前兩天的緊張局勢引發(fā)全球關(guān)注,也將大眾目光再次拉回半導體這個產(chǎn)業(yè)。2018年美國發(fā)起制裁后,我國在芯片領域下了大力氣、花了大功夫、投入巨額資金。
疊加最近新能源車的持續(xù)火熱,以及芯片供給仍然緊張的現(xiàn)狀,本文就想從車載芯片這個重要應用場景展開,看看目前芯片領域中,車載芯片這個細分領域的國產(chǎn)化程度如何,希望能給關(guān)注該領域的讀者一些有用的思考。
車載芯片,鏈條很長
在整車制造中,一輛新能源車要生產(chǎn)出來,所需要的芯片數(shù)量高達一千多顆。
車載芯片領域,上游供應鏈很長。
需求量大,供應商也多,但芯片供應仍然緊張。隨著新能源汽車發(fā)展按下加速鍵,這一窘?jīng)r愈發(fā)明顯。
今年三四月,因為長三角疫情緣故,加上上海作為全國汽車生產(chǎn)制造中心,汽車各環(huán)節(jié)供應鏈一度緊張到難以供貨;而這其中,芯片供應可以說是頭號難題。事實上,自全球疫情開始后,缺芯焦慮一直縈繞在很多車企心頭。在缺芯的困難程度上還有分級,一般來說,制程越高難度越大,供應商本就少,疊加各種因素,缺芯問題暴露也不難理解。
既然芯片問題已成為車廠共識,加緊研發(fā)生產(chǎn)這一工作自然是排在頭號重要位置,國內(nèi)車廠的意識已然覺醒,特別是造車新勢力,親身下場造芯的不在少數(shù)。
那么,這些國內(nèi)的車載芯片生產(chǎn)商,目前進展如何?
這也是下文聚焦的重點。不過,在關(guān)注國產(chǎn)芯片生產(chǎn)商突圍進程之前,我們有必要簡單科普下目前車載芯片都涵蓋了哪些零部件。
根據(jù)天風證券(2.90 +0.00%,診股)報告,目前芯片從應用環(huán)節(jié)可以分為5大類:主控芯片、存儲芯片、功率芯片、模擬芯片、傳感器芯片。這些芯片分別應用于車身、儀表/信息娛樂系統(tǒng)、底盤/安全、動力總成和駕駛輔助系統(tǒng)等各個板塊。
1.主控型芯片
這是整車芯片中的核心。在過往,MCU(Motor Control Unit)電機控制單元是整車芯片的核心,不過隨著汽車智能化升級的需求,SoC異構(gòu)集成則成為新趨勢。主控型芯片作為整個車載系統(tǒng)的大腦和核心,對軟件協(xié)同作業(yè)的要求高,特別是在高端線,現(xiàn)在車企高端線很多都是基于SoC技術(shù)的芯片,具體應用則包括智能座艙、自動駕駛的芯片。我們可以簡單直白地將SoC系統(tǒng)級芯片,理解為可以更好連接車內(nèi)軟件和硬件系統(tǒng)的芯片。
當然,不同的應用對于芯片的工藝要求也不同,比如智能座艙芯片相比于自動駕駛芯片,對安全要求相對低一些,未來可能會朝小型化、集成化、高性能化的方向發(fā)展。網(wǎng)關(guān)芯片也是其中重要一環(huán),作為車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)云服務的重要一環(huán),未來智能汽車的網(wǎng)關(guān)芯片不僅僅要包括以往網(wǎng)絡通訊總線的路由功能,還要作為車內(nèi)大數(shù)據(jù)中樞,并參與到更多復雜功能的協(xié)同配合中。
2.存儲芯片
對于汽車來說,如果我們將之看作大號的智能消費電子產(chǎn)品,其實就很好理解存儲在其中占據(jù)的地位。目前車載市場中主要的存儲應用包括DRAM(DDR、LPDDR)和NAND(e.MMC和UFS等)。據(jù)天風證券統(tǒng)計,2022年全球存儲芯片的市場規(guī)模約為52億美元。
3.功率半導體
根據(jù)天風證券報告,今年以來,汽車半導體絕對值在增長,而從分類來看,其中功率半導體價值量增加幅度最大。這主要是基于電動化帶來的功率需求增長,由此帶上功率半導體需求和標準的提升。
4.模擬芯片
模擬芯片在整車應用很多,像是車身、儀表盤、底盤、ADAS(高級輔助駕駛系統(tǒng))、動力總成(如發(fā)送機、變速器、離合器、動力系統(tǒng)相關(guān)零部件等等,主動是將動力從汽車傳遞到路面)等等。而在這些不同的應用中,模擬芯片主要可以分為信號鏈芯片和電源管理芯片兩大板塊。
在這里我們有必要解釋下,這么多應用場景,為什么模擬芯片可以簡單分為兩大類。這主要歸結(jié)于芯片的作用原理,無論應用場景如何,芯片功能有重合之處,比如信號鏈芯片,簡單說其功能,就是將汽車行駛過程中接收到的真實信號轉(zhuǎn)化為能夠被處理器接收的數(shù)字信號,如自動駕駛過程需要監(jiān)測路況、距離、溫度等等,這些信號就需要信號鏈芯片。
所以,在整車制造中信號鏈芯片技術(shù)壁壘較高。目前市場熱度較高、規(guī)模較大的ADC就屬于模擬芯片中信號鏈芯片的一種,且還是“主力軍”。至于電源管理芯片,則是電動車中負責電能轉(zhuǎn)換、分配等跟電有關(guān)的芯片,重要性也是不言而喻。
5.傳感器芯片
說到連接器,能說的可就太多了。智能汽車上從車載攝像頭,到激光雷達、紅外、超聲波等傳感器,整車上傳感器芯片的重要性也是不證自明。并且,隨著汽車智能化程度的逐漸提升,傳感器芯片的要求和車企對其的期待也會與日俱增。
根據(jù)英飛凌預測,L2車需要的傳感器價值量為160美元,到L4、L5級別的汽車則提升到970美元。
從上文可以看出,整車涉及到的芯片數(shù)量和種類都十分之多,且彼此協(xié)作,這其中任何一環(huán)有問題,車輛都無法正常生產(chǎn)。
在上文我們也一再提到,隨著汽車智能化程度的逐漸增加,未來汽車芯片增量空間巨大。那么,這一廣闊的市場前景,國內(nèi)廠家又能吃到多少市場紅利?
國內(nèi)汽車芯片要突圍,困難不少
根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),目前汽車半導體配件中國產(chǎn)率只有3%-5%,歐美日韓一直把握著從整車到零部件生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
汽車行業(yè)的芯片之痛,不比這幾年“折磨”其他行業(yè)的痛少,甚至更甚。根據(jù)三林走訪新能源汽車門店,目前新能源車品牌普遍存在交付難題,以比亞迪(329.11 +0.71%,診股)DM-i混動為例,據(jù)三林了解,交付時間已經(jīng)排到明年。
從未來發(fā)展來看,隨著汽車的電動化、車內(nèi)的人機互聯(lián)(車聯(lián)網(wǎng))、智能化這一發(fā)展趨勢來看,未來汽車半導體需求大幅度增長。
那么,既然整車所需要的芯片如此多,都有哪些企業(yè)正在為車廠供應?
從市場來看,我們可以明顯感受到目前的半導體供應,主要還是以國外為主,包括三星、臺積電、高通等半導體領域的老牌強企業(yè)。從競爭上來看,國內(nèi)企業(yè)想把國產(chǎn)半導體發(fā)展起來,面臨的競爭壓力并不小。
那么,我們不妨以上文的分類為例,看看目前國產(chǎn)芯片在其中的份額。囿于篇幅和芯片應用場景之多、數(shù)量之廣,下文我們將以自動駕駛、智能座艙等幾個主要的應用場景為主。
1.自動駕駛芯片
在自動駕駛領域,目前車廠主要依賴英偉達以及背靠英特爾的Mobileye這兩大供應商,以國內(nèi)電動車品牌為例,智己和蔚來用的是英偉達的芯片,廣汽、極氪用的則是Mobileye。在這兩者之外,第二梯隊則有德州儀器、高通、華為海思、地平線等廠商,華為用的就是自研的SoC芯片(麒麟990A)。
在全球普遍缺芯的影響下,以及疊加地緣政治因素,為避免出現(xiàn)芯片供應問題,目前地平線、黑芝麻(3.26 +0.00%,診股)等國內(nèi)廠商也開始進入國內(nèi)車企的備選行列。
2.智能座艙
在智能座艙領域,高通的芯片在市場上占有絕對的話語權(quán),三星、英特爾、瑞薩則緊隨其后。中低端車型則有恩智浦、德州儀器。
由于智能座艙對芯片要求之高,目前在制程升級和開發(fā)高算力產(chǎn)品方面具有顯著技術(shù)優(yōu)勢的廠商,正把握著這一領域的核心位置。目前國外廠商在國內(nèi)新興旗艦車型上,對于智能座艙芯片領域幾乎呈壟斷地位,市場份額高達 70-80%。
3.車規(guī)級芯片
上文三林介紹了SoC芯片的應用前景廣闊,不過雖然SoC性能好,但MCU目前在市場上的應用仍然是主流,且MCU內(nèi)部還有等級分層。
2020年全球汽車MCU市場規(guī)模約70億美元,其中Renesas、NXP、Infineon、TI和Microchip五大廠商合計市占率達86.6%,市場高度集中。令人感到遺憾的是,當前車規(guī)級芯片的國產(chǎn)化率很低,90%超過國外進口,關(guān)鍵核心芯片全部被國外壟斷。
整體來看,目前車載芯片領域主要仍然被國外廠商占據(jù)。
芯片是一個成本高、周期長、壁壘高的行業(yè),雷軍就曾說過“芯片行業(yè)10億起步,10年結(jié)果”。
芯片設計出來一般還需要2-3年時間完成車規(guī)認證,才能進入整車廠供應鏈,一旦進入之后能擁有長達5-10年的供貨周期。
過往,汽車制造囿于安全、成型的供應鏈、利益等等問題,短期內(nèi)很難更換供應商。國外企業(yè)積累深厚,國內(nèi)一時間難以趕上也在情理之中,新的供應商想要進入頭部車企的供應商名單,往往不是那么容易的事情,加之全球巨頭寡頭壟斷明顯,國內(nèi)企業(yè)技術(shù)劣勢難以補齊。
在面臨缺芯難題之下,行業(yè)內(nèi)卻出現(xiàn)一股哄抬價格的現(xiàn)象,而不是真刀真槍拿實力,這一現(xiàn)象不免讓人失望,也難怪一些新勢力的負責人發(fā)朋友圈痛批這一現(xiàn)象。
尾聲
據(jù)AFS統(tǒng)計數(shù)據(jù),由于芯片短缺,2021年全球汽車市場累計減產(chǎn)約1020萬輛,其中亞洲是減產(chǎn)重災區(qū),僅中國就減產(chǎn)了198.2萬輛,給行業(yè)帶來了不可估量的損失。
在缺芯難題下,多家車企頻繁曝出減配事件,汽車芯片迎來了一波投資熱潮,諸多新能源造車也紛紛進入芯片市場,這不正是國內(nèi)半導體企業(yè)拿下市場的絕佳時機么?
在行業(yè)缺芯難題下,哄抬價格只是一時的短視之舉,借此機會將已有實力發(fā)揮出來,加緊研發(fā),才是車規(guī)級芯片一“芯”難求景象下的市場機遇。從目前智能汽車的市場供應來看,缺芯問題還在長久而持續(xù)的存在,芯片“國產(chǎn)替代化”找到了最大的突破口。
作為難得的有機會提供完整供應鏈系統(tǒng)的原材料產(chǎn)國,產(chǎn)業(yè)鏈也相對完整的供給平衡型市場,國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)其實有機會在新能源市場實現(xiàn)自給自足。好在行情緊張之下,哄抬價格也只是一部分短視者的選擇,這條路上不乏優(yōu)勢的行業(yè)堅守者,囿于篇幅本文不多贅述,三林將在下一篇早科技專欄中為大家重點介紹這些企業(yè)。
關(guān)鍵詞: 國產(chǎn)車在芯片 新能源汽車 全國汽車生產(chǎn)制造中心 汽車行業(yè)供應鏈緊張