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抢滩高端车规级芯片,谁会成为最终赢家?

发布时间:2024-03-05
随着小米正式宣告其首款智能汽车SU7将采用英伟达自驾芯片Drive Orin,引发芯片圈热议,英伟达也借由CES 2024,宣布拿下中国4家车企自驾芯片合作订单(除小米外的三家分别是理想、长城、极氪)。在CES大会上,高通、英特尔、AMD、恩智浦、德州仪器、黑芝麻智能、芯原等国内外大厂展示了众多智驾系统的新产品和新方案。


自动驾驶芯片作为智能汽车的核心组件,成为了科技巨头和企业竞相角逐的焦点。高端车规级芯片具备更高的技术难度和进入门槛,国产化率更低,正成为国内外厂商顶尖科技交锋的的新战场。在这场厮杀中,究竟谁能抓住机遇,突出重围?


01结构性缺芯


2021年开始,汽车行业面临整体缺芯,在这一特殊时期,国产车规级芯片加速上车,完成对国外产品的替代,取得了可喜的进步。随着海外厂商扩产或新建产能,海外车规芯片逐步恢复供应,国内厂商重新面临海外厂商竞争。多家芯片代理商透露,国产芯片基本不缺货,进口车规芯片价格也在下降,但部分进口车规芯片供应仍然紧张。


汽车芯片分布,图源:网络


车规芯片供应出现参差的背后,国内外厂商面临的形势存在很大不同:全球50%的汽车芯片市场被五家巨头占据(英飞凌、恩智浦、瑞萨、德州仪器和意法半导体),国内车规芯片产品覆盖率和高端化进程不如海外车规芯片大厂


《中国车规级芯片产业白皮书》显示,我国车规级芯片的总体国产化率仍停留在5%到15%左右,特别是功率半导体、计算控制芯片等领域进展难度较为突出,并且整体上还面临产品线覆盖不全、工艺能力不足、制造端短板等突出问题。


国产化汽车芯片产品进展,数据来源:中国车规级芯片产业白皮书


例如,一名英飞凌车规芯片代理商曾表示,目前国产的电源、开关等芯片已在上车,但整体偏中低端,MCU、IGBT这类集成要求较高的芯片仍以进口为主。可见国内车规芯片产品线仍不完善,一些供应吃紧的芯片,国内车规芯片厂商还难以提供替代方案。


与此同时,国内外车规级芯片厂商面临同一个问题:芯片结构性缺货。智能电车迭代快、功能需求多,而车规级芯片是众所周知的开发制造周期长,从设计到上市一版需要2~3年时间,因此芯片供应并不能完全跟上节奏。


02抢滩高端车规级芯片


汽车产业电气化、智能化进程继续,车规芯片整体需求随之继续提升。据盖世汽车数据显示,2030年,汽车电子芯片市场有望超过1100亿美元,其中中国预计将接近300亿美元。为应对汽车芯片需求增加,海内外车规芯片大厂正在推动研发和扩产。据国际半导体产业协会报告显示,博世、英飞凌、意法半导体等供应商加速8英寸产能建设,预估2023年至2026年,全球8英寸晶圆厂将增加12个,汽车和功率半导体的8英寸厂产能将增加34%。


其中,IGBT、MOSFET这类功率半导体是布局重点。根据Strategic Analytics数据显示,传统燃油车中,价值占比最高的半导体器件为功能芯片,达23%,功率半导体和传感器分别占21%和13%。而纯电动汽车中,功率半导体的价值占比大幅提升至55%,MCU和传感器价值占比分别下降至11%和7%。功率半导体中的IGBT模块更是核心部件,占整车成本可达7%。不仅英飞凌等海外厂商在布局,国内厂商也在推动国产化,国内IGBT和MOSFET厂商还赶上了第三代半导体碳化硅对硅基替代的风口。



03国产化进程艰险但热度不减仍发力扩张


当前,半导体领域受逆全球化浪潮和贸易保护主义的影响,充满了越来越多的不确定性。国内车企纷纷想实现核心技术的自主掌控。


但我国在芯片设计必备工具EDA软件和IP核方面,对外依赖性太高。在测试方面,高端关键检测设备仍是薄弱环节。在标准方面,目前我国还没有自己的标准,也没有国际标准相应的权威机构,这是制约汽车芯片发展和汽车产品走出去的重要环节。此外,我国缺乏在实车层面验证芯片适配性的应用体系,无法实现快速迭代验证。“整个产业最大的一个痛点,就是车载半导体Tier2(供应链中较低层级的供应商或服务提供商)的部分被国外的公司垄断。国外公司在Tier2前五名中市占率为50%左右,前十名占到70%。国内做得最好的功率半导体,还不到10%的占有率。”


现状的艰难并没有浇灭国产化的烈火。相反,国内厂商仍有扩张的动力。


  • 一方面是缺芯期间国产车规级芯片抓住机会入局,“国产车规芯片上了车,相当于上了牌桌。”车规级芯片是一个高技术壁垒的领域,关乎人命,对可靠性、安全性等要求极为苛刻,车厂不会轻易替换供应商。


  • 另一方面是国内汽车产业经历经历缺芯风波后对供应链稳定性更加重视,希望国内供应链也能提供同类或替代产品。


除市场驱动外,我国对车规级芯片的顶层指导也是坚定不移。2023年12 月31 日,工信部印发《国家汽车芯片标准体系建设指南》,提出到2025年,制定30项以上汽车芯片重点标准;到2030年,制定70项以上汽车芯片相关标准。1月19日,工信部副部长在国务院新闻发布会上表示,要加大高级别自动驾驶等技术攻关,进一步提升产品市场竞争力。


与此同时,国外厂商面临着更加严峻的挑战,既要满足国内车企对强大芯片的需求,又要遵守其国家对中国先进半导体出口的更严格控制。“变中求机”,中国汽车芯片产业参与者要趁此机遇,敢于攻坚克难,加强自主研发和创新,共同推动国产高端汽车芯片实现落地应用。

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