車規(guī)級芯片國產化之路如何破局？
車規(guī)級芯片國產化之路如何破局？
2020年爆發(fā)的汽車芯片危機仍在2022年上演，車規(guī)級芯片產能緊缺，芯片價格上漲，供貨周期延長…汽車市場遭受沖擊。
全球市場研究機構TrendForce集邦咨詢最新調查顯示，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%。
另據上汽集團近日透露，今年芯片短缺相比去年雖有好轉，但總體仍是供應偏緊的狀態(tài)；在當前疫情散發(fā)反復、供應鏈仍不穩(wěn)定的情況下，各家車企仍然在不遺余力地搶芯片，加強資源儲備，加快多點布局，加大力度推進車規(guī)級芯片的國產化替代。
芯片短缺、價格上漲、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)級芯片國產化之路任重道遠。
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用于汽車上的所有芯片產品，主要分為三類：
第一類負責計算與處理，以MCU（微控制器）與AI芯片為代表，MCU在汽車領域應用十分廣泛，雨刷、車窗、座椅，安全系統(tǒng)、BMS控制系統(tǒng)、車身控制和動力控制…都有MCU的“身影”；AI芯片主要應用于自動駕駛領域，可滿足汽車極大的運算需求，是智能汽車以及無人駕駛汽車的“大腦”。
第二類是功率半導體，主要應用在汽車動力控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、燃油噴射、底盤安全等系統(tǒng)當中，新能源汽車需要大量功率半導體來實現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，負責把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質的溫度、發(fā)動機運轉工況等，轉化成電信號輸給計算機，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化、智能化、網聯(lián)化、共享化“新四化”邁進，芯片的地位進一步提升，平均一輛車上搭載的芯片數量高達1000顆以上，一輛新能源汽車搭載的芯片數量可以超過2000顆，而智能汽車搭載的芯片數量更高，據小鵬汽車董事長兼CEO何小鵬近期透露，一臺智能汽車芯片的絕對數量在5000顆以上。
圖片來源：比亞迪半導體
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；網聯(lián)化趨勢之下，ECU、MCU等市場需求高漲；電動化趨勢之下，功率半導體等作用凸顯…車規(guī)級芯片市場潛力巨大。
02--國產化率僅5%
車規(guī)級芯片難在哪里？
由于國內芯片公司起步晚，技術積累時間不長，占市場主流的美日歐整車品牌擁有固定的供應鏈，國內芯片公司滲透進度較慢，車規(guī)級芯片國產化率較低。
今年兩會期間，廣汽集團董事長曾慶洪表示，
我國汽車芯片自給率不足10%、國產化率僅為5%，供應高度依賴國外。
國內車規(guī)級芯片發(fā)展現狀，由此可見一斑。
與消費類芯片相比，車規(guī)級芯片不需要非常先進的制程工藝，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格的要求。
與此同時，發(fā)展車規(guī)級芯片不是一件能輕松得到回報的事情，產品研發(fā)與認證周期長、投資規(guī)模大，車企與國際芯片廠商保持長期穩(wěn)定合作關系，汽車量產上市后不會輕易更換核心芯片供應商，國內芯片廠商作為“后來者”仍需要一定時間打入車企供應鏈。
極高的準入門檻以及高難度的發(fā)展環(huán)境下，車規(guī)級芯片國產化發(fā)展進程較為緩慢，亟待破局。
隨著國際形勢變化以及“缺芯潮”席卷汽車市場，汽車產業(yè)供應鏈韌性和穩(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、技術等方面改變產業(yè)現狀，這些建議對解決汽車產業(yè)“缺芯”難題，推動車規(guī)級芯片國產化發(fā)展有很好的參考意義。
03--換道超車
國內車規(guī)芯片市場鎖定新機會
傳統(tǒng)燃油車領域，國內企業(yè)與國外企業(yè)水平差距較大，不過我國汽車產業(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，國內外企業(yè)站在同一起跑線，國內車規(guī)級芯片廠商迎來換道超車新機會，AI芯片、MCU與功率半導體有望成為國內企業(yè)追趕甚至趕超國外企業(yè)的重要突破口。
目前，國內車用AI芯片“玩家”眾多，代表企業(yè)包括地平線、寒武紀、百度、阿里、華為等，它們積累了較為豐富的技術經驗，產品應用進展順利。如地平線推出了專為高級別自動駕駛打造的AI處理器征程5，瞄準自動駕駛L4-L5級別。近期，地平線先后宣布與比亞迪、紅旗達成合作，征程5將搭載在兩家車企的相關車型上。
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主要市場，車載MCU也不例外，國內企業(yè)滲透率較低，但仍有比亞迪半導體、杰發(fā)科技、國芯科技、芯旺微、琪埔維、賽騰微等大批企業(yè)實現量產出貨，產品主要應用在車燈、車窗、汽車雨刮等低端領域。同時，國內廠商也在積極布局中高端車載MCU市場，以期實現在汽車電子、工業(yè)控制、物聯(lián)網等中高端領域的自主可控。
AI芯片與MCU是汽車智能化的關鍵技術，功率半導體則對汽車電動化起著重要作用，以碳化硅、氮化鎵等第三代功率半導體為代表。
集邦咨詢預測，2022年碳化硅/氮化鎵功率半導體市場規(guī)模將成長至18.4億美金，至2025年可達52.9億美金。其中，汽車和消費電子應用分別主導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，汽車應用將占據2022年碳化硅市場近67%份額，特斯拉貢獻了絕大部分營收，其他參與車企還包括現代、比亞迪、蔚來、小鵬等。
廠商方面，意法半導體、英飛凌、Wolfspeed、羅姆和安森美等碳化硅企業(yè)已與各大領先車企建立了全面合作關系。國內廠商也在積極推進本土車規(guī)碳化硅進程，并取得了不錯的進展，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、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技術。相信未來隨著硅基氮化鎵元件向高耐壓邁進，以及垂直結構器件不斷突破，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)力挺半導體產業(yè)，新能源汽車、電動汽車持續(xù)帶動車規(guī)級芯片市場需求，半導體產業(yè)上下游協(xié)同發(fā)展，國內企業(yè)不斷儲備技術實力，車規(guī)級芯片國產化進程有望加速，國內汽車產業(yè)芯片自主可控前景可期。
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