一、TPMS产业地位及概述
TPMS又称胎压监测系统（Tire pressure monitoring system），能够实时检测轮胎的气压、温度，及时发现轮胎气压不足、过高、漏气等情况，防止出现爆胎事故，过去TPMS由多块传感器、处理器和芯片等组成，随着技术成熟，单芯片集成出现，是TPMS系统的计算核心，也是主要成本占比。
1、分类状况
TPMS产品按根据销售方式可分为前装和后装；根据检测胎压方式可分为直接式和间接式两大类，早期间接式成本较低占比较高，但产品整体可靠性和准确率较低，随着直接式成本下降，反应更快、准确率更高的直接式目前已成为主流技术路线，TPMS芯片也主要用于直接式TPMS系统。
直接式和间接式TPMS对比
资料来源：公开资料整理
2、工作流程
TPMS由发射器、控制器以及显示界面三部分构成监测模块、计算模块以及执行模块以共同完成安全保护。检测模块主要为各类传感器，温度传感器、加速度传感器、转速传感器等；处理计算模块集成了低频和射频通信技术的MCU、三维发射天线以及RF发射单元；接收模块由天线、MCU和显示器等器件构成。
TPMS芯片工作流程
资料来源：公开资料整理
二、TPMS发展背景
美国自2007年9月起要求所有出厂的轻型车必须安装TPMS，是世界上最早强制安装TPMS的国家。欧盟已立法规定从2014年11月起对于未装配TPMS的乘用车不允许销售和注册。韩国于2010年7月起规定所有乘用车和总重小于3.5吨的车辆，必须按节点安装TPMS。我国于2017年10月正式发布TPMS强制性国家标准，2020年1月1日起，国内所有在产乘用车开始实施胎压监测系统强制安装要求，并且国内TPMS强制标准要求高于国际主流。
我国TPMS相关法规梳理
资料来源：华经产业研究院整理
三、TPMS芯片产业链
1、产业链
TPMS产业链相对较长，上游主要分为各类传感器、MCU、射频模块等材料商及芯片整体集成商和电池等，是TPMS产品的核心，电池决定了TPMS产品的使用寿命，目前市场芯片、电池环节主要由国外巨头占据市场，议价能力较强，中游主要为TPMS系统集成商，整体技术要求较上游低，国产化水平较高，下游主要分为前端和后端，前端渗透率较高，后端水平仍较低。
TPMS系统产业链简图
资料来源：公开资料整理
2、汽车MCU
汽车MCU主要应用于动力总成、安全和控制、资讯娱乐系统等，需要符合车规级芯片的AEC-Q100测试标准，整体稳定性要求较消费级、工业级更高，导致头部厂商用户壁垒深厚，目前全球汽车MCU主要为国际企业占据，议价能力极强，导致国产TPMS芯片成本较高，相较国际恩智浦和英飞凌等本身具备生产MCU企业成本压力较大。
2021年全球汽车MCU市场竞争格局占比
资料来源：IHS，华经产业研究院整理
3、需求端
就我国TPMS系统整体现状而言，政策背景下带动我国TPMS前端渗透率持续走高，截止2020年我国TPMS行业市场规模达29.9亿元，同比2019年增长32.5%。政策推动新能源汽车市场持续扩张背景下叠加汽车智能化趋势驱动，TPMS系统产品价值有望提升带动我国TPMS市场规模持续扩张。
2016-2020年中国TPMS行业市场规模及增长率
资料来源：信通院，华经产业研究院整理
TPMS芯片作为TPMS技术壁垒最深厚的领域，数据显示占比我国TPMS系统成本约46%，电池和气门嘴分别占比13%和20%。整体TPMS市场规模持续扩张将带动上游TPMS芯片需求持续增长，带动TPMS产业持续向好。
中国TPMS系统成本结构占比
资料来源：公开资料整理
四、TPMS芯片现状
1、市场规模
中国TPMS芯片占比整体TPMS成本四成以上，2020年我国胎压芯片前后端市场规模约为17.8亿元，目前TPMS产业仍有部分渗透空间，2021年随着汽车电子需求大增，整体规模增长至23.8亿元。预计随着汽车智能化趋势持续推进，我国TPMS芯片市场规模尤其是在后装市场仍存在较大增长空间。
2019-2021年中国TPMS芯片市场规模及增长率
资料来源：公开资料整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国TPMS芯片市场竞争态势及行业投资前景预测报告》；
2、渗透率
就我国TPMS渗透率变动而言，政策助推2019-2020年国内TPMS市场渗透率大幅提升。细分来看，目前前端市场渗透率已基本完成，后端整体仍存在较大渗透空间，未来随着TPMS国产化持续推进，成本有望持续降低，届时将带动后端渗透率持续上升。
2018-2021年中国TPMS前后端渗透率走势及预测
资料来源：公开资料整理
3、国产化进程
英飞凌SP37是早期全球TPMS最早一颗单芯片方案胎压芯片集成，同时也是应用最广泛的TPMS，目前已停产，由SP40替代，恩智浦旗下飞思卡尔FXTH87E是2014年推出的芯片，其基本性能都是针对SP37的特性做了一些提升。目前英飞凌产品已更新至SP40+，支持两个压力测量范围，100~500kPa和100~900kPa，该芯片仅需要非常少的外设器件，SP40+的平均静态电流是245nA左右，飞思卡尔也已更新至NTM88，与英飞凌SP40性能差距较小，价格优势不明显。国产化四维图形旗下产品杰发第二代产品AC5121对标国际先进水平，目前供货单价较贵。
全球和中国主要TPMS芯片对比
资料来源：企业官网等公开资料，华经产业研究院整理
五、TPMS芯片竞争格局
1、市场集中度
在全球TPMS芯片领域市场内，英飞凌、恩智浦和GE等国际半导体厂商占据市场主要地位，数据显示全球TPMS芯片CR3占比达81%，其中英飞凌和恩智浦占比最高，分别达45%和23%，这两家企业作为全球汽车芯片企业龙头企业，在TPMS领域英飞凌占据优势。GE位列第三占比13%左右，此外还有Melexis、Sensata瑞萨电子等企业。
2019年全球汽车TPMS芯片竞争格局
资料来源：公开资料整理
当前国内的TPMS芯片厂商主要包括广东合微、琻捷电子、四维图新旗下的杰发科技等，皆已具备芯片量产能力，其中广东合微占比国内4%左右市场份额。广东合微TPMS芯片产品HIWAY800为国内首款专为胎压监测系统设计的芯片，尺寸全球最小，片可对轮胎的气压、温度进行实时、准确地测量。
2019年中国TPMS芯片市场格局占比
资料来源：公开资料整理
2、四维图新
四维图新2016年开始研发TPMS芯片，2018年推出国内首颗自主研发的车规级TPMS芯片AC5111，打破英飞凌等国际巨头垄断，2019年11月实现正式量产出货，客户群体稳固拓展。2020年第二代完成流片，2021年第二代全集成胎压监测专用芯片AC5121处于导入并开始量产阶段。2021年受益于汽车销量回暖以及缺芯潮，四维图新通过与台积电TSMC、联电UMC等10余家晶圆代工厂合作，保证了芯片的稳定出货，芯片业务恢复增长，实现收入3.52亿元，同时在芯片供应紧张以及原材料价格上涨影响，芯片毛利率下降至51.79%。
2017-2021年四维图新芯片业务营收及毛利率
资料来源：企业公报，华经产业研究院整理
六、TPMS芯片发展趋势
1、上游成本限制商业化
目前国产企业广东合微、琻捷电子、四维图新产品在性能方面已可与国际先进水平相较，但整体受限于上游关键半导体原材料无法自主生产，导致产品成本较高，市场竞争力较低，尤其是在汽车MCU领域和传感器领域等，英飞凌、恩智浦同时兼顾MCU原材料生产和TPMS芯片集成，整体成本更低，利润水平更高，相较而言国产企业则过度依赖进口，成本高同时定价也高，要形成市场竞争力仍需时间。
2、低功耗、集成化
国内汽车电动化加速推进，TMPS属于汽车电子板块一部分，为保持在复杂环境中稳定工作，同时降低成本，主要TPMS芯片低功率趋势持续推进。
TPMS由最初的间接式胎压监测发展到直接式胎压监测，由内置单一压力传感器发展到多传感器集成（压力、温度、加速度、电压传感器），如飞思卡尔芯片NTM88集成8块MPU,预计未来TPMS监测可靠度更高，功能也更加丰富，带动产业价值提升。
华经产业研究院对中国TPMS芯片行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国芯片行业发展概况及行业投资潜力预测报告》。
