- 1 - 敬请参阅最后一页特别声明 市场数据(人民币） 市场优化平均市盈率 18.90 国金集成电路设计业指数 10081 沪深300指数 4883 上证指数 3597 深证成指 14654 中小板综指 14300 郑弼禹 分析师 SAC 执业编号：S1130520010001 邵广雨 联系人 赵晋 分析师 SAC 执业编号：S1130520080004 IC设计：看好汽车和 AIoT细分赛道投资机会 行业观点 自动驾驶和新能源车需求不减，车用储存芯片、车用 CIS和车用 MCU 均有数倍成长空间。1，受益于自动驾驶和新能源车需求增加，车用储存芯片市场规模将持续扩大，其中 DRAM和 NAND 为需求重点，预计 21-25 年单车用 DRAM和 NAND 数量将翻 5 倍/10 倍，单车价值量增长均超 4 倍，整体推动车用存储市场规模在 25 年将达 88 亿美元，21-25 年 CAGR 为 53%。2，自动驾驶级别提升也将推动车用摄像头数量和像素的持续提升，对应车用 CIS将持续放量，预计单车搭载摄像头数量将由21年的 2颗提升至 25年的 6 颗，单车价值量将由 18.8 美元提升至 57.8 美元，我们测算到 25 年全球车载 CIS市场规模将达 57.5 亿美元，21-25 年 CAGR 超 32%。3，汽车电子智能化下车用 MCU需求成倍增长（传统汽车用 MCU约 70 颗，新能源汽车 100-200 颗，L2 级以上车用 MCU 在 300 颗以上），2020 年全球车用MCU市场规模为 66亿美元，预计到 2023年有望达到 88亿美元。 三大车用芯片赛道国产化率低，国产替代机遇明显。我们认为未来 5 年车用存储芯片、车用 CIS 和车用 MCU 等三个细分赛道均有数倍成长空间，而目前国内厂商市占率不足（车用存储国产化率为 10%左右/车用 CIS为 20%左右/车用 MCU 不足 5%），我们认为随着国内新能源及自动驾驶汽车快速推进，叠加国产替代机遇，国内厂商将迎来加速发展机遇。 5G+AI+IoT 催化 AIoT 应用持续旺盛，重点关注安防 SoC 芯片和多媒体SoC 芯片投资机会。万物互联是未来发展趋势，随着 5G 商业步伐进程的加快和物联网技术的发展，AIoT 下游智能应用场景逐渐丰富，预计 2025 年全球物联网设备将达 246 亿个，20-25 年 CAGR 达 14%，国内物联网连接量到 25年将翻倍达到 150亿个，这带动整个 SoC芯片需求持续旺盛。我们看好安防和多媒体 Soc 将率先受益：1，得益于“泛安防”时代对高清化和智能化的追求，IPC+NVR SoC 芯片齐放量。IPC 中的 ISP模块拉升高清度，我们测算 2025年全球 IPC市场规模将达 14亿美元，21-25年 CAGR为 9%。AI IPC和 NVR SoC芯片增强智能化效果，带动高性能安防视频方案需求增加，预计到 23 年国内 NVR 市场规模将达到 11 亿元，21-23 年 CAGR 为14%。2，多媒体 SoC 领域，我们看好智能机顶盒芯片和 AI 芯片需求放量：1）目前全球 300 多家电信运营商逐步由传统机顶盒向智能机顶盒升级（目前渗透率为 50%左右，我们预计未来 5 年有望提升至 70%左右），这将带动智能机顶盒芯片需求持续增长，我们测算到 2025 智能机顶盒芯片市场规模将达 34.2 亿美元，21-25 年 CAGR 为 9%。2）AI芯片领域，全屋智能是未来的发展趋势，智能音箱是入口，预计 21-25 年全球智能家居出货量CAGR 达 12%，叠加元宇宙爆发将带动整个 AI 芯片需求大增，预计 2025年全球 AI芯片的市场规模将达到 726亿美元，21-25年 CAGR为 29%。 投资建议 推荐关注标的：兆易创新（国内存储与 MCU 龙头）、韦尔股份（全球车用CIS 行业龙头）、北京君正（全球车用存储龙头）、瑞芯微（国内高端安防芯片龙头）、晶晨股份（全球智能机顶盒芯片龙头）。 风险提示 晶圆产能不足风险；自动驾驶与新能源汽车销量不及预期；物联网技术推进不及预期；安防芯片市场需求不及预期等。 713277958458912197841044711110201230210330210630210930国金行业 沪深300 2021年 12月 30 日 创新技术与企业服务研究中心 集成电路设计业行业研究 买入（首次评级） ) 行业深度研究 证券研究报告 行业深度研究 - 2 - 敬请参阅最后一页特别声明 内容目录 一、汽车半导体：电动+自驾驱动汽车存储、CIS和 MCU持续受益 .4 1.1 车用存储：21-25年全球市场规模 CAGR达 53%，单车价值量翻4倍 .4 1.2 车用 CIS：21-25年全球市场规模 CAGR超 32%，单车价值量翻 3倍 .8 1.3 车用 MCU：23年全球市场规模为 88亿美元，20-23年 CAGR为 8% . 11 二、AIoT领域：安防芯片与多媒体 SoC芯片是长期成长赛道.13 2.1 万物互联是未来的发展趋势 .13 2.2 安防市场：IPC和 NVR需求有望持续旺盛.14 2.3 消费市场：重点关注智能机顶盒芯片和 AI芯片持续放量机会 .17 2.4 元宇宙有望驱动 AIoT相关芯片需求持续增长.20 三、行业内重点公司简析 .21 3.1 投资建议观点 .21 3.2 重点公司解析 .21 四、 风险提示 .23 图表目录 图表 1：车用存储芯片的应用场景.4 图表 2：自动驾驶对存储带宽的发展需求 .4 图表 3：自动驾驶对存储容量的发展需求 .4 图表 4：L2/L3级别自动驾驶汽车对存储容量的需求 .5 图表 5：2020年自动驾驶汽车对存储容量的需求 .5 图表 6：不同自动驾驶级别汽车对存储器容量需求预测 .5 图表 7：2016-2020年全球车用存储芯片市场规模 .6 图表 8：2020-2025E单车存储与闪存容量变化情况.6 图表 9：全球车用 DRAM和 NAND市场规模 .7 图表 10：全球单车 DRAM和 NAND价值量.7 图表 11：全球 DRAM市场格局 .7 图表 12：全球汽车 DRAM市场格局 .7 图表 13：车用 DRAM厂商产品规划图.8 图表 14：2016-2021E全球 CIS芯片出货量及增速.8 图表 15：2016-2021E全球 CIS芯片市场规模及增速 .8 图表 16：2020年 CIS各应用领域份额情况 .9 图表 17：汽车图像传感器应用.9 图表 18：不同级别自动驾驶搭载摄像头数量.9 图表 19：不同像素车载 CIS价格.9 图表 20：2019-2030E单车平均搭载摄像头数量.10 图表 21：全球车用 CIS市场规模测算（亿美元） .10 行业深度研究 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 22：全球汽车 CIS市场格局. 11 图表 23： MCU在汽车电子中的应用 . 11 图表 24：全球 MCU的下游结构 .12 图表 25：车用 MCU在汽车中的使用情况 .12 图表 26：不同类型汽车所需 MCU数量 .12 图表 27：2020-2023E全球车用 MCU市场规模.12 图表 28：全球车用 MCU行业主要厂商市场份额 .13 图表 29：2015-2025E全球物联网设备连接数量及预测 .13 图表 30：2016-2025E中国物联网设备连接数量及预测 .14 图表 31：2020-2025E中国物联网支出规模及预测 .14 图表 32：AIoT产业下游应用场景增速与规模 .14 图表 33：IPC和 NVR在网络摄像机中的部署 .15 图表 34：IPC SoC芯片的基本组成 .15 图表 35：ISP内部构成.15 图表 36：ISP图像处理流程.15 图表 37：AI+安防三种发展方向.16 图表 38：2018-2021H1海康收入及同比.16 图表 39：2028-2021H1大华股份收入及同比.16 图表 40：全球网络摄像机出货量 .16 图表 41：2020-2025E全球 IPC芯片市场规模.16 图表 42：基于 NVR网络高清监控系统方案 .17 图表 43：2020-2023E中国安防 NVR SoC市场规模 .17 图表 44：SoC芯片技术境内外技术对比 .17 图表 45：2019-2021H1国内运营商机顶盒招标集采量.18 图表 46：2013-2020中国智能机顶盒出货量及同比 .18 图表 47：2013与 2018年全球智能机顶盒渗透率 .18 图表 48：2012-2020年全球智能机顶盒出货量及同比.18 图表 49：2020-2025E全球智能机顶盒出货量及同比.19 图表 50：2020-2025E年全球智能机顶盒芯片市场规模 .19 图表 51：2020年与 2020E全球智能家居市场情况.19 图表 52：2021E-2025E中国智能家居出货量情况 .19 图表 53：2017-2024E全球智能音箱出货量.20 图表 54：2018-2021E中国智能音箱出货量及同比 .20 图表 55：2019-2025E全球 AI芯片市场规模及预测 .20 图表 56：2018-2023E中国 AI芯片市场规模及预测 .20 图表 57：元宇宙七层产业链 .21 行业深度研究 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 一、汽车半导体：电动+自驾驱动汽车存储、CIS 和MCU持续受益 1.1 车用存储：21-25年全球市场规模 CAGR达 53%，单车价值量翻 4倍 自动驾驶与新能源快速发展带动车用存储需求增加。存储芯片可分为闪存和内存，闪存包括 NAND FLASH和 NOR FLASH，内存主要为 DRAM。从应用形态上看，NAND Flash 的具体产品包括 USB（U 盘）、闪存卡、SSD（固态硬盘），以及（eMMC、eMCP、UFS）等嵌入式存储。存储芯片在智能汽车和电动汽车中应用广泛，智能座舱、车联网、自动驾驶、信息娱乐、仪表盘、黑匣子、动力传动等系统功能的实现需要都需要存储技术提供参数。自动驾驶对于汽车存储芯片的算力和存储能力提出更高要求；新能源汽车需要提高充电速度和保证续航能力，也要求存储芯片技术不断升级。 图表 1：车用存储芯片的应用场景 来源：格隆汇，国金证券研究所 随着自动驾驶级别的提升，对汽车芯片算力和存储能力的需求不断攀升。前瞻产业研究院数据显示，目前一辆高端汽车的自动驾驶系统代码超 1 亿行，自动驾驶软件计算量达到每秒 10 万亿次操作的量级，远超飞机、手机、互联网软件等。随着未来自动驾驶渗透率与级别的提升，汽车系统代码行数将会呈现指数级增长，需要高带宽的DRAM进行读写，DRAM会从DDR32/4GB 向 LPDDR48GB 靠拢。汽车自动化过程中，用于收集车辆运行和周边情况数据的各种传感器会逐步增多，时刻需要收集车辆外部环境数据，势必产生大量的数据处理和存储需求。除了汽车行驶本身产生数据，汽车与汽车之间的实时信息分享、互动通信、数据交换等，也将产生巨大的存储需求。 图表 2：自动驾驶对存储带宽的发展需求 图表 3：自动驾驶对存储容量的发展需求 来源：镁光，国金证券研究所 来源：镁光，国金证券研究所 行业深度研究 - 5 - 敬请参阅最后一页特别声明 智能汽车对存储芯片的拉动主要来自车载信息娱乐系统 （IVI）、高级驾驶辅助系统（ADAS）、车载信息系统、数位仪表板四大领域。其中，IVI 约占总存储产品用量的 80%，ADAS 占约 10%。由于目前自动驾驶普遍以 Level 1/2/2+为主，对存储产能需求仍十分有限，部分高端车型中至多搭载 12GB DRAM 和 256GB UFS，与当前旗舰智能手机相当；中端车型中，2/4GB DRAM 和 32/64GB eMMC 为常见配臵；在低端车型中，DRAM和 eMMC 容量需求较低，仅需 1/2GB 和 8/32GB即可。根据 Canalys数据，2020年全球共售出 1120万辆 L2级自动驾驶汽车，按照平均搭载容量为 8GB 计算，则 L2 等级自动驾驶汽车消耗约 90PB NAND Flash。 图表 4：L2/L3级别自动驾驶汽车对存储容量的需求 来源：EE-Times，国金证券研究所 图表 5：2020年自动驾驶汽车对存储容量的需求 车型等级 自动驾驶汽车Level1/2/2+应用 对存储需求 高端 车载IVI 12GB LPDDR4X/LPDDR5+128/256GB UFS ADAS 8GB/6GB LPDDR5+128/256UFS 中端 车载IVI 2/4GB DRAM+32/64GB eMMC ADAS 2/4GB DRAM+32GB eMMC 低端 车载IVI 1GB/2GB DRAM+8/32GB eMMC ADAS 1GB/2GB DRAM+8GB eMMC 来源：CFM 闪存市场，国金证券研究所 图表 6：不同自动驾驶级别汽车对存储器容量需求预测 2020年 2024年 2030年 自动驾驶等级 Level1/2/2+ Level3/4 Level4/5 车用存储 DRAM NAND DRAM NAND DRAM NAND 车载IVI 3-6GB LPDDR 3/4 16GB-64GB eMMC 6-12GB 128GB-512GB 20GB以上 1TB以上 ADAS 3-6GB LPDDR 3/4 8GB-64GB eMMC 6-18GB 512GB/1TB 20GB以上 2TB以上 来源：CFM 闪存市场，国金证券研究所 DRAM 与 NAND 为车用存储的需求重点，预计到 2025 年全球车用DRAM 和 NAND 合计市场规模有望达到 88 亿美元，21-25 年 CAGR 为53%，单车价值量翻 4.3倍。 行业深度研究 - 6 - 敬请参阅最后一页特别声明 半导体广泛应用在汽车各子系统中，使其成为汽车电动化与智能化的直接受益者，特别是对车用存储器需求将大幅增长。从全球汽车半导体芯片分类来看，车用存储包括 DRAM、NAND、NOR、EPROM/EEPROM 和SRAM等，HIS数据显示，2016 年整体汽车存储芯片为 21 亿美元，2020年达到 39亿美元。 图表 7：2016-2020年全球车用存储芯片市场规模 来源：IHS，国金证券研究所 单车存储容量逐步提升，带动整体存储价值量增长，DRAM 和 NAND 增长较为明显。DRAM和 NAND 汽车电动化与智能化中需求量最大的存储芯片，在汽车存储芯片领域，智能座舱和自动驾驶的应用导致汽车程序、数据量激增，LPDDR(低功耗 DRAM）和 NAND Flash 等高性能的存储器件成为重点需求。我们假设到 2025年全球市场中 L2/3和 L4/5汽车渗透率分别为 60%/5%；目前，车用存储中 DRAM价格为 3.5 美元/GB，NAND 价格为 0.23 美元/GB，单车平均容量为 4GB DRAM 和 64GB NAND，单车价值达到 28.8 美元。随着摩尔定律效应以及存储技术的发展，单 GB存储的价格将逐步下降，我们预计到 2025年 DRAM与 NAND价格分别为 3美元/GB和 0.1 美元/GB，但单车 DRAM和 NAND 的容量将分别达到 20GB和 640GB。 图表 8：2020-2025E单车存储与闪存容量变化情况 来源：TrendForce，国金证券研究所测算 因此，我们测算 2021年全球汽车 DRAM+NAND芯片市场规模为 16.21亿美元左右，预计到 2025 年有望达到 87.98 亿美元，21-25年 CAGR 高达52.64%，单车价值量将由 2021 年的 28.8 美元提升至 2025 年的 124.41美元，5年成长空间达 4.32倍。 0102030402016 2017 2018 2019 2020全球车用存储芯片市场规模（亿美元） 02004006008002020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E每车NAND容量 GB 每车DRAM容量 GB 行业深度研究 - 7 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 9：全球车用DRAM和 NAND市场规模 图表 10：全球单车 DRAM和 NAND价值量 来源：国金证券研究所测算 来源：国金证券研究所测算 从供给端看，DRAM 行业高度集中，呈寡头垄断格局；ISSI 位居车用DRAM 全球第二位。IC Insights数据显示，2018-2020年期间，在 DRAM市场中，三星、海力士和美光垄断了全球约 95%的市场份额。具体到车用DRAM 领域，美光占据 45%的份额，位居全球第一；北京矽成的经营主体ISSI 借其在汽车领域超过 20 年耕耘和丰富多样的车规产品占据 15%的份额，位居全球第二。 图表 11：全球 DRAM市场格局 图表 12：全球汽车 DRAM市场格局 来源：IC Insights，国金证券研究所 来源：IC Insights，国金证券研究所 各主流存储厂商加快车用存储芯片研发。虽然当前车用存储市场规模较小，但由于其高毛利、价格不易受景气周期影响，叠加汽车电动化与智能化带来的广阔的市场增量，各主流存储厂商加快车用存储器的研发。 三大巨头，车用领域美光绝对龙头，三星、海力士加快布局。从各厂商车用 DRAM 产品规划来看，美光以近五成的市占率成为该领域的龙头，因其具备地缘优势，且与欧美 Tier1 车厂合作的时间较长，公司产品种类最齐全，从最传统的 DDR 到 DDR4、LPD2 到 LPD5及 GDDR6，至 NAND、NOR Flash 及 MCP 皆有提供。三星、海力士加快布局汽车 ADAS、信息娱乐系统中提供多种行业解决方案，产品从 NAND、eMMC 到容量更大、读写更快的 UFD、PCLe SSD。 台系厂商方面，南亚科、华邦持续推出更多元产品。南亚科除了拥有从DDR 到 DDR4、LPSDR 到 LPDDR4X 完整的产品组合外，在制程节点上也已大量导入 20nm，且拥有成熟稳定的良率， 整体来看，目前 specialty DRAM 占该公司营收比重超过六成，其中又有近 15%来自于车用。华邦在车用领域深耕超过 10年，尽管三大原厂的制程技术较为领先，但其拥有多数竞争者所不具备的产品线优势，从 specialty DRAM、mobile DRAM、NOR Flash、SLC NAND、到组合式 MCP，产品组合相当完整。 凭借长0204060801002020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E车用NAND市场规模（亿美元） 车用DRAM市场规模（亿美元） 0204060801001201402020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E单车用NAND价值量（美元） 单车用DRAM价值量（美元） 三星 42.7% 海力士 29.6% 美光 23.1% ISSI 0.3% 其他 0.4% 美光 45.0% ISSI 15.0% 三星 10.8% 南亚科 9.5% 华邦电 8.5% 其他 11.2% 行业深度研究 - 8 - 敬请参阅最后一页特别声明 期锁定在收入稳定且获利较高的前装车用市场，华邦车用相关业务已占内存总营收 10%以上且持续成长。 图表 13：车用 DRAM厂商产品规划图 来源：TrendForce，国金证券研究所 当前，我国大陆地区汽车用芯片发展相对滞后，进口率高达 90%。由我国自主研发的汽车芯片多用于车身电子等简单系统，而类似汽车先进传感器、车载网络、三电系统、底盘电控、ADAS（高级驾驶辅助系统）、自动驾驶等关键系统芯片，基本上全部为国外垄断。自 2019 年下半年以来，全球汽车芯片供给陷入短缺，我国本土车规芯片厂商迎来发展机会。 1.2 车用 CIS：21-25 年全球市场规模 CAGR超 32%，单车价值量翻 3倍 2021 年全球 CIS 芯片市场规模有望达 233.2 亿美元。从市场规模上看，全球图像传感器产业规模在过去几年持续保持快速增长态势，从 2016 年的 128 亿美元增长至 2020 年的 208.6 亿美元，期间 CAGR 为 13%。Frost&Sullivan预计 2021年，市场规模将达到 233.2亿美元。 图表 14：2016-2021E全球CIS芯片出货量及增速 图表 15：2016-2021E全球CIS芯片市场规模及增速 来源：Frost&Sullivan，国金证券研究所 来源：Frost&Sullivan，国金证券研究所 车用 CIS 在整个 CIS 市场中占比为 7%左右。CIS 下游分别较为广泛，主要应用于手机、计算机、安防、汽车、消费、工业、医疗以及国防与航空航天等，其中，手机是主流的应用。Yole 数据显示，2020 年全球 CIS 产业仍然由移动和消费者应用主导，占总营收的72%以上。 84 0%5%10%15%20%25%0204060801002016 2017 2018 2019 2020 2021E全球CMOS芯片出货量（亿颗） yoy233.2 0%5%10%15%20%25%30%35%0501001502002502016 2017 2018 2019 2020 2021E全球CMOS图像传感器市场规模（亿美元） yoy行业深度研究 - 9 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 16：2020年 CIS各应用领域份额情况 来源：Yole，国金证券研究所 汽车智能化促使车用 CIS应用场景多面开花，车用 CIS市场空间广阔。车用 CIS 在智能汽车中的应用场景十分广泛，主要分为视觉，车舱内和高级驾驶辅助系统(ADAS)的前向处理三大类。视觉包括倒车影像、前视、后视、俯视、全景泊车影像、车镜取代，用于车舱内的有乘客监控、疲劳驾驶监测、仪表盘控制、行车记录仪(DVR)、气囊，用于高级驾驶辅助系统(ADAS)前向处理的如正向碰撞警告、车道偏离警告、自动远光灯控制、交通信号识别、行人检测、自适应巡航控制、 夜视等等。车用 CIS 应用领域的扩展，催生出了广阔的市场前景。 图表 17：汽车图像传感器应用 来源：电子工程世界，安森美官网，国金证券研究所 自动驾驶级别的提升，驱动汽车 CIS 量价齐升。量的方面，自动驾驶可分为 L0-L5 级别，随着级别的提升车载 ADAS系统搭载摄像头数量增加，L1级别 1颗，L2级别摄像头搭载量在 5-8颗，L3级别在 8颗以上，L4/L5阶段预计需要 10-15 颗。价格方面，从 L0-L5，对车载摄像头像素和抗干扰性等要求不断提升，需要在车辆高速运动中捕捉清晰物体影像，对于技术不断迭代的需求，推升了汽车 CIS 的价值量。一般 L1 级别自动驾驶汽车搭载 1 个后视摄像头通常所需 CIS 像素在 2M 以下，38 美元/颗，L2/L3在 23M、L4/L5在 38M，单价为 1020美元。 图表 18：不同级别自动驾驶搭载摄像头数量 图表 19：不同像素车载CIS价格 自动驾驶级别 平均搭载摄像头数量（颗） L1/2 35 L3 约为8 L4/5 1020 车载CIS 像素 平均单价（美元） 1M 38 2-3M 1012 8M 1520 来源：前瞻研究院，国金证券研究所 来源：半导体产业联盟，国金证券研究所 手机 68% 计算机 8% 安防 8% 汽车 7% 消费 4% 工业 3% 医疗 1% 国防与航天航空 1% 行业深度研究 - 10 - 敬请参阅最后一页特别声明 自动驾驶驶入快车道，预计到 2025 年单车平均搭载摄像头数量为 6 颗。2020 年全球搭载 L2 级别及以上乘用车出货量为 901 万辆，预测到 2024年将增长到 1942 万辆，2020-2024 年 CAGR 为 21%。2021 年，蔚来、小鹏和华为等相继推出 L3级别自动驾驶汽车，加速了自动驾驶在国内的落地。根据乘联会数据，2019 年平均单车搭载摄像头数量为 1.5 颗，2020年则增加到 1.8颗。假设 2025年全球市场中 L2/3和 L4/5汽车渗透率分别为 60%/5%，2030年分别为 73%/25%，我们测算得出 2025年单车平均搭载摄像头数量为 6颗，到 2030年单车平均搭载摄像头数量为 11.8颗。 图表 20：2019-2030E单车平均搭载摄像头数量 来源：国金证券研究所测算 因此，根据全球乘用车出货量数据，我们测算预计到 2025 年全球车载CIS市场规模为 57.5亿美元，2030年将达到 142.2亿美元，10年 CAGR超过 28%。单车价值量将由 2021年的 18.8美元，提升至 2025年的 57.8美元和 2030年的 123.2美元。 图表 21：全球车用 CIS市场规模测算（亿美元） 来源：国金证券研究所测算 安森美、豪威和索尼合计占据车用 CIS 市场超 85%的份额。TSR 数据显示，2019 年全球车用 CMOS 市场中，安森美占据 62%份额，位居第一；豪威位居第二，份额为 20.1%；索尼位居第三，份额为 3%。 1.8 6.0 11.8 024681012142019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E单车搭载摄像头数量（颗） 21% 58% 73% 76% 41% 25% 3% L1及以下 L2/3 L4/5 L4/5 L2/3 L1及以下 15 58 142 2021E 2025E 2030E 自动驾驶级别 市场规模 L1 及以下 L2/3 L4/5 0.1 59 83 行业深度研究 - 11 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 22：全球汽车 CIS市场格局 来源：TSR，国金证券研究所 1.3 车用 MCU：23年全球市场规模为 88亿美元，20-23年 CAGR为 8% 汽车的电子智能化+万物互联+“缺芯”，使得车用 MCU 成为最具潜力的芯片细分市场。传统汽车要用到几十颗 MCU，在汽车自动化、电动化发展趋势下，电子电气架构重构，MCU 被广泛应用于仪表盘，气候控制、娱乐信息、车身电子和底盘以及 ADAS 等系统，MCU 数量需求呈倍数增长。尽管各大半导体厂商持续扩大产能，但受新冠肺炎疫情和“抢产能”的影响，MCU 是 2021 年全球最紧缺的芯片之一，尤其是汽车 MCU 市场仍处于供不应求的状态。 图表 23： MCU在汽车电子中的应用 来源：电子工程世界，国金证券研究所 车用 MCU为全球 MCU产品第一大应用领域，不同位数 MCU产品适用于不同应用场景。2020 年全球 MCU 市场中汽车电子、工控、消费电子、医疗健康占比分别为 35%、24%、18%和 14%。其中，MCU 在汽车电子领域的应用最为广泛。车载 MCU的市场需求主要集中在 8、16和 32位的微控器，应用场景分别为车体各个次系统、动力传动系统和车身控制、仪表板控制、娱乐信息系统、ADAS 和安全系统等。应用场景的复杂程度，随着 MCU产品位数的提高而提高。 安森美 62.0% 豪威 20.1% 索尼 3.0% 其他 14.9% 行业深度研究 - 12 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 24：全球 MCU的下游结构 图表 25：车用 MCU在汽车中的使用情况 MCU产品 应用场景 8 位MCU 车体各个次系统，如风险控制和空调控制等等 16位MCU 动力传动系统（引擎控制），也适合用于底盘机构（电子式动力方向盘） 32位MCU 车身控制、仪表板控制、娱乐信息系统、ADAS、安全系统和电子稳定程序等 来源：IC Insights，国金证券研究所 来源：前瞻产业研究院，国金证券研究所 汽车电动化、智能化趋势，促使车用 MCU 需求量成倍增长。MCU主要作用于最核心的安全与驾驶方面，自动驾驶（辅助）系统的控制，中控系统的显示与运算、发动机、底盘和车身控制等，应用范围十分广阔。一辆传统燃油汽车需要 70 颗左右 MCU芯片，新能源车则需要 100-200 颗 MCU芯片。智能化也将驱动车用 MCU市场增长。L2 及以下 ADAS 硬件方案仍采用传统分布式架构，传感器与 MCU 处理器在边缘硬件模块中同时存在，L2 以下自动驾驶汽车渗透率的提高必将带来汽车 MCU 的需求。同时，智能汽车中的娱乐信息系统、网络系统和自动驾驶系统对 MCU 芯片也有较大的需求，整体每辆智能汽车有望采用超过300颗 MCU。 图表 26：不同类型汽车所需MCU数量 车型 MCU芯片（颗） 燃油汽车 70 新能源汽车 100-200 智能汽车 300+ 来源：IHS，国金证券研究所 预计 2023年全球车用 MCU市场规模将达 88亿美元，20-23 年 CAGR 为8%。随着汽车朝着自动化、电动化、智能化、网联化发展，将大幅拉动MCU的需求，同时因为系统复杂度日益增加，车用 MCU逐渐由 8/16位升级到 32 位。以 ADAS 系统为例，Level2 车型搭载了自适应巡航、车道保持、紧急制动刹车等功能，其中大量使用的车载传感器和车载摄像头需要高性能的 MCU 来做模拟数据的处理与驱动控制，未来更高级别的自动驾驶系统有望加速 MCU 市场的增长。根据 IC Insights 数据显示，2020全球的车规级 MCU 市场规模为 65 亿美元，预计 2023 年将增长至 88 亿美元。 图表 27：2020-2023E全球车用 MCU市场规模 来源：IC Insights，国金证券研究所 市场环境高度集中，海外龙头主导。从汽车 MCU 行业竞争格局观察，全球主要供应商仍以国外厂家为主，行业集中度相对较高，国内汽车用 MCU芯片厂商仅在中低端市场具备较强竞争力。根据前瞻产业研究院统计，33% 25% 23% 11% 8% 汽车电子 工控/医疗 计算机 消费电子 其他 65 88 0204060801002020 2023E全球车用MCU市场规模（亿美元） CAGR 7.7% 行业深度研究 - 13 - 敬请参阅最后一页特别声明 2019 年全球前 5 大 MCU 生产厂商为恩智浦、英飞凌、瑞萨、意法半导体和德州仪器，累计占比 50%，前十大厂商占比达 37%。 图表 28：全球车用 MCU行业主要厂商市场份额 来源：前瞻研究院，国金证券研究所 二、AIoT领域：安防芯片与多媒体SoC芯片是长期成长赛道 2.1 万物互联是未来的发展趋势 5G+AI+IoT 打开万物互联新时代，预计 2025 年全球物联网设备将达 246亿个，20-25年 CAGR 达 14.32%。5G建设的深化为物联网发展提供了基本技术支撑，目前物联网技术不断升级，标准体系持续优化，产业体系得到进一步构造和完善。全球 IoT 设备连接数量由 2015 年的 52 亿个增至2020年的 126亿个，预计 2025年将达到 246亿个。此外，全球物联网市场规模也由 2015 年的 0.61 万亿美元增至 2020 的 1.36 万亿美元。我们认为未来几年全球 IoT设备连接数量和市场规模将持续增长。 图表 29：2015-2025E全球物联网设备连接数量及预测 来源：GSMA，国金证券研究所 中国 IoT 市场空间大，预计到 2025 年国内物联网连接量将翻倍达到 150亿个，物联网支出规模翻 2倍达到 3089.8亿美元。据艾瑞咨询数据，中国物联网连接量由 2016 年的 9 亿个增至 2020 年的 74 亿个，预计 2025 年将突破 150 亿个。与此同时，中国物联网支出规模也与日俱增。据 IDC 数据，2020 年中国物联网支出规模约 1630 亿美元，预计 2025 年将达到3069.8 亿美元。国内持续增长的物联网设备连接量将带动相关市场的规模，物联网应用领域的落地将带动对应芯片迅速放量。 14% 11% 10% 8% 7% 6% 4% 3% 37% 恩智浦 英飞凌 瑞萨 意法半导体 德州仪器 博世 安森美 0%5%10%15%20%25%30%0501001502002503002015 2016 2017 2018 2019 2020E2021E2022E2023E2024E2025E全球物联网设备连接数量（亿个） yoy行业深度研究 - 14 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 30：2016-2025E中国物联网设备连接数量及预测 图表 31：2020-2025E中国物联网支出规模及预测 来源：艾瑞咨询，国金证券研究所 来源：IDC，国金证券研究所 随着 5G 商业步伐进程的加快和物联网行业的发展，AIoT 下游智能应用场景逐渐丰富。5G 普及为物联网提供强有力的技术支持，物联网设备连接量的增加促进 AIoT 下游智能应用不断涌现。AIoT 产业下游主要包括车载运输、智慧能源、智能安防、智慧城市、智慧工业、智慧医疗、智慧农业等。 图表 32：AIoT产业下游应用场景增速与规模 下游场景 规模及增速 车载运输 全球车联网市场正以 25%的年均复合增速增长，全球车联网连接数预计到 2025 年将突破 10 亿，车联网系统在汽车中的应用将不断普及。 智慧能源 全球至2020年智能电表渗透率达到59%，智能电表安装量为9.63 亿台、智能水表出货量将达5,400万台，2016-2020年CAGR 为9.1%。 智能安防 根据中安协发布中国安防行业“十三五”(2016-2020年）发展规划指出，“十三五”期间，安防行业将向规模化、自动化、智能化转型升级，到2020年安防企业总收入达到8,000 亿元左右，年增长率达到10%以上。 智慧城市 2020年，全世界智慧城市总投资额达到 1,200 亿美元。目前，物联网应用中智慧城市的相关项目占比高达 20%，是物联网技术的重要应用载体。 智慧工业 2020年，全球工业物联网市场规模达到 1,320 亿美元。预计到2030 年工业物联网可在全球创造高达 140万亿美元的经济效益。 智慧医疗 2020年，全球智慧医疗达到1,630 亿美元，2015-2020年CAGR 达到38%。 智慧农业 假设到2025年全球有5.25 亿农场基地，那么这些农场将使用6 亿个传感器以支持农业物联网，则对应智慧农业市场规模有望从2016年的90.2 亿美元达到2025 年的184.5 亿美元，CAGR 为12.67%。 智慧生活 预计到2025年老人小孩可穿戴连接数为1 亿，宝物追踪预计连接数为300万，特殊人群追踪预计连接数为200万。 来源：观研天下，国金证券研究所 SoC 芯片被广泛用于物联网各大场景中。芯片作为物联网核心元器件，物联网领域中使用的芯片通常被集成在传感器或模组中，具有极强的数据处理和运算能力。为了提高 AIoT相关设备的灵活程度和微电池的寿命，芯片将朝着高性能、低功耗方向不断发展。由于 SoC 芯片在性能、功耗、成本等方面具备优势，在物联网中被广泛使用。我们看好未来 5-10 年安防市场和消费市场对 SoC芯片的持续需求。 2.2 安防市场：IPC和 NVR需求有望持续旺盛 网络监控系统中使用前端网络摄像机 IPC SoC和后端NVR SoC芯片 前端 IPC SoC是视频监控网络摄像机的核心，后端 NVR SoC负责实现储存、编解码、智能处理分类等功能。IPC SoC 芯片通常集成了嵌入式处理器（CPU）、 图像信号（ISP）处理模块、音视频编码模块、网络接口模块、安全加密模块和内存子系统，部分芯片还集成了视频智能处理模块。IPC SoC 芯片控制 ISP 模块和视频编解码模块的运作，图像传感器（CMOS）采集原始视频信号后传输至负责复原或增强的ISP 模块，随后通过视频编码模块进行压缩，压缩后的视频码流通过网络或无线链路传输至后端 NVR进行储存和管理。 9 16 31 55 74 150 0%10%20%30%0501001502002016 2017 2018 2019 2020 2025E中国物联网设备连接数量（亿个） y