MCU芯片行业研究：车规MCU芯片市场高需求持续，国内厂商蓄势发展

（报告出品方/作者：方正证券，段迎晟）

核心观点：

从汽车行业背景看，新能源汽车销量高增，汽车半导体景气度持续：汽车“三化”进程不断加速，各类汽车半导体需求量均有不同程度地提高， 车规级MCU是一类具有广泛运用场景的车载芯片，车规级MCU市场前景广阔。从短期重大事件看：车规级MCU正是本轮“缺芯”事件的“主角”之一，多重因素促成了一次严重的汽车产业链“缺芯”危机，这导致了全球 汽车生产遭遇巨大困难，现阶段车规级MCU仍是众多汽车芯片中最为紧缺的种类之一。

从中长期发展趋势看：疫情终将过去，发展大势不可阻挡。汽车电子电气（E/E）架构正在发生变化，车规MCU需求量将随之发生变化。我们对“十四五”时期车规MCU市场规模进行了预测：在基于新能源汽车渗透率超预期提升的背景给出的乐观预期下，中国2022年-2025年 车规级MCU市场规模分别为33.63，37.53，41.66，45.93亿美元；2021-2025年CAGR为11.22%。当前国内汽车芯片进口率高达95%，而 中国汽车是车规级芯片需求最大的市场。非常时期催生历史机遇，国内厂商有望异军突起，在半导体国产替代主线的又一黄金赛道跃马扬鞭。

01.从汽车电子产业链到车规MCU芯片

1.1.汽车电子产业链

随着ADAS功能渗透率不断提升，带动车载电子价值量占 比从1970s的5%快速增长至2010年的35%，未来车载电 子占比有望达到50%。所有的电子零部件都需要半导体，随着电动化，智能化， 网联化的发展，芯片在汽车上的应用越来越广泛，半导 体含量越来越高。

1.2.汽车半导体总览

为了实现更复杂的汽车功能， 需要域控制器技术(DCU)， 域控制器SoC芯片地位愈发 凸显。（报告来源：未来智库）

1.3.MCU概述

MCU（Microcontroller Unit）名为微控 制单元或者单片机，是把中央处理器的频 率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、 周边接口等内容都整合在单一芯片上，形 成芯片级的计算机。广泛应用于消费电子、物联网、汽车电子、 工业控制等领域。

1.4.车规MCU分类及应用

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、低端仪表盘、集线盒、座椅控制、门控模块。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，如仪表盘控制、车身控制、多媒体信息系统、引 擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统。

02.事件：汽车零部件缺芯潮——车规MCU短期供需

2.1.事件：汽车缺芯潮

通常，MCU完成内部生产需要12-16周。与22Q1相比，MCU的短缺更加明显，大多数 MCU都处于短缺状态，尤其是意法半导体和恩智 浦。车载MCU目前只有瑞萨和赛普拉斯提供，货 期为32-45周，其他品牌处于短缺状态。2022年，汽车MCU订单几乎满员，价格持续上涨。其中，意法半导体3月24日宣布，将在第二季度 上调所有产品线的价格。如今，对MCU的需求不仅是数量上的。随着新兴 产业的推动，对低功耗、高算力、定制化、专用 外设的新要求逐渐增加。

目前，MCU根据不同指标分为消费级MCU、工业级MCU和汽车级MCU，不同MCU的良品率要求各异 其中消费级MCU注重功耗和成本，工业级MCU注重平衡新能、功耗、成本和可靠性，汽车级MCU则注重安全和可靠 从消费到工业再到汽车的领域，对MCU自身的要求愈发严格，产线也越来越高端，这是汽车MCU最难造的重要原因。

2.2.总结：市场短期供需情况

汽车板块将保持领先地位：汽车应用领域在2020年占据了超过 35%的市场份额，并预计到2027年将以10%左右的速度增长。

汽车芯片厂，晶圆代工厂原料成本上升 疫情影响供应链因素，整体生产周期变长 需要低于40纳米的先进工艺节点，依赖代工厂技术 极高的产品一致性要求，无法随意更换产线、供应商 车规级芯片门槛高，短时间内其他厂商无法快速通过认证 从扩产能投资到产能增长实现仍需要较长的周期。（报告来源：未来智库）

03.车规MCU中期分析及长期展望

3.1.汽车E/E（电子电气）架构

随着汽车功能逐渐增加，特别是汽车“三化”后，传统分布式架构 通过增加ECU来增加汽车功能存在算力浪费，车内线路繁杂、汽车 空间使用效率低、系统升级困难、新增ECU边际成本递增等弊端， 用域控制器合理集成ECU功能是大势所趋。

本篇分析：“缺芯”事件结束后，车规MCU供需回归常态，汽车 “三化”和电子电气架构持续由分布式到域控制演进两大过程对车 规MCU需求量有何影响，这是本篇“中期”分析的定义与前提。暂 不讨论更前沿的E/E架构设想。

3.2.博世五域划分下车规MCU中期变化

高 级 驾 驶 辅 助 系 统 ADAS （ Advanced Driving Assistance System）是指通过车载传感器获取车身、环境、人体等信息实 现驾驶辅助，并将进一步实现自动驾驶的汽车功能系统。ADAS主要包括主动安全，驾驶舒适性，泊车辅助等功能。目前中国汽车市场还处于L2等级高速渗透的阶段，整车厂商综合 考虑成本和性能，新增ADAS功能仍沿用分布式的构架。

自动驾驶域控制器中MCU的一大作用是作为安全芯片 （safety core），添加安全芯片是为了预防硬件的意外 失灵，诊断异常状态或者发生单处故障时有安全备份处理 方案。前文所述车规ISO 26262功能安全标准，是汽车行 业的安全标准，合格的车规SoC的设计都必须遵循该标准。

3.3.中期总结和长期趋势分析

基于上述趋势，我们认为MCU在传统功能的控制上应当仍有一席 之地，而在座舱和自动驾驶方面用途式微。伴随E/E架构进一步发 展，座舱域和自动驾驶域也有融合趋势，直至实现全车中央计算机 控制架构，未来可能还有云端中央电脑对汽车进行控制。未来汽车高度智能化，自动化后，车用MCU的长期需求量或将呈下降趋势。总结：中期汽车电动化和智能化的进程，促使车用MCU需求量增加。

04.全球市场竞争格局及国产替代机会&市场规模预测

4.1.车用半导体行业概况

中国市场仅占比3%（低端部分），目前我国汽车芯片自给率不足10%、国产化率仅为5%，供应高度依赖国外 需求侧：中国汽车约占全球30%，是车规级芯片需求最大的市场 供给侧：国内汽车芯片进口率高达95%，像用于动力系统、底盘控制和 ADAS等功能的关键芯片均被国外巨头垄断。

4.2.车规MCU竞争格局

全球车规MCU市场集中度高，且有着轻晶圆厂战略，依 靠晶圆代工厂将技术转化为芯片产品。从供给端来看， 台积电占所有外包车规MCU出货量约60%-70%，但汽 车芯片业务仅占其总收入3%。头部厂商对台积电的强依 赖性，放大了供需错配的矛盾：台积电因疫情降低车规 MCU产能分配，在终端需求攀升后车规芯片供不应求。

4.3.国产替代趋势及厂商产业化进程

本土厂商在车规MCU的市场份额占比小，可发展空间大；宏观市场影响加剧本土化替代的紧迫性，MCU持续缺货，而海外大厂新增 产能有限，国产替代的趋势延续；政策加持，推动MCU研发和产业化，维护汽车工业的稳定运行。

4.4.市场规模预测

预测时间范围参考本文前述中期和“十四五规划”时期，即根据 2019-2021年历史数据，对2022-2025年发展做出假设预期 。“十四五”节能减排综合工作方案目标是到2025年我国新能源汽车 渗透率达到20%左右，另基于月度新能源汽车市场快速放量的现状， 2022年以来新能源汽车渗透率分别为17%、19%、22%、25%和 24%，考虑到汽车整体销量处于近年来低点，而渗透率是新能源汽 车销量占汽车总销量的比重，渗透率的快速提升并不意味着新能源 汽车的高度普及，因此我们给予2025年新能源汽车渗透率25%的审 慎预期，30%的乐观预期。（报告来源：未来智库）

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