車規(guī)級芯片國產(chǎn)化之路如何破局？
車規(guī)級芯片國產(chǎn)化之路如何破局？
2020年爆發(fā)的汽車芯片危機(jī)仍在2022年上演，車規(guī)級芯片產(chǎn)能緊缺，芯片價(jià)格上漲，供貨周期延長…汽車市場遭受沖擊。
全球市場研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢最新調(diào)查顯示，受芯片短缺、俄烏沖突、疫情影響，今年一季度全球車市銷量年減7%。
另據(jù)上汽集團(tuán)近日透露，今年芯片短缺相比去年雖有好轉(zhuǎn)，但總體仍是供應(yīng)偏緊的狀態(tài)；在當(dāng)前疫情散發(fā)反復(fù)、供應(yīng)鏈仍不穩(wěn)定的情況下，各家車企仍然在不遺余力地?fù)屝酒?，加?qiáng)資源儲(chǔ)備，加快多點(diǎn)布局，加大力度推進(jìn)車規(guī)級芯片的國產(chǎn)化替代。
芯片短缺、價(jià)格上漲、車企搶“芯”背后，發(fā)展自主可控的汽車芯片成為業(yè)界共識，車規(guī)級芯片國產(chǎn)化之路任重道遠(yuǎn)。
01--市場潛力巨大
車規(guī)級芯片需求旺盛
車規(guī)級芯片簡單來說指的是應(yīng)用于汽車上的所有芯片產(chǎn)品，主要分為三類：
第一類負(fù)責(zé)計(jì)算與處理，以MCU（微控制器）與AI芯片為代表，MCU在汽車領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，雨刷、車窗、座椅，安全系統(tǒng)、BMS控制系統(tǒng)、車身控制和動(dòng)力控制…都有MCU的“身影”；AI芯片主要應(yīng)用于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，可滿足汽車極大的運(yùn)算需求，是智能汽車以及無人駕駛汽車的“大腦”。
第二類是功率半導(dǎo)體，主要應(yīng)用在汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、燃油噴射、底盤安全等系統(tǒng)當(dāng)中，新能源汽車需要大量功率半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)車輛頻繁的電壓變換等需求，以IGBT、碳化硅等為代表。
第三類是汽車傳感器，負(fù)責(zé)把汽車運(yùn)行中各種工況信息，如車速、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況等，轉(zhuǎn)化成電信號輸給計(jì)算機(jī)，按照不同用途，可以分類為測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、干濕度、距離等功能的傳感器。
傳統(tǒng)汽油車中，平均一輛車或許只需要500到600顆芯片，近年汽車正朝著電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化“新四化”邁進(jìn)，芯片的地位進(jìn)一步提升，平均一輛車上搭載的芯片數(shù)量高達(dá)1000顆以上，一輛新能源汽車搭載的芯片數(shù)量可以超過2000顆，而智能汽車搭載的芯片數(shù)量更高，據(jù)小鵬汽車董事長兼CEO何小鵬近期透露，一臺智能汽車芯片的絕對數(shù)量在5000顆以上。
圖片來源：比亞迪半導(dǎo)體
汽車“新四化”趨勢下，多種汽車芯片需求旺盛：智能化趨勢催生CIS、MEMS、激光器等傳感器芯片需求；網(wǎng)聯(lián)化趨勢之下，ECU、MCU等市場需求高漲；電動(dòng)化趨勢之下，功率半導(dǎo)體等作用凸顯…車規(guī)級芯片市場潛力巨大。
02--國產(chǎn)化率僅5%
車規(guī)級芯片難在哪里？
由于國內(nèi)芯片公司起步晚，技術(shù)積累時(shí)間不長，占市場主流的美日歐整車品牌擁有固定的供應(yīng)鏈，國內(nèi)芯片公司滲透進(jìn)度較慢，車規(guī)級芯片國產(chǎn)化率較低。
今年兩會(huì)期間，廣汽集團(tuán)董事長曾慶洪表示，
我國汽車芯片自給率不足10%、國產(chǎn)化率僅為5%，供應(yīng)高度依賴國外。
國內(nèi)車規(guī)級芯片發(fā)展現(xiàn)狀，由此可見一斑。
與消費(fèi)類芯片相比，車規(guī)級芯片不需要非常先進(jìn)的制程工藝，但考慮到汽車安全性與功能性，車規(guī)級芯片產(chǎn)品在可靠性、一致性、安全性、穩(wěn)定性和長效性方面有著十分嚴(yán)格的要求。
與此同時(shí)，發(fā)展車規(guī)級芯片不是一件能輕松得到回報(bào)的事情，產(chǎn)品研發(fā)與認(rèn)證周期長、投資規(guī)模大，車企與國際芯片廠商保持長期穩(wěn)定合作關(guān)系，汽車量產(chǎn)上市后不會(huì)輕易更換核心芯片供應(yīng)商，國內(nèi)芯片廠商作為“后來者”仍需要一定時(shí)間打入車企供應(yīng)鏈。
極高的準(zhǔn)入門檻以及高難度的發(fā)展環(huán)境下，車規(guī)級芯片國產(chǎn)化發(fā)展進(jìn)程較為緩慢，亟待破局。
隨著國際形勢變化以及“缺芯潮”席卷汽車市場，汽車產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈韌性和穩(wěn)定性日益受到重視，車規(guī)級芯片成為了今年兩會(huì)熱議話題，眾多車企大佬發(fā)聲，希望從政策、多方協(xié)同合作、技術(shù)等方面改變產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，這些建議對解決汽車產(chǎn)業(yè)“缺芯”難題，推動(dòng)車規(guī)級芯片國產(chǎn)化發(fā)展有很好的參考意義。
03--換道超車
國內(nèi)車規(guī)芯片市場鎖定新機(jī)會(huì)
傳統(tǒng)燃油車領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)水平差距較大，不過我國汽車產(chǎn)業(yè)不斷朝“新四化”方向變革，在智能汽車與新能源汽車這條新賽道上，國內(nèi)外企業(yè)站在同一起跑線，國內(nèi)車規(guī)級芯片廠商迎來換道超車新機(jī)會(huì)，AI芯片、MCU與功率半導(dǎo)體有望成為國內(nèi)企業(yè)追趕甚至趕超國外企業(yè)的重要突破口。
目前，國內(nèi)車用AI芯片“玩家”眾多，代表企業(yè)包括地平線、寒武紀(jì)、百度、阿里、華為等，它們積累了較為豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品應(yīng)用進(jìn)展順利。如地平線推出了專為高級別自動(dòng)駕駛打造的AI處理器征程5，瞄準(zhǔn)自動(dòng)駕駛L4-L5級別。近期，地平線先后宣布與比亞迪、紅旗達(dá)成合作，征程5將搭載在兩家車企的相關(guān)車型上。
全球MCU市場高度集中，恩智浦、英飛凌、瑞薩電子等國外芯片巨頭占據(jù)主要市場，車載MCU也不例外，國內(nèi)企業(yè)滲透率較低，但仍有比亞迪半導(dǎo)體、杰發(fā)科技、國芯科技、芯旺微、琪埔維、賽騰微等大批企業(yè)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨，產(chǎn)品主要應(yīng)用在車燈、車窗、汽車雨刮等低端領(lǐng)域。同時(shí)，國內(nèi)廠商也在積極布局中高端車載MCU市場，以期實(shí)現(xiàn)在汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等中高端領(lǐng)域的自主可控。
AI芯片與MCU是汽車智能化的關(guān)鍵技術(shù)，功率半導(dǎo)體則對汽車電動(dòng)化起著重要作用，以碳化硅、氮化鎵等第三代功率半導(dǎo)體為代表。
集邦咨詢預(yù)測，2022年碳化硅/氮化鎵功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將成長至18.4億美金，至2025年可達(dá)52.9億美金。其中，汽車和消費(fèi)電子應(yīng)用分別主導(dǎo)著碳化硅和氮化鎵功率市場發(fā)展。
集邦咨詢分析師龔瑞驕表示，汽車應(yīng)用將占據(jù)2022年碳化硅市場近67%份額，特斯拉貢獻(xiàn)了絕大部分營收，其他參與車企還包括現(xiàn)代、比亞迪、蔚來、小鵬等。
廠商方面，意法半導(dǎo)體、英飛凌、Wolfspeed、羅姆和安森美等碳化硅企業(yè)已與各大領(lǐng)先車企建立了全面合作關(guān)系。國內(nèi)廠商也在積極推進(jìn)本土車規(guī)碳化硅進(jìn)程，并取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，其中包括瀚薪、泰科天潤、派恩杰、瞻芯、愛仕特等，以及從事碳化硅模塊封裝的比亞迪、斯達(dá)、芯聚能等。
氮化鎵雖受限于可靠性等問題，但已有車企嘗試該項(xiàng)技術(shù)。相信未來隨著硅基氮化鎵元件向高耐壓邁進(jìn)，以及垂直結(jié)構(gòu)器件不斷突破，氮化鎵將有望與碳化硅共同搶占高壓汽車組件市場。
未來，隨著政策繼續(xù)力挺半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，新能源汽車、電動(dòng)汽車持續(xù)帶動(dòng)車規(guī)級芯片市場需求，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)不斷儲(chǔ)備技術(shù)實(shí)力，車規(guī)級芯片國產(chǎn)化進(jìn)程有望加速，國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)芯片自主可控前景可期。
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