汽車(chē)IC就是車(chē)規級產(chǎn)品,滿(mǎn)足汽車(chē)質(zhì)量管理體系,符合可靠性和功能安全要求的集成電路。中國汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“聯(lián)盟”)在2020年發(fā)布了《純電動(dòng)乘用車(chē)車(chē)規級芯片一般要求》團體標準,將汽車(chē)半導體分為10個(gè)大類(lèi)和60個(gè)小類(lèi),10個(gè)大類(lèi)分別包括控制芯片、存儲芯片、計算芯片、信息安全芯片、驅動(dòng)芯片、通信芯片、功率芯片、電源芯片、模擬芯片以及傳感器。
全球車(chē)規IC前五名是英飛凌,NxP,瑞莎、TI和意法半導體,但在細分市場(chǎng)又有功率器件安森美和傳感器歐姆龍等版本。麥肯錫和波士頓咨詢(xún)集團認為汽車(chē)芯片短缺問(wèn)題可能會(huì )持續到2026年甚至2030年。據汽車(chē)行業(yè)數據預測公司AFS的最新數據,截至11月27日,因芯片短缺影響,今年全球汽車(chē)市場(chǎng)累計減產(chǎn)約411.76萬(wàn)輛。2022全年,芯片短缺將導致全球汽車(chē)減產(chǎn)約448.53萬(wàn)輛。
從整車(chē)的芯片數量來(lái)看,傳統車(chē)型需要850個(gè)到1050個(gè)芯片,新能源車(chē)型需要920個(gè)到1180個(gè)。如果不計上二極管、三極管、傳感器,一般要用400到500顆芯片,這些芯片分布在汽車(chē)的7大系統。遇到新功能增加會(huì )導致部分芯片數量增加,從分布式架構到預控制的集中架構變化,則會(huì )導致部分芯片數量減少。
汽車(chē)IC分類(lèi)一張圖
芯片分類(lèi) | |
控制芯片 | MCU芯片、MPU芯片、DSP芯片 |
存儲芯片 | DRAM芯片、SRAM芯片、NOR FLASH芯片、NAND FLASH芯片、eMMC芯片、EEPROM芯片 |
計算芯片 | GPU計算芯片、ASIC計算芯片、FPGA計算芯片、CPU計算芯片、其他SoC |
信息安全芯片 | T-Box安全芯片、V2X安全芯片、eSIM安全芯片、ESAM安全芯片 |
驅動(dòng)芯片 | 高低邊驅動(dòng)芯片、橋驅動(dòng)芯片、預驅動(dòng)芯片、LED驅動(dòng)芯片、顯示驅動(dòng)芯片、其他驅動(dòng) |
通信芯片 | CAN PHY、CANFD PHY、LIN PHY、ETH PHY、ETH SWITCH、射頻芯片、藍牙芯片、Wi-Fi芯片、基帶芯片、導航芯片、UWB芯片、其他接口芯片 |
功率芯片 | IGBT、MOSFET、二極管、BJT |
電源芯片 | LDO芯片、DCDC芯片、PMIC芯片、SBC芯片、點(diǎn)芯管理芯片、其他電源芯片 |
模擬芯片 | 運算放大器、比較器COMP、數模/模數轉換芯片、音視頻/感知用模擬芯片 |
傳感器 | 磁傳感器、光電傳感器、慣性傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、激光雷達傳感器、毫米波雷達傳感器、圖像傳感器、紅外傳感器 |
這樣劃分的依據是,希望每一個(gè)工程師拿到芯片的時(shí)候,只需要看到分類(lèi)就可以大體知道芯片基本用在汽車(chē)什么位置,在汽車(chē)上起到什么作用,這樣的分類(lèi)方式實(shí)際上縮短了上下游之間進(jìn)行技術(shù)連接的環(huán)節。
國際大廠(chǎng)車(chē)規IC市場(chǎng)情況
據摩根士丹利表示,瑞薩、安森美目前正削減一部分第四季度的芯片測試訂單,顯示車(chē)用芯片缺貨得到明顯緩解。造成兩大廠(chǎng)商砍單的原因有二。一是臺積電第三季車(chē)用半導體晶圓產(chǎn)出年增達82%,較疫情前高出140%;二是中國大陸電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量11月以來(lái)轉弱(占全球電動(dòng)車(chē)五至六成),使得部分汽車(chē)芯片目前已足額生產(chǎn),短缺情況已得到明顯緩解。
但綜合其它消息,市場(chǎng)表現和大摩結論仍有明顯不同。
產(chǎn)能方面,雖然臺積電關(guān)于汽車(chē)芯片的產(chǎn)出在提高,但有消息表示,成熟工藝的汽車(chē)芯片仍然供不應求,有汽車(chē)制造商正在轉向采用先進(jìn)工藝節點(diǎn)制造其芯片,特別是針對新車(chē)型和電動(dòng)汽車(chē),還試圖為其現有車(chē)型采用新工藝芯片,以應對成熟芯片短缺。
IC設計人士表示,汽車(chē)芯片產(chǎn)品較多,需求狀況不同,不應一概地看待。另一方面,特定功能模組的升級潮,帶動(dòng)新技術(shù)產(chǎn)品的需求,是汽車(chē)芯片至今需求仍強的關(guān)鍵因素。IDM廠(chǎng)商現階段的調整,只是針對部分供貨已經(jīng)無(wú)憂(yōu)的成熟制程或功率元件,整體來(lái)看車(chē)用芯片還沒(méi)有更明確的轉壞跡象。具體來(lái)看,目前中低階功率半導體和MCU相對不缺,但新的功能性產(chǎn)品及高階MCU、ADAS、AI、感測器、車(chē)用DDI相關(guān)芯片則相對短缺。
和近期存儲芯片一路下滑相比,汽車(chē)芯片總體維持在平穩和向上的趨勢,而這也讓它成為半導體寒冬下的一把火,讓汽車(chē)芯片廠(chǎng)商成為行業(yè)內少數能盈利的企業(yè)。
汽車(chē)芯片大廠(chǎng)財報喜人。英飛凌2022財年Q3收入36.18億歐元,相比去年同期同比增長(cháng)33%,利潤8.42億歐元,利潤率23.3%。恩智浦2022年Q2財報中,總營(yíng)收33.12億美元,較上年同期增長(cháng)28%,較2022年Q1增長(cháng)6%。瑞薩電子2022年Q2總營(yíng)收為3766億日元,同比增長(cháng)近73%。
也正是看重汽車(chē)芯片無(wú)限的前景,各方資本正不斷涌入。三星電子為克服存儲芯片市場(chǎng)不景氣對半導體業(yè)務(wù)部門(mén)的影響,將目標投向了汽車(chē)半導體領(lǐng)域。據悉,三星電子可能在歐洲建設工廠(chǎng),大規模投資成熟制程工藝,用于生產(chǎn)汽車(chē)半導體和圖像傳感器。
德州儀器在今年底至明年初將有兩個(gè)新300mm晶圓廠(chǎng)投產(chǎn),額外產(chǎn)量有望滿(mǎn)足來(lái)自汽車(chē)電子市場(chǎng)的芯片需求。
動(dòng)力總成需要多少I(mǎi)C
國內目前大概有110家到130家企業(yè)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)芯片,其中50%實(shí)現了芯片量產(chǎn)應用。從地域上來(lái)講,這些企業(yè)主要集中在上海、北京、江蘇、廣東、浙江這些經(jīng)濟發(fā)展比較好的區域,超過(guò)70%的企業(yè)研發(fā)的汽車(chē)芯片種類(lèi)不多于10種,大多數企業(yè)自研的汽車(chē)芯片種類(lèi)在1種到5種之間。
總體來(lái)講,我國汽車(chē)芯片行業(yè)還處在發(fā)展的早期,具體就是,進(jìn)入到這個(gè)行業(yè)的IC企業(yè)很多,但是各家的產(chǎn)品類(lèi)型、數量比較少。
目前國內生產(chǎn)控制類(lèi)芯片的企業(yè)很多,部分企業(yè)已經(jīng)實(shí)現控制類(lèi)芯片的量產(chǎn)。
在汽車(chē)控制類(lèi)芯片賽道上,低端的產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng),高端高可靠MCU有少量企業(yè)在開(kāi)發(fā),并且已經(jīng)開(kāi)始給下游的汽車(chē)廠(chǎng)做適配,預計未來(lái)3年可以看到國內高安全MCU在量產(chǎn)車(chē)上的應用。汽車(chē)存儲芯片少部分已經(jīng)在小批量的系統中實(shí)現量產(chǎn)應用。
驅動(dòng)、模擬芯片的種類(lèi)比較多,不過(guò)市場(chǎng)上國內的產(chǎn)品比較少,滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需求。目前A股上市公司有20多家模擬器件企業(yè),多數是發(fā)展消費類(lèi)的產(chǎn)品,產(chǎn)品以量取勝,有幾家IC企業(yè)則宣布已進(jìn)入車(chē)規級市場(chǎng)。
計算類(lèi)芯片方面,預計未來(lái)3到5年有望實(shí)現大規模SoC類(lèi)逐步上車(chē),但是在GPU、CPU類(lèi)芯片方面,國內還缺少相關(guān)企業(yè)。信息安全類(lèi)芯片方面,已經(jīng)有初級的產(chǎn)品上車(chē),
在車(chē)聯(lián)通信芯片方面,我國還是比較有優(yōu)勢的,因為我國在北斗導航、5G應用方面有很好的產(chǎn)業(yè)應用環(huán)境,在功率半導體方面,國內和國際差距比較小,我國不少產(chǎn)品已經(jīng)上車(chē)了。
總結:
汽車(chē)IC分類(lèi)能夠幫助工程師選擇適用的芯片方案。國際大廠(chǎng)的產(chǎn)能數據顯示出,在存儲芯片一路下滑的趨勢下,車(chē)規級芯片保持平穩甚至上升的態(tài)勢。雖然國內汽車(chē)芯片還處于發(fā)展初期,但是隨著(zhù)IC企業(yè)的不斷涌入,車(chē)規級芯片市場(chǎng)一片向好。
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