新能源汽车需要半导体芯片吗

【太平洋汽车网】新能源汽车需要半导体芯片，汽车芯片制造的技术要求并不高，相比手机芯片达到5nm这个精度，汽车芯片比较常用的却是28nm、45nm、65nm的12英寸晶圆体以及0.18um的晶圆体。

为什么我们买不到想要的车？为什么汽车行业普遍都在缺芯片？

制程要求不高，但良品率更为严苛对于大多数人来说，最常听到芯片的场景就是我们的数码产品，无论是购买手机时的“苹果A14”、“高通骁龙处理器”，亦或者是在购买电脑时候的英特尔、AMD等，我们似乎常常能听到这个词，甚至有不少发烧友能细数7nm、10nm制程工艺的不同之处，芯片离我们似乎并不遥远。

手机行业作为消费领域的高集成度行业，对于芯片的技术要求极高，5nm这个级别的制程全球也仅有几家晶圆厂可以制造，但汽车芯片可不同。

从汽车电子产业链上来看，晶圆厂制造不同规格的晶圆体（不同制程的8英寸、12英寸晶圆体）提供给零部件巨头们，接着零部件供应商生产出对应控制器或者处理器（常见的有MCU、CMOS图像传感器、各类ADAS辅助类芯片、传感器等），再交付给整车厂进行组装。

不过事实上，汽车芯片制造的技术要求并不高，相比手机芯片达到5nm这个精度，汽车芯片比较常用的却是28nm、45nm、65nm的12英寸晶圆体以及0.18um的晶圆体。

但是，汽车芯片和数码产品芯片最大的两个不同便是在于超高的良品率，以及因工作环境不同而更为严苛的产品可靠性。

汽车作为直接关系到驾乘人员人身安全的交通工具，在电子器件越来越多的情况下，汽车芯片的良品率要求极高——你试想一下，如果负责ACC自适应巡航的芯片以及传感器是残次品，在实际使用中发生故障很可能会直接造成人员伤亡，所以汽车厂家对于零部件的要求不仅有着严苛的检查筛选机制，还有在制造阶段就达到百万分之一这样的良品率。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

随着移动互联网和物联网的发展，数据存储需求猛增，对相关的数据存储公司形成中长期利好。

一、数据存储类别

按照存储介质的不同，现代数字存储主要分为光学存储、磁性存储和半导体存储三类。

2019年各类存储市场规模及占比

光学存储包括CD、DVD等常见形式。

磁性存储包含磁带、软盘、硬盘等。

半导体存储是存储领域应用最广、市场规模最大的存储器件。

半导体存储又可以分为易失性存储芯片和非易失性存储芯片。

易失性存储芯片在所在电路断电后，将无法保存数据，代表性产品有DRAM和SRAM。

非易失性存储芯片在所在电路断电后，仍保有数据，代表性产品为NAND Flash和NOR Flash。

1.DRAM简介

DRAM和Flash是目前市场上最为重要的存储器芯片。

DRAM是一种动态随机存取存储器，通常以一个电容和晶体管为一个单元排成二维矩阵。

由于晶体管电路会有漏电电流，导致电容上所存储的电荷数量并不足以正确地识别。因此DRAM需要周期性地充电，因此被称为"动态"存储器。

具有高容量、大带宽、低功耗、短延时、低成本等特征，主要应用于智能手机（43%）、服务器（30%）、PC（13%）等领域。

它是半导体行业最大的单一产品类别，2019年市场规模为620亿美元，在半导体存储市场占比56%。

2.闪存(Flash)简介

闪存(Flash)在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘。

Flash具有寿命长、体积小、功耗低、非易失性等特点和优势，主要用于代码存储和数据存储等，下游应用为消费电子、移动通信、网络通信、个人电脑、服务器等领域。

Flash主要有NAND和NOR两种，2019年二者市场规模分别为460亿和22亿美元，占比为42%和2%。

Flash器件在写入 *** 作前必须先执行擦除，NAND擦除 *** 作简便，因此NAND写入速度比NOR快很多。

尽管NOR Flash写入和擦除速度较慢，但读取速度较快。初期电脑、笔记本以及功能手机等主要需求在于系统底层程序读取，因此在功能手机时代，NOR Flash风靡一时。

3.各类存储芯片性能对比

对比DRAM和SRAM来看：SRAM单个存储单元所需晶体管数量较多、读写速度较快，但整体价格较贵且容量较小，因此只在要求比较苛刻的地方使用。

而DRAM容量较大、在价格上存在显著优势，应用领域广泛。

对比NAND和NOR来看：NOR的特点是可在芯片内执行，也即应用程序可直接在 FLASH之上运行，因而读取的效率很高，但仅在小容量时（1~16MB）具备较高的性价比。

NAND的特点是存储容量较大、改写速度优于NOR，广泛应用于手机、固态硬盘（SSD）等领域。

二、 汽车 存储芯片的市场空间

随着 汽车 电动化与智能化迅猛发展， 汽车 中配置的电子零组件占比越来越高。

根据麦肯锡统计数据，纯电动 汽车 的半导体成本为704美元，比传统 汽车 350美元高出近1倍。

据测算平均每辆车搭载半导体平均为1600个。

汽车 芯片市场规模从2016年的321亿美元增至2020年的450亿美元，复合增速为8.81%。

2016-2025年全球 汽车 芯片市场规模及预测

搜狐 汽车 预测，全球 汽车 芯片市场规模在2025年或达630亿美元，2016-2025年复合增速为7.78%。

Trendforce预计2021年每辆车的DRAM用量约为4GB，未来三年车载DRAM用量CAGR增速将超过30%。

1.自动驾驶对存储芯片的需求带动

自动驾驶系统的引入能够有效降低人为因素造成的交通事故，自动驾驶系统有望成为未来 汽车 的标配。

自动驾驶系统各阶段示意图

无人驾驶 汽车 将配备大量的传感系统，需要存储数据为自动驾驶 汽车 提供基础数据作为参数，催生对大容量存储需求提升。

L2/L3级的自动驾驶 汽车 对DRAM和NAND FLASH的平均容量需求约为8GB和25GB左右。

而未来L4/L5级的全自动驾驶 汽车 则对DRAM和NAND FLASH的平均容量需求约为30GB和200GB左右,需求分别提升3倍和7倍。

根据ifineon数据统计，从L2级向L4/L5级升级时，其单车半导体成本将从160美元左右大幅提升至970美元，即提升5倍。

2.电动化对存储芯片的需求带动

而除了 汽车 智能化以外，电动化的发展趋势也会对车载存储芯片性能有着更高的要求。

电动 汽车 的核心部件BMS（电池管理系统）需要实时记录和存储数据，包括 汽车 电池电流、电压、温度、电机转速等。并且这些数据需要以极高的频率进行实时且连续地擦写。

因而当电动车的续航能力、充电速度等不断提升时，对存储芯片的循环寿命、擦写速度以及功耗等亦存在较大的升级需求。

未来车载存储市场有望迎来量价齐升的高速增长阶段。根据IHS数据统计，2019年，车载存储芯片全球市场规模已达到33.6亿美元，占 汽车 半导体行业规模比例约为8%左右。

预计车载存储2021-2025年CAGR将超过17%

预计2025年该占比将提升至12%，2021-2025年CAGR将超过17%，成为未来 汽车 半导体行业中增速最快的品类之一。

存储芯片将成为 汽车 半导体中增长最快品类之一

三、海外企业主导 汽车 存储芯片市场

汽车 存储芯片产品在具备较高的运算性能的同时更注重产品品质和可靠性。存储使用寿命要求达到5-10年，能容忍的温差在100 以上，还要具有防震、抗摔等特性。

汽车 电子行业内认证程序较为复杂，一般一款芯片需要至少1.5年的认证周期后，方可进入整车厂供应链。

高企的壁垒也使得 汽车 半导体行业整体具备较高的市场集中度。根据ICVTank数据统计，2019年全球 汽车 半导体行业CR8已达到63%。

2019年全球 汽车 芯片企业市场份额

外资厂商目前占据完全主导地位。头部厂商为恩智浦、英飞凌、瑞萨电子、意法半导体、德州仪器、博世、安森美、微芯 科技 等。

我国企业在设计、生产等环节技术实力与海外大厂有差距，国内厂商在 汽车 芯片领域的市场份额较低。

存储芯片总体呈垄断趋势，市场集中度高。韩国三星（38%）、海力士（21%）和美国美光 科技 （17%）三大厂商共占全球存储芯片市场份额的76%。

其中，DRAM CR3超95%，NAND Flash CR3为68.8%。NOR Flash CR3达69.5%。

具体到 汽车 存储领域，主要玩家是三星、海力士、美光、微芯等海外企业，我国企业参与的公司较少，份额也较低，但随着国产替代的浪潮到来以及技术的提升，未来，我国 汽车 存储芯片厂商市占率有望快速提升。

1汽车芯片

车规级芯片

车规级芯片，汽车元件。车规级是适用于汽车电子元件的规格标准。 2 半导体芯片：在半导体片材上进行浸蚀，布线，制成的能实现某种功能的半导体器件。不只是硅芯片，常见的还包括砷化镓（砷化镓有毒，所以一些劣质电路板不要好奇分解它），锗等半导体材料。半导体也像汽车有潮流。二十世纪七十年代，因特尔等美国企业在动态随机存取内存(D-RAM)市场占上风。但由于大型计算机的出现，需要高性能D-RAM的二十世纪八十年代，日本企业名列前茅。3汽车芯片是半导体芯片中的一个系列。

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