国金证券-半导体行业深度研究:自驾电动车带动的十倍半导体增值-210309
2021-03-09 15:21:08  郑弼禹,樊志远,罗露
研报摘要

  投资建议
  行业策略:自驾电动车应是未来15年最大的科技变革,从人驾到类似智能服务器装四轮驱动的自驾,这对激光雷达,摄像头,毫米波雷达, C-V2X等感知层芯片, GPU/CPU/FPGA/AI加速器等决策层芯片,及高速以太网络执行层芯片需求暴增;而油到电动车则对高功率牵引逆变器碳化硅SiC的需求爆发,在电动车渗透率于2035年达50%,L3-L5自驾渗透率超过30%的假设下,国金估计全球车用半导体市场于2020-2035年复合增长率有机会超过20%,远高于全球半导体的5-6%,份额从2020年的5%到2035年的30%,每车半导体价值增10倍,从2020年的268到2035年的2,758美元,新兴受惠公司将不限于之前的车用半导体龙头。
  全球推荐组合:国内除了三安,斯达,闻泰/安世,地平线,韦尔/豪威的积极参与外,我们主要推荐Lumentum (VCSEL激光雷达芯片),英伟达(AIGPU),赛灵思Xilinx (AIFPGA),美满Marvell(高速车用以太网络),科锐Cree (逆变器碳化硅SiC衬底)为自驾电动车15年大趋势的最大赢家。
  行业观点
  自驾车驱动AI,激光雷达,以太网络芯片需求:1)谷歌的Waymo One及百度的Apollo Go多采用2-4颗英伟达GPU及赛灵思FPGA解决AI问题,但整体L4-L5自驾架构成本超过10万美元,推广到自用车不易;2)Tesla低成本视觉/AI芯片系统将成为L3/L4自驾自用车赢家;3)国金预估2021-2030全球激光雷达前装量产市场CAGR近90%,看好Lumentum及AMS的VCSEL低价优势将取代部分目前主流铟镓砷EEL激光器市场,并消耗庞大砷化镓代工及外延片产能;4) MarketsandMarkets之前预测全球车用乙太网路市场有20.9%的复合增长率。就以L4-L5自驾系统来看,每台至少需要10个以上以太网络交换器芯片及实体层收发器PHY-Transceiver,PHY-Transceiver是模拟电路,芯片面积大及良率低,所以成本及进入门槛较高。而博通和美满电子全球份额就超过50%。
  电动车驱动第三代半导体碳化硅需求:虽然大部分电动车还是以IGBT来做高功率逆变器(DC-ACTraction Inverter)及车载充电系统,但SiC碳化硅具有降耗能,动力系统模组缩小5倍,物料成本低,缩短充电时间,高温下的稳定晶体结构,及4年后的整体方案成本等优势,预期全球碳化硅市场将迎来15年34%的复合增长率,到2035年达到约500亿美元,2020年车载碳化硅领域市占80%的龙头科锐Cree受惠最大。
  摄像头,毫米波雷达,蜂窝车联网C-V2X,氮化镓GaN芯片有贡献但比重偏低:1)全球车用摄像头芯片将从2020年的1.3亿颗,增长超过4倍到2035年超过5.7亿颗,10%复合增长率,但与智能手机30亿颗以上的摄像头相比,2035年整体占比不超过10个点,对龙头On Semi及韦尔/豪威贡献有限;2)毫米波雷达及芯片分食者众,看不出赢家;3)C-V2X蜂窝车联网的赢家是砷化镓产业链,但比起智能手机动辄45亿颗射频功率放大器模组的市场而言,C-V2X芯片对产业链营收在2035年贡献不超过15个点; 4) GaN氮化镓器件不管在成熟度,品质,可信度,可扩展性,高功率密度,生产良率都还没有比IGBT/MOSFET有很明显的优势,而且在高压高功率器件如车载充电系统Onboard Charger(OBC),800V高功率的电源转换系统(车载DC-DC转换器),牵引逆变器(Inverter)又要跟SiC碳化硅来竞争。
  风险提示
  电池及碳化硅,自驾系统如人工智能芯片及软件,激光雷达,毫米波雷达,蜂窝车联网芯片成本下降不如预期,全球自驾电动车政府奖励补助减少,渠道库存增加而减少需求;全球车用半导体制造及晶圆代工产能不足。
  
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