汽车半导体行业深度：从行业发展到量价分析.pdf

行业 报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 半导体 证券 研究报告 2018 年 11 月 26 日 投资 评级 行业 评级 强于大市 (维持 评级 ) 上次评级 强于大市 作者 潘暕 分析师 SAC 执业证书编号： S1110517070005 panjiantfzq 陈俊杰 分析师 SAC 执业证书编号： S1110517070009 chenjunjietfzq 资料 来源： 贝格数据 相关报告 1 半导体 -行业研究周报 :扩大半导体行业边界的成长动能（ I） 新能源汽车 2018-11-18 2 半导体 -行业研究周报 :讨论国产半导体设备的 “ 质变 ” 到 “ 量变 ” 再次确立 “ 设备 ” 为 投 资 主 线 2018-11-11 3 半导体 -行业点评 :北京矽成（ ISSI）历次收购方案梳理 2018-11-11 行业走势图 汽车半导体 行业深度 -从 行业 发展 到 量价分析 汽车半导体市场是近年来最有潜力的半导体 应用市场 ， 特斯拉带动新能源汽车 的 投资热情 ， 电动汽车 渗透率将持续快速提升 ， 汽车内部结构变化带来电子零部件价值量增加 ， 其带来的不仅仅是电机、电控及电池领域的增长，从内部零部件角度来说， 汽车半导体 升级空间 广阔 ： 半导体（包括 MCU、功率半导体和传感器 ） 以功率半导体为例， 电源驱动模块大量应用功率半导体，且应用于高压领域的 IGBT 用量显著提升，预计单车价值量由 70 美金上升至 300 美金 +功率半导体正加速向国内转移，国内电子企业有望享受这一轮市场增长 +市场转移带来的高业绩增长预期。 我们假设 2016-2020 年全球燃油车年产量由 6963 万辆增长至 7478 万辆，年均增速 2%；新能源汽车（包括纯电动和混动）由 77 万辆增长至 299 万辆，年均增速 47%，考虑内部零部件电子化带来的价值增量，我们判断车用半导体增速远快于 2%的汽车市场平均增速。 我们认为汽车新能源化带来的 价值和量同步 升级 ， 汽车半导体企业 将深度受益于 相关产业扩张所 带来的市场机遇。 我们建议重点 关注功率半导体在国内的产业链变革 。 我们看好国内企业通过已收购 回来 的海外优质汽车半导体资产，并进行国产替代打开成长空间的逻辑。 从目前的进度看， 国内的闻泰科技有望 凭借 成功的资本运作 和成本管理能力率先 获得成功，预计未来国内将出现自己的优秀汽车功率半导体企业 。 投资建议： 汽车功率半导体领域首推 闻泰科技 （拟收购安世半导体），关注功率器件领域： 扬杰科技 ，捷捷微电，华虹半导体 ； 风险 提示 ： 新能源汽车 /电动 市场 发展 不及预期， 全球 经济波动加剧 ，安世半导体 收购进度不及预期。 重点标的推荐 股票 股票 收盘价 投资 EPS(元 ) P/E 代码 名称 2018-11-23 评级 2017A 2018E 2019E 2020E 2017A 2018E 2019E 2020E 600745.SH 闻泰科技 30.48 买入 0.52 1.37 1.87 2.38 58.62 22.25 16.30 12.81 资料来源： 天风证券研究所，注： PE=收盘价 /EPS -36%-29%-22%-15%-8%-1%6%13%2017-11 2018-03 2018-07半导体 沪深 300 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 核心观点： . 5 1. 新能源汽车驱动汽车半导体发展 . 5 1.1. 汽车半导体的定 义及前景 . 5 1.1.1. 汽车半导体的市场竞争特点 . 5 1.1.2. 汽车半导体的企业特征 . 5 1.1.3. 受环保驱动的新能源汽车市场是刚需 . 6 1.1.4. 新能源汽车半导体投资前景探讨 . 6 1.2. 特斯拉点燃汽车半导体行业投资热情 . 7 1.3. 全球新能源汽车迈入高增长轨道 . 8 2. 新能源汽车电子化显性增量 电机电控 &电池 . 10 2.1. 汽车核心驱动部件 -电机 . 10 2.2. 汽车电控系统介绍 . 12 2.2.1. 整车控制系统（ VCU） . 13 2.2.2. 电机控制器（ MCU） . 13 2.2.3. 电池管理系统（ BMS） . 13 2.3. 新能源汽车的限制性技术 -电池 . 14 3. 新能源汽车内部器件价值增长核心逻辑 电池电压提升 . 16 3.1. 新能源车按照动力来源的分类 . 16 3.2. 48V 微混车发展空间广阔 . 17 3.3. 高电压下电池零部件的潜在变化 . 18 4. 新能源汽车电子化隐性增量 功率半导体量价齐升 . 18 4.1. 功率半导体 . 19 4.1.1. 汽车用功率半导体 汽车电能转换和控制的核心部件 . 19 4.1.2. 新能源汽车带来的功率半导体应用变化 . 20 4.1.3. 从“质”和“量”两方面看新能源汽车为功率器件带来的价值增量 . 20 4.1.4. 汽车功率半导体价值量测算及各元器件空间测算 . 23 4.1.5. 功率半导体市场基本被海外垄断，国内企业替代空间广阔 . 25 4.1.6. 国际领先汽车半导体方案提供商 . 27 5. 投资建议 . 31 图表目录 图 1： 2017 年全球前十大车用半导体供应商排行（ %） . 6 图 2：全球四大区域碳排放的法律要求（ CO2 / km） . 6 图 3： 2017 年我国充电桩发展数量现状（个） . 6 图 4：汽车电子技术路线 . 6 图 5：特斯拉季度销量（辆） . 7 图 6：特斯拉 Model 3 . 8 图 7：特斯拉销量预期（万台） . 8 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 图 8： 2018 年前三季度全球新能源汽车销售占比（ %） . 8 图 9： 2018 年前三季度中国新能源汽车销售占比（ %） . 9 图 10：我国新能源乘用车销量及渗透率（单位：万辆， %） . 9 图 11：全球新能源乘用车销量及渗透率（单位，万辆， %） . 9 图 12：新能源汽车内部结构 大量用到电子零配件 . 10 图 13： 新能源汽车电机结构 . 11 图 14：新能源汽车三级模块体系 . 12 图 15： 2016 年中国锂动力电池企业竞争格局（ %） . 15 图 16：纯电动车驱动系统基本组成 . 16 图 17：普通混合动力汽车 驱动系统基本组成 . 16 图 18：分立器件按下游应用分类（ %） . 19 图 19：分立器件行业整体规模及增速（亿美元， %） . 19 图 20：按车型分类的电子部件比例（ %） . 20 图 21：电动车中 的逆变器 . 20 图 22：充电器在电动车中工作 . 21 图 23：不同新能源汽车运行电压功率分布 . 21 图 24： IGBT 和 MOSFET 的工作特性 . 21 图 25：英飞凌全电压范围应用的新能源汽车功率器件 . 22 图 26： 2016 年全球 IGBT 半导体市场份额（ %） . 23 图 27： 2016 年中国分立 IGBT 主要厂商排名（ %） . 23 图 28： 2016 年中国 IGBT-IPM 主要厂商排名（ %） . 23 图 29：内燃机到电动汽车发展中半导体的价值（美元） . 24 图 30：新能源汽车驱动功率半导体市场规模增大 . 24 图 31：功率半导体市场主要参与厂家 . 25 图 32： 2017 年英飞凌细分市场同比增长（ %） . 27 图 33： 英飞凌公司近年股息分配情况（美分） . 27 图 34： 2017 年英飞凌分地区市场收入占比（ %） . 27 图 35： 2017 年英飞凌主营业务占比（ %） . 28 图 36：恩智 浦近年营收及复合增长率（十亿美元） . 29 图 37：恩智浦近年毛利润及复合增长率（十亿美元） . 29 图 38：恩智浦的业务划分及对应客户 . 29 图 39：恩智浦 2017 年营收分类（ %） . 30 图 40：恩智浦 2017 年 HPMS 收入终端市场划分（ %） . 30 表 1：新能源汽车带动汽车内部半导体含量（元） . 5 表 2：国内外主要新能源汽车电动类型及供应商情况 . 12 表 3：单 车 MCU 消耗量 . 13 表 4：国内外主要 BMS 厂商技术指标（） . 14 表 5：新能源汽车电力电池的基本性能要求 . 14 表 6：主要锂离子电池类型优缺点对比 . 15 表 7：国内外主要新能源汽车电池价格（ RMB） . 16 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 表 8：全球知名车企部分混动车车型 . 17 表 9：新能源汽车带动汽车内部半导体价值增量（元） . 19 表 10：功率半导体的单车价值量估算（美元）（维度 2） . 24 表 11：新能源车带来各功率半导体市场空间测算（百万美元， %） . 25 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 核心观点： 我们假设 2016-2020 年全球燃油车年产 量 由 6963 万辆增长至 7478 万辆，年均增速 2%；新能源汽车（包括纯电动和混动）由 77 万辆增长至 299 万辆， 计算年均增速 为 47%，考虑内部零部件电子化带来的价值增量，我们判断车用半导体增速远快于 2%的汽车市场平均增速（见下表）。 我们认为 汽车新能源化带来的 价值和量同步 升级 ， 汽车半导体企业 将深度受益于 相关 产业扩张 所 带来的市场 机遇。 表 1： 新能源汽车带动汽车内部半导体含量 （元） 单车价值量（乘用车） 整车 市场空间预测 （亿元） （单位： 元 ） 传统汽车 新能源汽车 2017 2020 增长 (yoy) 半导体 功率器件 71 387 2601 3263.2 6.60% IC 77 77 传感器 44 49 资料来源： IHS，天风证券研究所整理 1. 新能源 汽车 驱动汽车半导体发展 1.1. 汽车半导体 的定义 及 前景 我们深度看好新能源汽车 电子装置中 半导体成分 的增 长 ，包括电机结合的电子控制装置和独立于动力系统以外的车载电子装备 。电子控制装置主要是汽车动力、驾驶控制等系统 组成 ，后者通常与通信、娱乐设备相关，汽车电子根据功能可分为车身控制系统（ ECU）、安全系统、娱乐设备、底盘控制、高级驾驶辅助系统（ ADAS）等，每个系统需要通过半导体器件实现相关功能，包括存储器、传感器、光电器件、射频器件、功率器件等。 我们认为，汽车半导体市场将是近年来 发展 最快 的 IC 芯片应用市场 之一 。 而其中受益于新能源汽车的渗透率提升 ， 价值量和出货量的双重叠加增长驱动将格外显著 。 1.1.1. 汽车半导体 的市场竞争特点 车用 半导体 对 产品性能和可靠性要求很高，汽车的使用环境更接近于工业产品，汽车半导体通常工作在 高温 、高湿、严寒等恶劣极端环境下， 加上汽车 对 安全事故的 零容忍 ，对半导体产品的抗干扰能力、可靠性及稳定性要求极高， 这 与一两年就 更新 换代的智能手机不同，汽车 产品 更新频率较低，每年的升级幅度很小，多集中于外观或 动力组件 ，一手汽车加上二手使用年限通常能达到 10 年， 说明汽车电子供应商 较为固定， 同时 IDM 厂家对比IC 设计 企业更有优势 。 产品 开发周期比较长， 加之对汽车电子 产品 的 高要求及定制化需求， 使得 半导体 厂商 通常必须在商用前 4-5 年即和 汽车制造厂商共同 启动 研发，同时产品认证的周期漫长，国际标准 组织 要求汽车电子半导体厂商建立相应开发生产流程后，并获得相应的认证方可进入汽车产业链，导致新进企业进入产业链难度很高，以上诸多特点使得 汽车电子 整个上下游 供应链关系比较稳定 ， 有很强的行业壁垒。 1.1.2. 汽车半导体 的 企业 特征 全球 汽车半导体 厂商 主要有英飞凌、 NXP、 瑞萨电子、 ST 意法半导体 、 TI 等 龙头企业 ，根据 Semicast Research 的 研究显示， 2017 年 NXP 全球 市场份额达 14%，领先第二名英飞凌3 个 百分点，前十名总份额达到 67.1%，显示集中度进一步增加。 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6 图 1： 2017 年全球前十大车用半导体供应商排行（ %） 资料来源： Semicast Research， 天风证券研究所 1.1.3. 受环保驱动 的新能源汽车市场是刚需 汽车行业一直致力于 节能减排 。这里一部分 原因是 受到更加严格的二氧化碳减排规则限制：比如新的欧盟委员会规则要求到 2021 年将平均车辆排放量减少到 95 g CO2/公里等。同时越来越多 的中产阶级也 充分意识到减少燃料消耗可以节省资金，减少对健康和环境的影响，有助于提高生活质量，这都直接增加了对 新能源汽车 的需求。 图 2：全球四大区域碳排放的法律要求（ CO2 / km） 图 3： 2017 年 我国充电桩发展 数量 现状 （个） 资料来源：国际清洁交通委员会，天风证券研究所 资料来源：中国 充电联盟， 天风证券研究所 1.1.4. 新能源汽车 半导体 投资前景探讨 我们 描述 一个简单的技术路线图，我们 认为汽车 相关行业 有两种主要的投资路径 ：（ 1）信息系统技术的进步（ 2）控制系统技术的 改良 。这两种技术都将发展并融入一个紧密集成的技术平台， 以满足 最终无人驾驶的需求 。 信息系统技术主要涉及汽车收音机和汽车视听系统 。传统路线图 中 的 旧式 手动导航已经演变成汽车自动导航系统。电子制造商的数据通信技术使得 智能交通 系统可以用于路 、 车和车到车 之间的 无线通信。 图 4： 汽车电子技术路线 14% 10.70% 9.60% 7.60% 6.90% 5.90% 4.40% 2.90% 2.60% 2.50% 32.90% NXP 英飞凌 瑞萨电子 ST意法半导体 德州仪器 博世 安森美 微芯半导体 东芝 罗姆半导体 其他 141254 52778 38096 50380 213903 86469 61375 66059 0500001000001500002000002500002016 2017行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7 资料来源： MUMSS， 天风证券研究所 随着 移动技术的快速发展和互联网的 进一步深化 ， 最终能 实现人、车、 道路 、云 空间 之间数据 共享互通 ，并最终实现智能交通、智能汽车、智能驾驶等功能。我们认为随着数据通信技术的进步，电子产品制造商将发挥更大的作用 ，车用半导体 前景空间广阔。 控制系统技术已经从 单纯节油发展 到 节约能源和提高效率相结合的 技术 。电子制造商通过动力传动系统 ， 动力转向系统和电子制动系统为这一领域做出了很大贡献，而且这种趋势可能会持续下去。 但 展望未来三五年的投资机会， 我们 认为 传统的汽车节油业务增 速 相对较为缓慢，难以出现 大幅 发展， 仅仅是替代现有部件不太可能导致更高的市场需求，虽然龙头公司可以通过扩张销售渠道，占领新兴国家市场获得一定的 营收 增长，但基本 可以认定 这些技术只能产生较稳定的现金流，不足以给予较高的 利润 增长 预期 。 值得关注的是，我们看到车用连接器， ADAS 和无人驾驶有关的技术 有望 引发资本的追逐，有 较强 的增长 前景 ，是提振业绩的 核心组件所在 ，这将吸引大量新的零部件生产和解决方案的出现。 ADAS 能够有效解决乘客在汽车的舒适安全旅行中的相关痛点，我们认为 ADAS具有 较强的 市场需求，各种系统解决方案也处于大规模商业化的前期，这个领域充满了对司机和乘客有明显益处的解决方案，如自主紧急制动（ AEB）系统、 自动泊车系统 和驾驶员疲劳探测等。我们了解到，国内外大多数领先的汽车制造商已经在开发 ADAS，考虑到平衡成本和性能方面仍处于试错阶段， 我们认为 ADAS 将成为汽车零部件供应商的 主要 战场 之一 。 无人驾 驶技术是当前电气技术、车用连接技术和 ADAS 组合的最高阶段，但短期内我们认为无人驾驶的商机较为有限，主要停留在 实验 阶段， 而 ADAS 和车联网中积累的技术和专业知识对于无人驾驶是必不可少的基础，这 也 是 无人驾驶 中人工智能难以独立解决的 模块 。 1.2. 特斯拉点燃汽车半导体 行业投资热情 特斯拉带动新能源汽车投资热情 2018 年 11 月 ，特斯拉在最新季的财报中披露， 3 季度 Model 3 的销售环比 2 季度增长100%以上 ， 公司业绩也超出华尔街的一致预期 ，公司股价也随着财报披露表现良好 。 图 5： 特斯拉季度销量（辆） 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 8 资料来源： 特斯拉公告， 天风证券研究所 特斯拉 Model 3 的 发布意味 着 特斯拉正式迈向大众领域， 3.5 万美元的“亲民” 价格使其成为一款普 通消费者“买得起”的特斯拉。 图 6： 特斯拉 Model 3 图 7： 特斯拉销量预期（万台） 资料来源： 特斯拉公告 ， 天风证券研究所 资料来源： EV Sales， 天风证券研究所 特斯拉受到市场的追捧的重要意义不仅仅是一个品牌效应，我们认为特斯拉和苹果都是推出了革命性的产品，同时受到消费者的追捧。正如苹果推动了智能手机的快速渗透， 我们认为特斯拉或带来智能汽车 &新能源汽车的快速普及，竞争对手会受特斯拉产品的影响重新考虑产品方案。 本文将着重关注在新能源汽车普及后，汽车内部半导体 发生的变化。 1.3. 全球新能源汽车迈入高增长轨道 近年 来 我国 新能源 汽车 产销量 大幅增长 ， 渗透率不断提高 。 根据 中国乘联会数据显示，我国新能源乘用车销售量由 2013 年的 1.5 万辆，快速增长至 2016 年的 32.9 万辆， 3年复合增速 79%。 图 8： 2018 年 前三季度 全球新能源汽车销售 占比（ %） 3.16 5.05 7.62 10.31 50 01020304050602014 2015 2016 2017 2018E行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 9 资料来源： Marklines， 天风证券研究所 图 9： 2018 年 前三季度 中国新能源汽车销售 占比（ %） 资料来源： 中国 乘联会 ， 天风证券研究所 图 10： 我国新能源乘用车销量及渗透率（单位：万辆， %） 图 11： 全球新能源乘用车销量及渗透率（单位，万辆， %） 3.64% 5.08% 1.94% 2.83% 2.68% 2.69% 1.04% 80.09% 北汽 EC系列 日产 leaf 雷诺 ZOE 特斯拉 Model S 特斯拉 Model X 丰田普锐斯 PHEV 知豆 D2 其他 7.43% 3.45% 2.15% 6.01% 4.23% 5.15% 4.32% 67.25% 北汽 EC