已实现国产替代。由于国产厂商起步较晚，与海外巨头技术尚有一定差距，目前主要从与安全性能相关性较低的低端车规 MCU 芯片领域切入，产品主要应用在汽车雨刷、车灯、车窗、遥控器、环境光控制、动态流水灯等车身控制模块，且已经实现了量产突破。如国内车载娱乐 IVI 芯片龙头四维图新，2017 年通过收购全资子公司杰发科技进入汽车芯片领域，截至 2020 年底，公司座舱 IVI SoC 芯片已装配上百种车型，累计出货量超 2 亿颗，新一代智能座舱芯 AC8015 也已实现批量量产出货，合作客户包括上汽、广汽、长安、奇瑞、北汽、郑州日产等车厂，截至 2021年，累计出货突破 200K，预计 2022 年底出货量将超百万颗。同时，公司车规级 MCU 芯片打破国外厂商多年垄断，第二代车规级 MCU 芯片开始批量量产出货，新一代具备 ISO26262 功能安全的车规级 MCU 芯片也已进入研发阶段，预计 2022年将导入客户产品开发，为国内为数不多的能够实现大规模量产出货的专业汽车芯片供应商。
在中高端车规 MCU 芯片领域，电子助力转向系统、电子车身稳定系统、防抱死刹车系统、安全气囊系统、新能源车载逆变器、电池管理系统等为主要应用场景，目前国产厂商技术实力尚比较薄弱，但部分厂商也逐渐实现了技术突破，具备国产替代的能力。2021 年 12 月，芯海科技发布公告拟募资 2.9 亿元，用于车规级 MCU 芯片开发，预计未来销售量可达 2 亿颗以上，实现动力域、底盘域、车身域、信息娱乐系统、智能座舱的全面覆盖。此外，国芯科技的CCFC2003PT、CCFC2006PT 系列芯片也已实现发动机控制，而芯旺微在车联网、雷达控制芯片也有一定实力，未来有望逐步实现国产替代。
少量国产厂商在三大车规认证方面已实现突破。目前，国内能够实现批量出货的上市公司包括杰发科技（四维图新子公司）、比亚迪半导体（拟上市）、国芯科技等，而芯海科技、北京君正也能够实现少量出货。此外，从技术认证情况来看，国内大多量产公司均能够通过 AEC-Q100 的认证，但主要集中在Garde1/3。其中，国芯科技用于发动机的 MCU 仅通过 Grade1，国内能够通过ISO26262 认证的国产厂商聊聊无几，且通过的厂商大多集中 ASIL-B 等级。目前，比亚迪为中国最大的车规级 MCU 芯片厂商，截至 2021 年 5 月，比亚迪半导体车规级 MCU 装车量已超 1000 万颗，且已具有 ASIL-B 等级等级认证。在未上市企业中，琪埔维是国内唯一一家实现 ASIL-B 和 ASIL-C 级量产车规级 32位 MCU 芯片的汽车半导体厂商，而 ASIL-D 还没有厂商通过。此外，芯旺微具备 ASIL-D 等级的应用于汽车发动机的多核产品已经启动研发，未来有望实现国产 0 到 1 的突破。
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