芯片短缺对汽车行业影 响几何

1、 HYPERLINK l _TOC_250011 规模不断增长的汽车芯片行业 4 HYPERLINK l _TOC_250010 车规级 MCU 规模稳步增长，单车用量不断增加 5 HYPERLINK l _TOC_250009 汽车智能化快速发展，AI 芯片高速增长 7 HYPERLINK l _TOC_250008 新能源车占比不断提升，功率类芯片迎来爆发式增长 9 HYPERLINK l _TOC_250007 智能化浪潮下，传感器类芯片用量高速增长 11 HYPERLINK l _TOC_250006 存储器：存储容量不断扩大，行业空间有望打开 12 HYPERLINK l _TOC_

2、250005 短期供需失衡带来汽车缺芯 12 HYPERLINK l _TOC_250004 需求端原因：2020Q4 汽车销量超预期反弹，物联网等众多赛道需求齐爆发相互竞争产能 13 HYPERLINK l _TOC_250003 供给端原因：代工 MCU 将鸡蛋放到一个篮子里，代工厂缺乏动力扩建相关产能 14 HYPERLINK l _TOC_250002 提价+产能倾斜下，预计 2021 年 Q3 缺芯问题好转 18 HYPERLINK l _TOC_250001 投资建议 19 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示 20图表目录图 1：2019-2026 年全球汽车

3、半导体市场规模预计从 380 亿增长至 676亿以上（亿美元） 4图 2：2019-2025 年全球车规级 MCU 市场规模预计从 65 亿增长至 88（亿美元） 6图 3：2020 年全球车规级MCU 竞争格局 7图 4：2019-2026 年全球车规级 AI 芯片市场规模预计从 10 亿增长至120 亿（亿美元） 8图 5：功率半导体工作示意图 9图 6：2019 年全球车规级MOSFET 市场规模 10图 7：2018 年全球 IGBT 模块市场份额 11图 8：2018 年全球 IGBT 分立器件市场份额 11图 9：2019 年中国车规级IGBT 市场份额 11图 10：全球主要国家

4、乘用车销量于 2020Q4 回暖 13图 11：中国乘用车销量于 2020Q4 大幅回暖 13图 12：全球物联网芯片市场规模（亿美元） 14图 13：各厂商能生产的制程 16图 14：台积电 2018 年营收的行业分布 16图 15： 台积电 2019 年营收的行业分布 16图 16：全球芯片 12 月产能预测（百万晶圆） 17图 17：各制程芯片份额预测 17图 18：台积电 2018 年营收制程分布 17图 19：台积电 2019 年营收制程分布 17表 1：2020 年单车半导体价值 4表 2：不同位数的车规级MCU 应用场景 5表 3：同一台车的 MCU 往往来自于不同的供应商 5表

5、 4：全球车规级 MCU TOP7 6表 5：中国实现量产车规级 MCU 的主要企业 7表 6：车规级AI 芯片搭载情况 7表 7：全球 AI 芯片产品情况梳理（已或近期量产投放市场） 8表 8：主要 IGBT 玩家产品情况 10表 9：车辆感知传感器分类（按功能） 11表 10：环境感知传感器分类（按传感器类别） 12表 11：存储器分类 12表 12：2025 年 L4 无人驾驶汽车数据存储需求 12表 13：各类芯片制程汇总 14表 14：全球主要 MCU 供应商的 MCU 生产情况 14表 15：汽车芯片的晶圆尺寸、制程和对台积电的依赖程度 15表 16：台积电制程演进历史 15表 1

6、7：2020 年下半年以来芯片厂商停产情况梳理 17表 18：受缺芯影响停产的车企 18表 19：2020 年 12 月全球晶圆月产能TOP5 19表 20：2020 年全球前十晶圆代工厂排名 19表 21：欧美纷纷宣布加强在半导体产业的投资 19表 22：重点公司盈利与估值表 20燃油车48V/MHEVPHEV/BEV燃油车的车身、底盘、座舱娱乐（美元）396396396发动机（美元）613838xEV 新增的MCU（美元）01723功率半导体（美元）090330 xEV 新增的传感器（美元）0714xEV 新增的光电器件、小信号器件和存储器（美元）03232合计（美元）4575728341

7、.规模不断增长的汽车芯片行业规模不断增长的汽车芯片行业，被国际巨头所垄断，对台积电依赖有差异。汽车芯片可分为控制类（MCU 和 AI 芯片）、功率类、传感器和其他，从燃油车到 BEV，单车半导体价值量将从 457 美元提升至 834 美元，市场基本被国际巨头所垄断。MCU 的制程普遍在 40nm 以下，不同 MCU 来自不同供应商，通常为代工模式，台积电占所有汽车 MCU 约 70%的市场份额；功率类制程在 90nm 以上，生产模式以 IDM 为主（厂商自己设计和生产），在部分产品逐步开始国产替代。按功能分，一般将汽车芯片分为控制类（MCU 和 AI 芯片）、功率类、传感器和其他（如存储器）。

8、在市场规模上，全球汽车芯片市场规模预计将从 2020 年的 380 亿美元以上增长至 2026 年的 676 亿美元，CAGR+10.07%。图 1：2019-2026 年全球汽车半导体市场规模预计从 380 亿增长至 676 亿以上（亿美元）800700600500400300200100020202026汽车半导体市场规模（亿美元）数据来源：IHS Markit，国泰君安证券研究汽车电气化和智能化将带来汽车芯片用量的大幅提升。按英飞凌的数据，从燃油车到 BEV，单车半导体价值量将从 457 美元提升至 834 美元，而其中功率半导体的单车价值量从无到有至 330 美元。表 1：2020 年

9、单车半导体价值数据来源：英飞凌 2020Q4 investor presentation，国泰君安证券研究车规级 MCU 规模稳步增长，单车用量不断增加控制类芯片包括 MCU 和随着智能化兴起的 AI 芯片。 MCU（Microcontroller Unit），一般称作微控制单元，俗称单片机，是把 CPU、内存（RAM+ROM）、多种 I/O 接口等整合到单一芯片上形成的芯片级计算机。一般按照CPU 一次处理数据的位数分为 8、16 和 32 位 MCU。表 2：不同位数的车规级MCU 应用场景8 位 MCU提供低端控制功能：风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、车窗升降、低端仪表板、集线盒、座椅控

10、制、门控模块等。16 位 MCU提供中端控制功能：用于动力系统，如引擎控制、齿轮与离合器控制和电子式涡轮系统等；用于底盘，如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制和电子泵、电子刹车等。32 位 MCU提供高端控制功能：在实现 L1 和 L2 的自动驾驶功能中扮演重要角色。数据来源：MCU 中文技术社区，国泰君安证券研究在具体应用上，往往越豪华的车使用的 MCU 越多，同一台车的 MCU 往往来自于不同的供应商，这取决于一级零部件供应商的采购：奥迪 Q7 有 38 个 MCU 分别来自于 7 个供应商，本田雅阁有 20 个 MCU 分别来自于车型功能MCU 供应商数量奥迪Q7（中大型 SUV）

11、ADAS恩智浦3微芯2瑞萨电子1动力系统英飞凌2底盘瑞萨电子4恩智浦4微芯2德州仪器1英飞凌1车身瑞萨电子8微芯1恩智浦1座舱娱乐瑞萨电子4微芯1松下1德州仪器1东芝1本田雅阁（中型车）ADAS英飞凌1动力系统瑞萨电子2英飞凌1底盘瑞萨电子2意法半导体18 个供应商。 表 3：同一台车的 MCU 往往来自于不同的供应商公司中文成立时间（年）国家主营产品Renesas瑞萨电子2003日本32 位 MCUNXP恩智浦2006荷兰8、16、32 位 MCUInfineon英飞凌1999荷兰8、16、32 位 MCUCypress赛普拉斯1982美国（2019 年被英飞凌收购）8、16、32 位 MC

12、UTI德州仪器1947美国8、32 位 MCUMicrochip微芯1989美国8、32 位 MCUSTMicroelectronics意法半导体1988瑞士32 位 MCU车身瑞萨电子3松下1Cypress1座舱娱乐瑞萨电子4微芯2意法半导体1德州仪器1数据来源：IHS Markit，国泰君安证券研究在市场规模上，全球车规级 MCU 市场规模预计将从 2020 年的 65 亿美元增长至 2025 年的 88 亿美元，CAGR+6%，与汽车芯片行业的整体增速接近图 2：2019-2025 年全球车规级 MCU 市场规模预计从 65 亿增长至 88（亿美元）1009080706050403020

13、10020202025车规级MCU市场规模（亿美元）数据来源：IC Insights，国泰君安证券研究在竞争格局上，车规级 MCU 竞争格局分散，但国产渗透率极低，欧美日传统厂商占据绝大部分市场份额。根据 IHS Markit 的数据，2020 年全球车规级 MCU 市场 CR7 市占率达到 98%。由于车规级 MCU 研发周期长，认证要求远高于消费和工业级 MCU，中国仅几家企业能够实现中低端品类的量产，国产渗透率很低。表 4：全球车规级 MCU TOP7车型搭载的 AI 芯片个数芯片之间的关系Model S/X/Y/3FSD2互为冗余数据来源：各公司官网，国泰君安证券研究图 3：2020

14、年全球车规级MCU 竞争格局恩智浦 瑞萨电子 英飞凌 赛普拉斯 微芯 德州仪器 意法半导体 其他数据来源：IHS Markit，国泰君安证券研究表 5：中国实现量产车规级 MCU 的主要企业名称简介上海芯旺微电子国内车规级 MCU 龙头，专注基于自主 IPKungFu 内核研发高可靠、高品质 8 位 MCU、32 位MCU&DSP 的高新技术企业。截至 2020H1，已经推出接近 30 款车规级 MCU，涵盖 8 位和 32 位，产品应用覆盖车身控制、汽车电源与电机、汽车照明、仪表辅助与车联网、雷达等汽车前装应用场景。杰发科技四维图新子公司，2018 年 12 月推出了首颗车规级车身控制 MC

15、U 芯片AC781x 系列（32 位MCU）。赛腾微电子2019 年 7 月宣布针对汽车LED 尾灯流水转向灯而量身定制的主控 MCU 芯片 ASM87F0812T16CIT 已通过国内知名汽车厂家一系列上车测试认证，出货量超百万颗。比亚迪2018 年推出第一代 8 位车规级 MCU 芯片，适用于车身控制等领域2019 年推出第一代 32 位车规级 MCU 芯片，批量装载在比亚迪全系列车型上比亚迪半导体的车规级 MCU 装车量已超过 500 万颗，搭载了超 50 万辆车数据来源：各公司官网，国泰君安证券研究汽车智能化快速发展，AI 芯片高速增长汽车智能化对算力提出了巨大的需求，车规级 AI 芯

16、片将作为未来智能化汽车的“大脑”。不同于以 CPU 运算为主的 MCU，AI 芯片一般是集成了CPU、图像处理 GPU、音频处理 DSP、深度学习加速单元 NPU+内存+各种 I/O 接口的SOC 芯片。在具体应用上，当前 AI 芯片主要搭载于高端纯电乘用车，以新势力和部分传统车企中高端纯电车型为主，用于自动驾驶模块。表 6：车规级 AI 芯片搭载情况蔚来ES8/ES6/EC6Eye Q4-蔚来ET7Drive AGX Orin42 颗为主芯片，1 颗安全备份，1 颗群体智能与个性训练小鹏P7Drive Xavier-理想OneEye Q4-智己轿车Drive AGX Orin4-领克Eye

17、Q5H2-ID.4Eye Q4-埃安 VEye Q4-数据来源：各公司官网，国泰君安证券研究在市场规模上，根据 Global Market Insights 测算，全球车规级 AI 芯片市场规模将从 2019 年的 10 亿美元增长至 2026 年的 120 亿美元，CAGR+35%。图 4：2019-2026 年全球车规级 AI 芯片市场规模预计从 10 亿增长至 120亿（亿美元）14012010080604020020192026车规级AI芯片市场规模（亿美元）数据来源：Global Market Insights，国泰君安证券研究在竞争格局上，目前第一梯队来自于头部消费芯片厂商和新势力

18、的跨界，包括英伟达、Mobileye（被英特尔收购）和特斯拉，第二梯队是一些中 国厂商，包括地平线、寒武纪和华为等，大部分传统汽车芯片厂商相对 落后，中国厂商有望在车规级AI 芯片实现弯道超车。厂商产品名称算力（TOPS）功率（W）单位功耗（TOPS/W）制程（nm）特斯拉FSD7272114MobileyeEye Q42.530.8328Eye Q51252.47英伟达Drive Xavier3030112Drive AGX Orin200752.677华为Ascend 310168212地平线征程 2422-征程 352.5216表 7：全球 AI 芯片产品情况梳理（已或近期量产投放市场）

19、数据来源：各公司官网，国泰君安证券研究新能源车占比不断提升，功率类芯片迎来爆发式增长功率半导体器件是进行电力转换和控制的半导体器件，典型应用场景包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等。其已应用于所有电子产品上，生命周期长，对制程要求低。在发展路线上，从材料看，功率半导体的衬底材料正从 Si 转向使用宽禁带材料 SiC/GaN（在高压下表现更好）；从晶体管结构看，IGBT 和 MOSFET 两种结构成为主流。在近五年，Si IGBT 和 SiC/GaN MOSFET最具前景（SiC/GaN IGBT 成本太高，短期不具备太大的应用价值）。图 5：功率半导体工作示意图资料来源：国泰君安证券研究

20、在具体应用上，燃油车一般使用低压 MOSFET，衬底材料为 Si，应用场景包括：直流电机、电磁阀、LED 等负载的驱动，这是主要应用场景，未来仍有望持续增长（在燃油车这块），动力来自于直流电机数量持续增加（机械泵被电子泵代替，智能化带来电控数量增加），直流无刷电机 BLDC 代替有刷电机，MOSFET 代替继电器电源防反接、防过流等电路保护电源模块中 Buck、Boost、Cuk 等电压转换。这是因为燃油车的电源来自于 12V/24V 蓄电池，但是电器负载的工作电压范围广泛，需要进行电压转换。与燃油车相比，BEV 的动力系统由发动机、变速器等机械零部件转变为电池、电机、逆变器、DCDC、OBC

21、 等电气零部件，功率器件的性能要求更高，IGBT 和高压 MOSFET 占据主流，新增需求来自于主逆变器中的 IGBT 模块或分立器件，车载 OBC、DC/DC 中的高压 MOSFET，辅助电器中的 IGBT 分立器件。英飞凌比亚迪斯达半导最新 IGBT 系列IGBT7IGBT4（相当于国际IGBT5）IGBT2（相当于国际IGBT6）晶圆生产线尺寸（英寸）8、126、86、8制造模式目前 IDM，未来可能部分 Fabless（代工）IDMFabless（代工）电压等级（V）600、650、750、950、1200、1700、3300、4500、6500600、650、1200600、650、

22、1200、1700、3300MOSFET 方面：在市场规模上，根据 Verified Market Research，全球车规级 MOSFET 市场规模将从 2019 年的 10.71 亿美元增长至 2027 年的17.04 亿美元，CAGR +6%。图 6：2019 年全球车规级 MOSFET 市场规模18161412108642020192027数据来源：Verified Market Research，国泰君安证券研究在竞争格局上，英飞凌是龙头，外资占据绝大多数市场份额，中国厂商以生产低压 MOSFET 进行国产替代，但主要局限于工业和消费类，在车规级 MOSFET 上几乎没有份额。IG

23、BT 方面：在市场规模上，根据 IHS Markit，2018 年全球 IGBT 市场规模 62 亿美元，其中模块、分立器件及 IPM 分别占比 52%、21%和 27%，其中汽车行业在模块和分立器的用量约为 25%，合计约 11 亿美元，IPM在汽车行业的应用仍在探索中。在竞争格局上，IGBT 近年来格局稳定，英飞凌是龙头，外资占据绝大多数市场份额，但是在车规级 IGBT 方面，我们看到比亚迪、斯达半导和中国中车近年来逐步实现国产替代，2019 年在中国车规级 IGBT 中，比亚迪、斯达半导和中国中车分别占据 20.0%、16.6%和 1.1%，不过在制造工艺等方面仍落后于国际巨头。表 8：

24、主要 IGBT 玩家产品情况应用领域汽车、工业、消费电子等80%-90%用于汽车汽车、工业注：6 英寸=150mm，8 英寸=200mm，12 英寸=300mm ；IDM 指厂商自己设计和生产芯片数据来源：相关公司官网，国泰君安证券研究图 7：2018 年全球 IGBT 模块市场份额图 8：2018 年全球 IGBT 分立器件市场份额英飞凌三菱富士通西门康Vincotech日立丹佛斯斯达半导 东芝安森美英飞凌三菱富士通西门康意法半导体三菱瑞萨电子麦格纳芯片 东芝微芯数据来源：IHS Markit，国泰君安证券研究数据来源：IHS Markit，国泰君安证券研究图 9：2019 年中国车规级 I

25、GBT 市场份额英飞凌比亚迪斯达半导 瑞萨电子 日本电装富士通三菱中国中车 其他数据来源：ResearchInChina，相关公司公告，国泰君安证券研究智能化浪潮下，传感器类芯片用量高速增长汽车传感器分为车辆感知和环境感知两大类，对应的芯片也可以据此分为两类。动力、底盘、车身及电子电气系统中的传感器属于车辆感知范畴，智能汽车中引入的车载摄像头、超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达属于环境感知范畴。传感器类别工作原理速度/位置传感器霍尔效应、AMR/GMR/TMR 等磁电阻效应原理低/中压压力传感器硅压阻式/硅电容式高压传感器陶瓷电容式加速度传感器惯性原理表 9：车辆感知传感器分类（按功能）角速度传

26、感器磁力计温度传感器氧传感器、气体传感器Coriolis 力原理霍尔效应、AMR/GMR/TMR 等磁电阻效应原理热敏电阻式/热电偶式化学类原理数据来源：半导体行业观察，国泰君安证券研究表 10：环境感知传感器分类（按传感器类别）传感器类别芯片车载摄像头CMOS超声波雷达主芯片（MCU）+传感器芯片+电源管理芯片+转换传输芯片毫米波雷达主芯片（DSP）+传感器芯片+电源管理芯片+转换传输芯片激光雷达主芯片（FPGA）+传感器芯片+电源管理芯片+转换传输芯片数据来源：头豹研究院，国泰君安证券研究存储器：存储容量不断扩大，行业空间有望打开存储器分为闪存和内存，闪存分为 NAND Flash 和 N

27、OR Flash，内存分为 DRAM 和 SRAM。汽车上产生数据的主要包括 ADAS（自动驾驶）和信息娱乐系统两个板块，智能化带来的海量数据将增加汽车存储器的需求，根据 Counterpoint Research 估计，未来十年，单车存储容量将达到 2TB-11TB。表 11：存储器分类Flash 闪存NAND Flash断电不丢失数据；读写速度比NOR 慢，擦除、写入速度比 NOR 快，容量比 NOR 大NOR Flash断电不丢失数据；读写速度比NOR 快，擦除、写入速度比 NOR 慢，容量比 NOR 小RAM 内存DRAM 动态内存断电丢失数据；读写速度比 SRAM 慢一点，造价比 S

28、RAM 便宜很多SRAM 静态内存断电丢失数据；读写速度最快，造价高昂ROM 属于 Flash 的前身，EEPROM 能够以字节为单位擦除，而 Flash 只能以块为单位擦除数据来源：维基百科，国泰君安证券研究表 12：2025 年 L4 无人驾驶汽车数据存储需求板块数据量估计传感器数据1-5TBAV 平台、信息娱乐、操作系统和应用200-270GB黑盒6-30GB离线地图、导航3-6GB其他2-5GB数据来源： Counterpoint Research未来十年无人驾驶汽车的 存储容量要求将突破 2TB，国泰君安证券研究短期供需失衡带来汽车缺芯短期供需失衡带来汽车芯片的短缺现象，MCU 类产

29、品受影响较大。需求端，2020 年一季度疫情发生后，整车巨头下调了芯片的采购量，而 2020年四三季度开始全球汽车销量超预期带来了芯片需求端的超预期；供给端汽车芯片以成熟制程为主，成熟制程本身供给弹性小，汽车需求在芯片中占比较低，议价能力偏弱，在其他行业需求旺盛时芯片供应商较难快速把产能像汽车芯片切换，叠加日本、美国等部分产能遭受自然事件影响，供给上较难快速提升产量。而 MCU 类通用性偏弱，同时主要以台积电代工生产的模式为主，受影响相对较大。主要缺MCU 的原因在于：相比于 AI 芯片，车规级 MCU 是用成熟制程，而目前成熟制程的需求正旺，相互竞争产能；相比于功率类和传感器类等，车规级 M

30、CU 种类繁多，规模效应不好。需求端原因：2020Q4 汽车销量超预期反弹，物联网等众多赛道需求齐爆发相互竞争产能汽车芯片类产品采购周期一般在半年到一年，2020 年上半年由于疫情原因，很多主机厂下调了产量，同时也下调了芯片的采购量，但是 2020 年四季度开始全球以及中国汽车销量快速增长，导致芯片库存不足。从结果上，像现代和起亚由于没有在 2020H1 减少芯片订单量，现在基本不受缺芯影响。图 10：全球主要国家乘用车销量于 2020Q4 回暖图 11：中国乘用车销量于 2020Q4 大幅回暖6002505002004003002001501001005002019M12019M22019M

31、32019M42019M52019M62019M72019M82019M92019M102019M112019M122020M12020M22020M32020M42020M52020M62020M72020M82020M92020M102020M112020M122019-012019-022019-032019-042019-052019-062019-072019-082019-092019-102019-112019-122020-012020-022020-032020-042020-052020-062020-072020-082020-092020-102020-112020-1

32、20全球主要国家汽车销量（万辆）中国乘用车销量（万辆）注：国家包括日本、韩国、法国、德国、意大利、英国、美国、荷兰、挪威、中国数据来源：Bloomberg，国泰君安证券研究数据来源：乘联会，国泰君安证券研究2020 年以来，物联网等新赛道的芯片需求持续增长，其中很多是针对成熟制程的需求，与车载芯片形成竞争。根据 IC Insights 的估计，未来 5年，成熟制程需求并不会被先进制程侵蚀，保持稳定。根据 BIS Research 的统计，全球物联网芯片市场预计从 2019 年的 93.4亿美元，增长至 2029 年的 386.1 亿美元，CAGR +15.18%。物联网的应用场景包括工业自动化

33、控制等，MCU 在其中扮演了重要的角色。图 12：全球物联网芯片市场规模（亿美元）45040035030025020015010050020192029全球物联网芯片市场规模（亿美元）数据来源：BIS Research，国泰君安证券研究表 13：各类芯片制程汇总制程应用领域成熟制程=0.35umMOSFET、IGBT 等功率器件0.18um-0.25um非易失性存储如银行卡、sim 卡等90nm-0.18umMCU、指纹识别芯片、影像传感器、电源管理芯片、液晶驱动 IC40nm-90nm手机基带、WIFI、蓝牙、GPS、NFC、ZigBee、MCU28nm中低端手机 AP、数字电视、平板、机顶

34、盒、路由器先进制程22/14nm中高端手机 AP、基带、CPU、显卡 GPU、FPGA、矿机 ASIC10/7/5nm高端手机AP/SoC、个人电脑/服务器 CPU、矿机ASIC数据来源：中芯国际招股说明书，国泰君安证券研究2.2.供给端原因：代工 MCU 将鸡蛋放到一个篮子里，代工厂缺乏动力扩建相关产能MCU 代工现象在汽车芯片领域是主流模式。这些供应商并不是没有自己的芯片生产工厂，但由于以下原因：一是 MCU 的制程普遍在 40nm 以下，导致芯片生产线投资巨大；二是 MCU 品类多且差异性大，导致生产的规模效应差。所以 MCU 的供应商们出于成本考虑，在 MCU 的生产上普遍选择 Fab

35、less（代工模式）。MCU 供应商制程（nm）162840/4565110/130瑞萨电子2016 年外包台积电2012 年外包台积电2005 年外包台积电恩智浦外包台积电2016 外包台积电英飞凌2017 年外包台积电外包台积电32 位三核MCU 外包台积电2011 年外包台积电表 14：全球主要 MCU 供应商的 MCU 生产情况时间进展2003 年推出了当时业界领先的 0.13m 低介质铜导线逻辑制程技术2004 年成为第一家采用浸没式光刻工艺生产 90nm 芯片的厂商2005 年风险试产 65nm 产品2008 年使用 40nm 制程工艺为多个客户大规模生产芯片2011 年全球首家推

36、出 28nm 通用工艺技术2014 年成为首家采用其独创的双模式 20nm 技术量产芯片的公司2015 年量产 16nm FinFET 制程2017 年大规模出货 10nm FinFET 制程，并开始风险试产 7nm FinFET 制程2018 年量产 7nm FinFET 制程2019 年量产 7nm+（EUV 版的 7nm）赛普拉斯2016 年外包台积电德州仪器外包台积电和联华电子自产DSPs微芯多个代工厂，不仅仅台积电多个代工厂不仅仅台积电意法半导体主要自产，少部分外包（可能是台积电）主要自产，少部分外包（可能是台积电）注：空格表示不生产该制程的 MCU数据来源：IHS Markit，国

37、泰君安证券研究表 15：汽车芯片的晶圆尺寸、制程和对台积电的依赖程度晶圆尺寸（mm）制程（nm）对台积电的依赖程度AI 芯片30016、14、7、5很高MCU200、30016 到 40很高，大概 70%由台积电代工生产存储器30010 到 18低，市场领导者微芯和三星都是 IDMCMOS200、3005 到 65高，豪威科技找台积电代工显示芯片DDIC200、30055 到 180中等，其他代工厂同样可以生产电源管理 IC、射频芯片20056 到 180中等，供应商以 IDM 为主，其他代工厂同样可以生产功率分立器件20090 到 110低，供应商以 IDM 为主MEMS200180低，供应

38、商以 IDM 为主数据来源：IHS Markit，国泰君安证券研究台积电是车用 MCU 的主要代工方。台积电无论在产能还是在制程研发上一直行业领先，虽然现在能生产 40nm 左右制程芯片的代工厂有好几家，但是历史上 MCU 供应商还是选择了台积电。目前台积电 TMSC 生产出货量占所有汽车 MCU 约 70%的市场份额。表 16：台积电制程演进历史2020 年量产 5nm 制程数据来源：台积电官网，国泰君安证券研究图 13：各厂商能生产的制程资料来源：各公司官网，搜狐新闻，国泰君安证券研究由于汽车芯片的盈利能力较低以及成熟制程的产能弹性较小，台积电分配给 MCU 等汽车芯片的产能相对有限：一是

39、相比于智能手机等其他行业，汽车芯片对代工厂营收贡献较少， 2019 年仅占台积电营收的 4.48%。汽车芯片本身就批次多、单批次比消费电子数据差距巨大，盈利能力也差别比较大，代工厂没有足够的动力去保障这些“小订单”。图 14：台积电 2018 年营收的行业分布图 15： 台积电 2019 年营收的行业分布智能手机高性能计算物联网汽车消费电子其他智能手机高性能计算物联网汽车消费电子其他注：2018 年营收额为 1.03 万亿美元数据来源：台积电年报，国泰君安证券研究注：2019 年营收额为 1.07 万亿美元数据来源：台积电年报，国泰君安证券研究二是台积电等几家头部代工厂近年来在升级产能，如台积

40、电，其先进制程的营收份额从 2018 年的 42.76%增长至 2019 年的 50.58%，导致其在成熟制程上的产能扩建不足，相关产能吃紧。就整个芯片代工行业来看，仅仅只是头部几家代工厂在不断地追求更先进的制程，许多代工厂由于发现了成熟制程巨大潜在需求而专注于成熟制程的生产。但是很多车载 MCU 主要以台积电代工生产为主，而切换代工厂商的周期很长且成本很高，并不能经济且快速地解决“缺芯”问题，导致 MCU 生产商并不愿意这样做。图 16：全球芯片 12 月产能预测（百万晶圆）图 17：各制程芯片份额预测30100%90%2580%70%2060%50%1540%30%1020%510%0%0

41、2019年12月 2020年12月 2021年12月 2022年12月 2023年12月 2024年12月2019年12月 2020年12月 2021年12月 2022年12月 2023年12月 2024年12月10nm =10nm-20nm =20nm-40nm =40nm-=0.18um数据来源：IC Insights，国泰君安证券研究数据来源：IC Insights，国泰君安证券研究图 18：台积电 2018 年营收制程分布图 19：台积电 2019 年营收制程分布7nm10nm16nm20nm 28nm40/45nm65nm90nm 0.11/0.13um 0.15/0.18um =0

42、.25um7nm10nm16nm20nm 28nm40/45nm65nm90nm 0.11/0.13um 0.15/0.18um =0.25um注：2018 年晶圆制造营收额为 9112.96 亿美元数据来源：台积电年报，国泰君安证券研究注：2019 年晶圆制造营收额为 9273.17 亿美元数据来源：台积电年报，国泰君安证券研究此外，2020 年下半年以来，日本、欧洲、美国等地相继出现了因为特殊原因停工停产的情况，进一步加剧了芯片短缺。时间事件2020 年 9 月日本音频 IC 巨头旭化成唯一的晶圆工厂失火，82 小时未扑灭。2020 年 11 月意法半导体法国的三个工会（CAD、CFDT、

43、CGT）的员工在各自工厂举行大罢工。2021 年 2 月美国德州停电，三星半导体德州工厂部分停产，将影响全球 1-2%的 12 英寸产能；恩智浦在德州的两座 8 寸晶圆代工厂，英飞凌在德州的一座 8 寸晶圆代工厂也将受到影响。表 17：2020 年下半年以来芯片厂商停产情况梳理数据来源：搜狐新闻，国泰君安证券研究提价+产能倾斜下，预计 2021 年 Q3 缺芯问题好转短期对汽车行业产销量带来一定冲击，预计在 2021 年 Q3 会逐渐恢复正 常。IHS 预计受芯片短期影响 2021Q1 全球汽车行业将减产 100 万辆， 我们判断随着芯片库存的不断减少 Q2 受影响会更大。但在提高价格以 及主

44、机厂直接对接芯片企业等多重因素下，汽车芯片的供应会不断提升，预计会在 Q3 逐步恢复正常。此次芯片影响也会让整车厂重新审视采购 模式以及各国在芯片领域的布局。短期来看，影响主要包括车企停产和芯片提价。到 2021 年 2 月底，除了现代、起亚和宝马等少数车企，绝大多数车企都已经公开声称受到缺芯影响，许多已经实施了实质性的停产。伯恩斯坦咨询预计2021 年缺芯将在全球范围内造成产量损失200-450 万辆；IHS 预计 2021Q1 全球减产 100 万辆，其中中国 25 万辆、欧洲 13 万辆、北美 10 万辆；AlixPartners 预测 2021Q1 缺芯将带来 140 亿美元损失，2021 全年将有 610 亿美元损失，其中中国约 250 亿美元、欧洲约 140亿美元。在芯片价格上，从去年年底到现在，许多芯片厂商普遍提价 10%-20%。市场普遍预期，这两个短期问题至少持续到 2021 年 Q3。表 18：受缺芯影响停产的车企车企受影响情况通用2 月 8 日起，北美三家工厂停产斯特兰蒂斯（FCA 和PSA 合并后的集团）2 月 5 日起，德国工厂停产福特1 月中旬宣布德国工厂从 1 月 18-2 月 19 日暂时停产雷诺2 月 8 日起，法国和摩洛哥的两家工厂停产大众2020 年末，宣布一季度在欧洲、北美和中国减产 10 万辆新车戴姆勒将