广发电子|半导体行业:智能汽车破浪有时,车载存储帆济沧海

（以下内容从广发证券《广发电子|半导体行业:智能汽车破浪有时,车载存储帆济沧海》研报附件原文摘录）
　　在汽车电动化和智能化的趋势推动下，叠加上产业升级带来汽车格局重塑机遇，汽车存储芯片高成长、空间大，在半导体版图中位置愈加突出。 摘 要 存储芯片是汽车计算和感知的粮仓，智能化带动汽车存储需求高增。存储芯片在汽车上的应用主要有：（1）DRAM（DDR/GDDR/LPDDR）：主要应用于液晶仪表、导航中控、娱乐信息以及自动驾驶等需要高内存带宽的系统。（2）NAND / NOR / EEPROM：NAND Flash主要用于液晶仪表、行车记录仪、自动驾驶等大容量存储需求的系统；NOR Flash多用于显示系统、ADAS系统等对启动速度要求较高的设备；EEPROM主要用于显示屏、摄像头、BMS、智能座舱等需要低功耗、高擦写次数存储的设备。汽车智能化升级促使汽车增加更多ADAS功能、屏幕、传感器和摄像头数量，同时网联化、电动化催生了T-box、智能座舱等需求，因此单车存储容量需求显著提升，预计未来将超过手机单机所需存储容量。根据TrendForce预测，2025年全球汽车存储芯片市场规模将达82亿美元，2020-2025年CAGR为15.4%，在下游细分存储市场中成长性极佳。 汽车DRAM未来五年持续高增长，本土厂商迎机遇。市场空间方面，娱乐信息系统为汽车DRAM短期主要发展驱动力，自动驾驶系统内应用有望推动长足发展。根据Yole预测，2026年汽车DRAM容量/市场规模将较2020年提升35%/26%。格局方面，汽车DRAM暂时以DDR3/LPDDR3及以下世代产品为主，叠加国内造车新势力崛起以及其对培养本土供应链的需求，国内厂商迎来追赶的历史机遇。 NAND和Nor各具优势，Flash厂商差异化布局。市场空间方面，（1）NAND：智能化升级推动ADAS渗透率和传感器数量提升，网联化催生Tbox需求，因此需要NAND存储大量数据。（2）NOR Flash：NOR在快速启动方面具备优势，在摄像头、ADAS中广泛应用，并直接受益于车载摄像头和ADAS渗透率提升。 汽车EEPROM应用范围扩大，单车用量快速提升。市场空间方面，智能化和电动化推动车用EEPROM应用范围扩大至BMS、ADAS等领域，单车用量快速提升.我们测算至2025年汽车EEPROM市场空间约7.55亿美金。 风险提示 汽车出货量不及预期；汽车电气化和智能化渗透率不及预期；行业竞争加剧等。 正 文 一、智能化催生近百亿车载存储市场 （一）空间：从GB到TB，智能化趋势推动市场高速增长 汽车存储芯片是CAGR 15%+的高成长性赛道，2025E市场空间超80亿美金。根据IHS的数据，2020年全球汽车存储芯片市场规模约40亿美元，2025年预计达82亿美元，CAGR为15.4%。参照IC insights的数据,全球汽车存储芯片市场增速领先于存储IC整体市场规模增速的10.6%。在汽车电动化和智能化的趋势推动下，叠加上产业升级带来汽车格局重塑机遇，汽车存储芯片市场将成为一个高成长的半导体细分赛道，在存储芯片和半导体投资版图中位置愈加清晰和突出。 智能车存储芯片分布广泛，海量数据处理提高了存储容量需求。汽车的智能化促使汽车行业从以机械系统为主向数据驱动创新转变，由此产生巨大的数据量，推动存储芯片多维分布。汽车的ADAS（高级辅助驾驶系统）、动力传动系统、传感器、信息娱乐系统、仪表板以及互联系统均是车载存储的重要应用部位。车载信息娱乐(IVI，in-vehicle infotainment )和ADAS中都需要使用的人工智能（如手势识别、自然语言处理、计算机视觉、目标检测和识别），还有高清显示屏、自适应巡航控制、语音助手和其他数字化座舱功能。汽车需要在瞬间整合并分析这些数据，对内存和计算的需求也因此呈指数级增长。 以传感器为例，ADAS和自动驾驶系统的传感器每天可以产生4-20TB的数据，而这些数据必须实时处理，以便以由AI驱动的系统能够做出即时反应。据SK海力士预估，单车DRAM容量需求可高达151GB，NAND容量需求可高达1856GB。单车存储的价值量也随容量的扩张而迅速攀升。 长期来看，自动驾驶技术升级成为车规存储市场发展的根本动力。智能驾驶等级具体表现为人工智能系统对汽车驾驶的协助程度。协助程度越高，汽车主芯片SoC算力需求越高，由此产生海量的数据，因此自动驾驶技术升级成为带动车规级存储发展的根本动力。从带宽需求和容量需求来看，L1和L2级对于存储的带宽需求多在100GB/s以下，且L1/L2容量的需求稳步爬升。L3及以上级自动驾驶对存储带宽和容量需求边际提高。 目前主流智能汽车的自动驾驶技术仍处于1/2级，预计在2030年自动驾驶将会发展至L4和L5等高等级。自动驾驶技术升级带来车规存储的带宽持续高增长是长期趋势，推动整车容量量级实现从GB到TB的突破。以美光预测的ADAS为例，Level 5与Level 1相比，带宽提高20倍，DRAM容量提高8倍，NAND容量提高125倍，达到TB级别。 中短期来看，ADAS升级和车内体验是汽车存储现阶段增长核心。在电动化取得实质性进步，和L4/L5获得实质性突破的前夜，ADAS、汽车内部/座舱和 "车内体验"（IVE）成为消费者购买决策和OEM品牌识别的主要因素，也是近年来国内外新能源汽车厂商的发力重点。 具体分汽车存储IC类别来看： （1）DRAM: ADAS和车载娱乐系统大力推动汽车DRAM需求。随着自动驾驶技术的发展，未来将会形成“端-边-云”的数据架构，来确保自动驾驶汽车的安全性。但是由于云端数据传输到汽车会有一定的延时，为了满足低延时的要求，对延时要求高的数据就必须存储在汽车端，汽车平均DRAM容量增长较快。车用DRAM相关应用目前分为四大领域，包含车载信息娱乐系统（Infotainment）、ADAS、车载信息系统（Telematics）、数位仪表板（D-cluster）。根据Trend force的数据，细分系统来看，ADAS占据容量飞速增长，车载娱乐系统占据容量同样较大、增速平稳。 DRAM市场量价齐升，车载存储领跑下游应用。随着大数据时代来临，数据存储需求激增。根据Yole数据，DRAM下游五大应用中，服务器单机容量和价值量最大，其次为PC/NB，受益于汽车智能化程度不断提升，预计2026年汽车将成长为第二大市场，并且汽车DRAM在各下游单个终端平均容量提升幅度最大，2020-2026年CAGR为35%，对应单汽车价值量提升26%，成长幅度遥遥领先于下游其他应用。 （2）NAND: 智能化驱动NAND存储技术向大容量、高可靠性进化。根据SK海力士预测，随着自动驾驶等级的提升，2020年到2030年单车需要的NAND容量将从128GB上升至超过1TB。ADAS和车载IVI同样是NAND的最大的两个细分应用系统，预计2030年车载IVI系统单车容量达到512GB~1TB，ADAS单车容量达到64~256GB。回顾车载NAND存储技术的发展，高性能UFS和大容量SSD逐渐取代低性能MCP，成为未来车载NAND的主要技术。 NAND市场稳中有升，车载存储领域迎来爆发性增长。NAND下游包含五大应用，除车载存储外，其余四大应用2020-2026年容量年复合增速均维持15%~20%，市场规模整体平稳。车载存储NAND应用一骑绝尘，预计2026年容量预计达到820GB单车，对应单车价值量也将大幅提升。 （3）NOR Flash：ADAS车载系统带来显著NOR-Flash市场增量。ADAS即高级驾驶辅助系统，在汽车启动后，高分辨率显示屏需要在极短时间内显示仪表盘、导航地图，以及可支持ADAS的后视摄像机画面等高解析图形，符合xSPI规范的8通道SPI NOR-Flash的即时启动特性可将整个过程缩短在1s以内，主要用于ADAS摄像头和仪表盘中储存BIOS/程序码，从而解决当前ADAS系统缓慢上电问题。 （4）EEPROM：汽车智能化和电动化推动车用EEPROM用量提升。汽车电子已成为EEPROM最具潜力的市场之一，也是EEPROM市场增长的重要驱动力。EEPROM多用于存储小规模、经常需要修改的数据，多用于具体摄像头模组内存储镜头与图像的矫正参数、液晶面板内存储参数和配置文件、蓝牙模块内存储控制参数等。这分别对应了智能车对“多摄像头”（自动驾驶和ADAS）、“多屏趋势”（车载娱乐）、“互联”（蓝牙通信）等需求。除此外还广泛应用于：引擎控制单位、车身控制模组、数字服务及导航等部位。根据安森美数据，平均每辆车上的EEPROM使用需求约15颗，而智能新能源车往往多摄像头，多屏，具有ADAS功能等，因此单车EEPROM数量更多。 （二）格局：从壁垒高企到格局突破，本土厂商大有可为 车规级芯片需要通过AEC-Q100、TS16949等认证方可投入生产。汽车存储芯片产品行业门槛高，相比消费级存储芯片，工作电压和工作温度跨度较大，对可靠性和使用寿命有着严格的要求，更注重产品安全性和品质可靠性。能够进入汽车主流供应链车厂的芯片，都要求通过AECQ100、TS16949可靠度标准认证和ISO26262、ISO21434等安全认证。根据AEC-Q100标准，工作温度满足-40℃~105℃范围可达到AEC-Q100等级1，满足-40℃~140℃范围方可达到最高认证等级。 汽车芯片认证周期长。车规级存储芯片研发、认证周期长 (一般至少2年时间)、开发和运营成本高、产业链配套要求高。主要是因为汽车的开发周期比较长，一个新车型的研发和上市验证至少需要两年时间，这意味着汽车存储芯片的设计要具有前瞻性，能够满足三到五年客户的需求。此外，随着现在车上的软件种类越来越多，应用越来越广泛，芯片开发不仅需要支持多种操作系统，还需要配合各种软件的不断迭代。 汽车存储芯片产品在具备较高的运算性能的同时更注重产品品质和可靠性。车载存储芯片进入车厂前要求通过 AECQ100、TS16949 认证，存储使用寿命要求达到 5 年或10 年，汽车环境往往温差在100℃以上，同时还要具有防震、抗摔等特性。 汽车存储芯片龙头集中明显，海外大厂较易自然延伸至汽车增量市场。DRAM和NAND占据存储芯片超90%市场规模，且行业集中度极高。据IC Insight数据，三星、SK海力士和美光占据DRAM约94%市场份额。三星、海力士、美光、微芯等海外大厂产品覆盖完备。汽车存储领域本是海外大厂在传统汽车时代的覆盖业务，可自然延伸至智能汽车时代发展出的增量细分市场。其中，意法半导体逐步退出消费级EEPROM，将EEPROM业务中心转移至汽车领域。美光在汽车DRAM里布局突出，2021年度进行了LPDDR5采样测试，参考Yole和The Information Network数据，美光在全球车用DRAM领域占据近半市场份额。我们认为，这不仅和美光自身战略重视、技术先进，卡位价值量较高的用于ADAS的LPDDR相关外，也与美光和欧美车厂有着较好的产业链合作关系相关。 增量需求多+本土造车新势力崛起，助力本土企业快速破局。复盘半导体发展历史，技术的革命与产业链体系的搭建对半导体行业的发展至关重要。从英特尔研发CPU开始，PC与互联网的推广构建存储芯片的产业链体系，推动日韩半导体崛起；21世纪通信时代高速发展，从1G到5G的技术革命与下游万物互联需求多样化共同形成良好的发展土壤，高通、博通、华为迎来腾飞，带动相关产业链上游半导体厂商发展。 步入21世纪的第二个十年，汽车智能化成为半导体发展新动能，再一次带来汽车作为交通出行工具转变为“智能终端”的产业链重构。产业链中游OEM厂商技术突破与下游Tier 1车厂产品推广成为产业链构成的关键。受益于国内汽车向新能源、智能化转型，本土存储IC迎来时代机遇，有望快速破局。 从品类上看，我们认为，汽车EEPROM和NOR Flash或成为本土存储厂商现阶段突破重点领域。主要系：（1）制程和代工方面：车规芯片以成熟制程的产品为主，车用EEPROM和NOR Flash的行业主流制程仍分别多为55nm和130nm等。对比已经进展到1x、1y、1z等先进制程的DRAM，对制程升级相对不敏感，同时国内有较为丰富的成熟制程代工资源和经验。（2）壁垒方面：DRAM和NAND属于国际存储大厂凭借IDM模式角逐的大赛道，有着较高的技术和资金壁垒，也是国际大厂的优势领域。 从国内公司布局来看，在汽车缺芯和国产替代机遇下，布局存储IC的厂商均在2021-2022年陆续研发成功汽车用存储IC产品，并通过车规认证和导入汽车客户，展现了强劲的破局势头。汽车客户粘性较大，单芯片的价值量和毛利率相对消费级IC更高，未来有望给本土存储IC产生带来一定业绩弹性。 风险提示 汽车出货量不及预期；汽车电气化和智能化渗透率不及预期；行业竞争加剧等。 报告信息 本摘要选自报告：《半导体行业：智能汽车破浪有时，车载存储帆济沧海》2022-7-13 报告作者： 许兴军 S0260514050002 王亮 S0260519060001 谢淑颖 S0260520080005 法律声明 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