电气化加速SiC应用，ADAS系统传感器需求激增

摘要：导言：YOLE Group在最近颁布的白皮书报告《Driving the future：china's pivotal role in automotive semiconductor innovation》中解释了汽车行业正经历深刻变革，半导体技术成为核心驱

导言：YOLE Group在最近颁布的白皮书报告《Driving the future：china's pivotal role in automotive semiconductor innovation》中解释了汽车行业正经历深刻变革，半导体技术成为核心驱动力，中国在其中扮演着关键角色。汽车行业正从传统燃油车向电动化、智能化、网联化转型，半导体作为实现这些功能的核心部件，其重要性日益凸显。中国拥有全球最大的汽车市场，且在政策支持、产业协同和技术创新等方面表现突出，已成为全球汽车半导体产业的重要推动力量。例如，中国政府推出了一系列激励措施支持汽车半导体产业发展，比亚迪、吉利等车企纷纷转向自研 MCU，地平线、禾赛等企业在传感器、芯片等关键领域不断突破。同时，中国整车厂商正逐步增加国产半导体器件采购，替代英飞凌、恩智浦等全球主要供应商，这对全球汽车半导体产业格局产生了重大影响。本文对这份报告进行解析。

01 中国在汽车半导体创新中的关键作用

中国汽车产业快速扩张，并在全球范围内展现出日益增强的竞争力。中国OEM能够走在行业前列，其成功源于快速迭代的创新能力，低性价比的运营模式，以及对半导体的高度重视，因为半导体是现代汽车技术的核心组成部分。

当前，中国厂商在电力电子（IGBT，SiC MOSFET, JFET, GaN HEMT等）领域表现活跃，随着汽车供应链的演变，中国厂商正逐步进军系统级芯片(SoC)与微控制器（MCU）领域。中国在以下领域占据主导地位：电动汽车电机磁体关键原材料生产、电动汽车电池生产、电池技术研发及高产量电池制造。中国整车厂商在电力电子领域积极布局，且随着汽车供应链的演变，正逐步进军系统级芯片（SoC）与微控制器（MCU）领域。由于汽车系统级芯片（SoC）与微控制器（MCU）市场通常要求符合 ISO 26262 等严格安全标准，这一布局过程极具挑战性。然而，其回报也十分可观：不仅能逐步扩大在全球 MCU 收入最大市场的份额，还能获得长期设计订单。

十余年来，中国政府推出的丰厚激励政策，助力中国企业（包括传统汽车制造商与专注电动汽车的初创企业）在本土市场确立主导地位，并逐步提升海外市场份额。中国的一级供应商（Tier 1）抓住增长机遇，众多本土新玩家涌现，市场竞争愈发激烈，推动整个供应链持续降低成本。多数中国整车厂商采用内部研发模式，这不仅使它们保留了上游利润，还减少了与外部供应商的沟通环节，大幅提升了运营效率。

02 电气化重新定义汽车产业规则

从历史上看，全球汽车市场长期由欧美日韩的汽车制造商主导，这些企业凭借数十年的内燃机（ICE）技术积累占据优势地位。西方制造商最初主要通过向中国出口汽车，或依托自身先进技术在华建立本土化生产合作关系。

然而，汽车电气化转型彻底重塑了竞争格局；在电动汽车时代，数十年的内燃机技术积累不再是决定性优势。中国制造商拥有稀土元素、锂等关键原材料的便捷获取渠道，具备电池技术与大规模生产能力，正迅速提升市场地位。目前，中国企业通过向欧洲及其他全球市场出口电动汽车，不断扩大全球影响力。

当前，中国占据全球30%的汽车市场份额，贡献全球60%的电动汽车销量；自2023年起，中国已经成为全球最大汽车出口国，市场版图已经从亚洲拓展至欧洲与拉丁美洲。

中国整车厂商正加大对半导体领域的掌控力度，为下一轮技术突破蓄力；相比而言更愿意承担更大风险，通过大胆的战略投资加速发展。

多数日韩欧洲整车厂商则采取更为传统的转型路径，选择继续与长期合作的供应链伙伴合作。大部分整车厂商并未参与半导体研发或生产；部分企业虽在构建上游供应链，但投入规模极小。

03 中国主机厂凭借前瞻视野与本土支持

加速碳化硅应用

中国之所以能在全球汽车市场占据优势地位，部分原因在于其积极推动电气化进程 —— 这一进程与当前汽车行业趋势高度契合。

美国、欧洲等早期采用者与中国这一 “早期多数市场” 之间的差距正不断扩大，这对大型汽车市场而言颇具挑战性。尽管中国电动汽车渗透率持续提升，但过去两年的情况显示，美国和欧洲的电动汽车普及可能出现停滞甚至倒退。

电动汽车是碳化硅技术的最大市场领域，SiC能为车辆用户带来显著价值：与基于IGBT 的逆变器相比，碳化硅逆变器的功耗与效率损失更低，可延长车辆续航里程。

自特斯拉 Model 3 首次采用碳化硅逆变器以来，该技术已成为行业焦点。目前，许多整车厂商正推出高端车型，在 400V 和 800V 平台的主逆变器以及车载充电器中采用碳化硅；部分高端运动型电动汽车也因性能与系统小型化需求，引入了碳化硅技术。截至目前，受成本限制，碳化硅主要应用于高端品牌与车型，但未来其应用范围有望进一步扩大。

汽车制造商也在探索将氮化镓（GaN）技术作为碳化硅的补充或替代方案；英飞凌、意法半导体、瑞萨电子等西方半导体制造商正投资氮化镓企业。

中国整车厂商正加速整合高压系统及子系统；高度集成系统（如 7 合 1、8 合 1 解决方案）对功率器件有特殊要求，电动汽车企业已意识到碳化硅在这些系统中的潜在价值。例如，电子制造商小米正引领创新，在其电动汽车的所有高压系统中应用碳化硅技术；未来几年，将是决定功率半导体制造、供应链动态及全球电气化进程走向的关键时期。

04 ADAS系统传感器需求激增

L2 + 级高级驾驶辅助系统正逐步成为标准配置，而非 “可有可无” 的功能。高级驾驶辅助系统正成为吉利、理想、蔚来、小鹏等中国整车厂商的核心战略能力；地平线、禾赛、速腾聚创、豪威等本土供应链企业正不断降低成本。

高级驾驶辅助系统正快速演进：从 “脚离踏板” 功能（如自适应巡航控制、高级紧急制动），到 “手离方向盘” 功能（如车道居中、自动泊车辅助、导航辅助自动驾驶），最终将实现 “眼离路面” 驾驶（如高速公路领航辅助）；这一演进要求所有关键车辆系统（从传感器、电源到转向、制动系统）具备冗余设计，进而催生全新架构 —— 这意味着汽车在结构层面需进行彻底重新设计。随着系统复杂性提升，需集成更多传感器，包括雷达、摄像头与激光雷达（LiDAR）。

到 2029 年，高级驾驶辅助系统（ADAS）渗透率将达到约 87%，前置高级驾驶辅助摄像头有望成为所有新车的标准配置；2022 年，平均每辆车搭载 1.7 个雷达，预计到 2029 年，这一数字将提升至近 3 个，且 46% 的整车厂商计划为每辆车配备 6 个雷达；雷达技术正快速演进：从只能追踪少量移动物体，到能实现高分辨率成像，全方位感知周围环境。

高级驾驶辅助系统（ADAS）前置摄像头分辨率已从 2021 年的 120-240 万像素（MP）提升至目前的 500-800 万像素，预计到 2030 年可能进一步提升至 1200 万像素 —— 这是因为需要识别更远距离的更多物体，以全面掌握车辆周边环境。

此外，车载显示屏尺寸不断增大，对环视摄像头分辨率提出更高要求；同时，环视摄像头需兼顾视野显示与泊车辅助或其他高级驾驶辅助功能，因此也需要更高分辨率以扩大感知范围。基于此，环视摄像头分辨率有望从 240-300 万像素提升至 500 万像素。

05 汽车电子电气架构变化对半导体影响

在传统分布式设计中，每个传感器均内置处理功能；而在更先进的集中式架构中，传感器的处理任务被整合，由域控制器统一处理来自多个摄像头、雷达与激光雷达（LiDAR）的数据。这一演进将提升域架构的价格与性能水平。

在向更集中化的电子电气（E/E）架构转型过程中，汽车供电系统也在经历变革 —— 从 12/24V 升级至 48V。这一升级催生了对多类模拟器件的需求，例如 48V 转低压直流 / 直流（DC/DC）转换器、48V 电机驱动器、输出电压为 48V 的功率开关分立器件；对于更先进的电子电气架构，还需要电子保险丝（e-Fuse）。

过去 20 年间，整车厂商一直面临 “电子控制单元（ECU）过多” 的难题 —— 汽车控制器局域网（CAN 总线）上的数据流量过大，可能导致控制失效、成本超支、重量增加、空间不足及能耗过高。过去十年间，行业主要采取两项战略解决方案：一是转向 CAN-FD、以太网及无线网络，大幅提升带宽与数据传输速率，同时减少重量与空间占用；二是减少电子控制单元数量 —— 通过将数据处理任务转移并整合到性能更高、效率更强的处理器与微控制器（MCU）中。从理论上讲，电子控制单元的减少可能对相关企业收入产生重大影响。然而，网络升级与处理性能提升的巨大成功，催生了此前未预料到的高级驾驶辅助系统（ADAS）与信息娱乐功能。电子控制单元并未减少，反而不断演进；具备多功能集成能力的微控制器（MCU）价值则持续提升。

软件定义汽车（SDV）的主要影响集中在处理器、内存与微控制器（MCU）器件领域。软件定义汽车推动区域架构（Zonal Architecture）的采用，简化了系统部署；同时，软件定义汽车需 3-5 亿行代码，因此需提升内存容量（以处理传感器与显示屏数据），包括采用读写速度更快的 DRAM 与 NAND 闪存。随着汽车对高性能、低成本系统级芯片（SoC）的需求持续增长，汽车行业企业正考虑将芯粒（Chiplet）技术作为解决方案。

06 总结

全球汽车厂商通常采用三种不同的策略开展与中国电动汽车产业的合作：“本土生产，本土销售” 策略：如大众与丰田的做法；与中国合作，借力供应链与研发资源：如 Stellantis 集团与雷诺；与中国电力电子企业合作：如意法半导体与新东微电子，为降低成本、加快产品开发，英飞凌与意法半导体正直接从中国采购碳化硅（SiC）衬底。

通过上述及其他方式，中国的快速发展与庞大产能建设，不仅能帮助国际整车厂商降低成本，还能加速其技术应用进程；对中国供应商而言，可与国际合作伙伴就全球标准展开合作，制定便于其他整车厂商应用其技术的协议。