按照國際通行的半導體產品標準方式劃分：汽車半導體可以分為四類：集成電路（微控制器、模擬 IC、邏輯 IC、存儲芯片），分立器件，傳感器和執行器、光電子器件共四大類。根據 HIS 數據統計，預計 2025 年全球汽車半導體市場規模將達到682 億美元，其中模擬 IC 約 170 億美元、分立器件約 110 億美元、邏輯 IC 約 101億美元、存儲 IC 約 87 億美元、微控制器約 85 億美元、光學半導體約 66 億美元、傳感器與執行器約 63 億美元。

按照半導體在智能汽車上具體的應用領域劃分：汽車半導體可分為與智能化相關的計算芯片、存儲芯片、傳感與執行器芯片、通信芯片，以及與電動化相關的能源供給芯片。同時，隨著處理事件復雜性的日益提升，亦存在將幾種不同類型的芯片集成在一起，形成系統級芯片（SoC）。通常，SoC 芯片中包含一個或多個處理器、存儲器、模擬電路模塊、數模混合信號模塊以及片上可編程邏輯，從而可以有效地降低電子/信息系統產品的開發成本，縮短開發周期，提高產品的競爭力。

• 計算及控制芯片：此類芯片以微控制器和邏輯 IC 為主，主要用作計算分析和決策。與人體大腦類似，可分為主控芯片和輔助芯片。其中，主控芯片包含MCU（微處理器）、CPU（中央處理單元）、FPGA（現場可編程門陣列器件）、ASIC（專用芯片）等，輔助芯片則包含主管圖形圖像處理的 GPU 以及主打人工智能計算的 AI 芯片等。

• 存儲芯片：主要用于數據存儲功能，具體包含 DRAM（動態存儲器）、SRAM（靜態存儲器）、FLASH（閃存芯片）等。

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• 傳感芯片：主要用于探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），并將探知的信息轉變為電信號或其他所需形式傳遞給其他設備。具體包含 CIS（CMOS 圖像傳感器）、MEMS、電流傳感器、磁傳感器、陀螺儀、VCSEL 芯片和 SPAD 芯片（用于激光雷達）。

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• 通信芯片：主要用于發送、接收以及傳輸通信信號，具體包括基帶芯片、射頻芯片、信道芯片、電力線載波通信芯片、衛星導航芯片等。

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• 能源供給芯片：主要用于保證和調節能源傳輸，以分立器件為主。具體包括電源管理芯片（AC/DC、LED 驅動芯片等）、晶體管（IGBT、MOSFET 等）、二極管、晶閘管等。

從芯片類型上來看，傳統用于中央計算的 CPU 已無法滿足智能汽車的算力需求，集合 AI 加速器的系統級芯片（SoC）應運而生。在分布式架構時代，ECU 是汽車功能系統的核心，其主控芯片為 CPU，僅用于邏輯控制（是與非、加或減）。隨著E/E 架構由分布式向域控制器/中央計算升級的進程加快，域控制器（DCU）正取代ECU 成為智能汽車的標配。在此升級過程中，僅依靠 CPU 的算力與功能早已無法滿足汽車智能化所需，將 CPU 與 GPU、FPGA、ASIC 等通用/專用芯片異構融合的SoC 方案被推至臺前，成為各大 AI 芯片廠商算力軍備競賽的主賽道。

SoC 中各處理器芯片各司其職，其中 CPU 負責邏輯運算和任務調度；GPU 作為通用加速器，可承擔 CNN 等神經網絡計算與機器學習任務，將在較長時間內承擔主要計算工作；FPGA 作為硬件加速器，具備可編程的優點，在 RNN/LSTM/強化學習等順序類機器學習中表現優異，在部分成熟算法領域發揮著突出作用；ASIC 可實現性能和功耗最優，作為全定制的方案將在自動駕駛算法中凸顯其價值。

從應用場景來看，計算芯片可以劃分為智能座艙芯片和自動駕駛芯片、車身控制芯片。

（1）智能座艙芯片

芯片結構：以“CPU+功能模塊”的 SoC 異構融合方案為主。以高通智能座艙主控計算芯片 820A 系列為例：高通 820A 芯片采用 14 納米工藝，從整體性能上來看，可以實現 hypervisor 和 QNX 系統啟動時間小于 3 秒，Android 系統啟動時間小于 18 秒，倒車影像啟動小于 3 秒。進一步拆解后可分為四大模塊：（1）CPU，采用主頻高達 2.1GHz 的 64 位四核處理器（Qualcomm? Kryo? CPU），用于對所有硬件資源的調度與管理；（2）GPU，采用高通 Adreno530GPU，可支持多個 4K 超高清觸屏顯示，實現一芯多屏；（3）DSP，采用Qualcomm? Hexagon? 680 DSP，能夠在不增加 CPU 負載的情況下，支持 8 個攝像頭傳感器同時輸入；（4）LTE 調制解調器模塊，確保車輛在行駛過程中獲得持續的移動連接性。除此之外，該芯片可搭載高通深度學習軟件開發包(SDK)——Qualcomm 驍龍神經處理引擎(NPE)，從而可集成基于機器學習的先進駕駛輔助系統。

競爭格局：瑞薩、英偉達、高通、英特爾、三星等廠商憑借優越的芯片性能和供應鏈在中高端座艙芯片領域脫穎而出。其中，高通、三星、英偉達由于其在手機、消費電子等領域龐大的出貨量及技術儲備而大幅攤薄新一代架構的研發成本（7nm、5nm 制程的研發費用高昂），因而可率先卡位智能座艙芯片賽道。目前，高通在國內新興旗艦車型上近乎實現壟斷，其座艙產品迭代速度幾乎與手機產品同時更新（三星、聯發科座艙芯片至少落后手機一代）。根據高通數據顯示，其 2021 年汽車芯片在手訂單逾 80 億美元，主控芯片月出貨量高達數百萬顆。國產廠商方面，華為和地平線分別憑借麒麟 990A 和征程 2 快速出圈，華為與高通類似，擁有強大的研發、萬物互聯的鴻蒙生態以及不遜于高通的迭代能力，極狐阿爾法 S 是首款搭載麒麟 990A 的車型，單顆芯片可同時驅動12.3 英寸液晶儀表、20.3 春 4K 觸控屏以及 8 寸的 HUD，整體算力達到3.5TOPS（高通最新座艙芯片 SA8155P 為 3TOPS）。而地平線也因其開放的開發平臺和完備的工具鏈受到主機廠青睞，其征程 2 座艙芯片已獲得長安 UNI-T車型定點。

（2）自動駕駛芯片

芯片結構：以“CPU+GPU+NPU”的 SoC 異構方案為主。以英偉達自動駕駛主控計算芯片 Xavier 系列為例，該 SoC 芯片主要包含控制單元、計算單元、AI 加速單元三大模塊：（1）控制單元（CPU）：基于 ARM 架構的 8 核 Carmel CPU；（2）計算單元（GPU）：基于 NVIDIA Volta 架構，在 20W 功率下單精度浮點性能可達到 1.3TFLOPS，Tensor 核心性能為 20TOPS，當功率提升到 30W時，算力可達到 30TOPS，性能強勁且具有可編程性；（3）ASIC（AI 加速單元）：包含深度學習加速器（DLA，Deep Learning Accelerator）和可編程視覺加速器（PVA，Programmable Vision Accelerator）兩個 ASIC 芯片，旨在提高CPU 性能（perf/watt）。

競爭格局：按照供應方式可以分為軟硬一體式解決方案和開放式解決方案兩大陣營。其中，英特爾（Mobileye）和華為是國內外自動駕駛軟硬一體式解決方案提供商的代表，即將傳感器、芯片、算法綁定銷售的全家桶式方案。該方案優勢是能夠幫助自研能力不足的主機廠快速上車量產，其中 Mobileye 系列芯片截至 2019 年底出貨 5400 萬，全球 ADAS 市場占有率約為 70%（2019 年），特斯拉早期便在 Autopilot HW1.0 中采用 Mobileye EyeQ3 作為自動駕駛主控芯片。

此外，華為也宣布提供全棧式解決方案，華為 MDC 計算平臺采用“統一硬件架構，一套軟件平臺，系列化產品”，將在極狐阿爾法 S 上率先落地量產。英偉達和地平線是國內外自動駕駛開放式解決方案供應商的代表，二者均擁有完全開放的生態和完備易用的工具鏈，OEM 廠商可以在芯片、算法中的任意層次購買服務。目前，英偉達自動駕駛解決方案已被眾多新勢力廠商及自主品牌所采用，包括小鵬、理想、蔚來等新勢力品牌，以及上汽智己等自主品牌；地平線在自動駕駛落地方面也在持續推進當中，目前已宣布在理想 ONE 中取代Mobileye 成為新的自動駕駛主控芯片供應商，將搭載兩顆征程 3 自動駕駛芯片。我們認為在智能汽車行業發展初期，部分 OEM 廠商會綜合考慮成本、開發周期、系統穩定性等因素而選擇軟硬件一體式解決方案；當行業邁向成熟階段，頭部 OEM 廠商已具備相當程度算法開發能力，將會傾向于選擇更為開放的計算平臺，在完善的開發工具鏈之上結合場景自研算法，以滿足差異化需求。

（3）車身控制芯片

芯片結構：車身控制芯片對算力要求較低，通常以 8 位或 32 位的 MCU 芯片為主。車身控制域的本質是在傳統車身控制器（BCM）的基礎上，集成了無鑰匙啟動系統（PEPS）、紋波防夾、空調控制系統等功能。因而其中的主要芯片仍以車規級 MCU 為主。根據芯片數據吞吐量的不同，車規級 MCU 主要可分為 8 位、16 位以及 32 位三種。其中，8 位工作頻率在 16-50MHz 之間，具有簡單耐用、低價的優勢，主要應用于車窗、車門、雨刮等車身控制領域；32 位MCU 工作頻率最高，處理能力、執行效能更好，應用也更廣泛，主要應用于動力域、座艙域等。

同時，由于 8 位的 MCU 的效能持續提升，目前已滿足為低階的 16 位 MCU 的應用需求，疊加 32 位 MCU 成本的逐漸降低，雙重因素作用下 16 位 MCU 的市場份額正逐步萎縮。根據 HIS 數據預計，2025 年全球車規級 MCU 市場規模將達到 73.5 億美元，其中 32 位 MCU 占比將達到 76.6%。

競爭格局：外資廠商高度壟斷，行業“缺芯”事件背景下國內廠商正加速崛起。根據 HIS 數據統計，外資廠商憑借先發優勢已高度壟斷全球車規級 MCU 市場，具體包括恩智浦（14%）、英飛凌（11%）、瑞薩電子（10%）等。而在 2020 年末以來，汽車行業“缺芯”事件加劇，進口 MCU 存貨緊俏且價格高企。在此背景下，國內車規級 MCU 市場正加速進口替代。目前，國內成熟的車規級MCU 供應商包括比亞迪電子、杰發科技、芯旺微等。