时间:2023-01-05 11:09 来源:网络 阅读量:14737   

“新能源汽车上半场是电气化,下半场是智能化。”比亚迪创始人王传福说这句话已经一年了。目前电气化的上半场还没有结束,但下半场智能的哨声已经吹响。

2022年已经过去,上半年电气化改变了汽车的动力总成和能源利用;下半场,以自动驾驶为终极目标的智能化,将是电动化时代车企进军高端市场的“敲门砖”和“杀手锏”。业内有一种观点认为,智能化将重构人与汽车的关系、汽车行业的发展逻辑乃至整个社会的未来形态。

现在2023年已经来了,在这场智能博弈中,谁能扼住智能的咽喉,谁就赢得了发展的先机。

智能强大的“武器”

芯片在汽车智能化竞争中的重要作用不言而喻。我们甚至可以认为,下半场车企智能化竞争的关键在于芯片。

德勤预计,2022年燃油汽车上的芯片平均数量将达到934个;新能源汽车数量更高,达到1459辆,是十年前需求的2-3倍;高级自动驾驶汽车会有3000个自行车芯片。

中国电动汽车100委员会副理事长兼秘书长张永伟曾表示:“2022年,中国智能汽车普及率超过30%,预计2030年这一比例将达到70%。因此,从智能汽车发展的速度来看,汽车行业对芯片的需求将呈现爆发式增长的趋势。”

但是需求猛增是事实,芯片短缺从2020年开始持续也是事实。

在2022年全球智能汽车产业峰会上,张永伟公布了一组数据。资料显示,在过去的三年里,芯片的短缺导致全球减少了约1500万辆汽车,中国减少了200多万辆汽车。这证明了芯片对汽车智能化的重要性,也反映了芯片短缺对汽车工业的重创。

此外,由于芯片不足,今年以来,很多汽车厂商逐渐调整设备,减少产量。据相关媒体观察,欧洲汽车品牌已经减少了电动座椅的数量,有的甚至缺少ADAS系统、无线充电座椅或数字仪表盘等。

对此,车企和芯片厂商都表达了自己的焦虑。奇瑞控股集团有限公司副总经理王朗在谈到智能网联的挑战时直言:挑战非常艰巨,最典型的就是“缺芯少魂”。虽然汽车芯片从年初就开始供不应求,但是到了年底,新能源汽车行业依然在为缺芯而呐喊。

地平线创始人余凯也表示,鉴于目前电动汽车普及率正在迅速提高的现状,他预测2025年电动汽车普及率将达到50%,他对未来一年或后年的汽车芯片供应感到担忧。“面对如此快的增长速度,我担心产业链是否准备好满足电动汽车半导体的需求。”余凯说。

其实汽车芯片短缺一直是个顽疾,原因很多。

比如汽车芯片多由供应链系统厂商采购,而非汽车厂商,使得供应链更加复杂;汽车芯片的设计周期长,还要满足多种严格的标准,汽车厂商很难在短时间内更换供应商。

另外,2020年疫情爆发时,汽车厂商判断失误,认为市场需求会随着疫情下降,所以大幅减少芯片订单。但事实完全不同。当汽车制造商做出反应,开始增加芯片订单时,晶圆厂的产能已经被当时的PC和智能手机相关芯片订单占据。

此外,汽车芯片大多采用成熟的工艺技术。然而,近年来,许多晶圆厂的资本支出集中在先进的工艺技术上,而传统成熟工艺技术的产能增长有限。例如,TSMC的先进工艺技术就做出了巨大贡献。2020年第一季度,7nm工艺占比35%;截至2022年第一季度,最新的5nm和7nm先进节点已经为其营收贡献了“半壁江山”。

现在,TSMC的3nm制程技术也已经在美国工厂正式上线。然而,根据麦肯锡的统计,2021年,72%的汽车芯片采用90nm以上的传统工艺技术,而采用14nm以下先进工艺技术的汽车芯片比例仅为6%。

夹缝中的中国

值得注意的是,以上都是全球芯片短缺的主要原因。就中国而言,“芯片荒”的情况更加尴尬,这主要是国际环境施加的压力。

自特朗普政府以来,美国一直推动对中国获取先进工艺芯片的制裁。这项制裁禁止中国获得EUV光刻机,禁止中国使用任何含有美国技术的产品和技术,甚至联合世界各国禁止向中国提供直径小于14nm的工艺芯片。

2022年以来,随着中国高科技产业的快速发展,美国对中国芯片产业进行限制,并陆续出台多项政策。

2022年2月,美国《芯片与科学法案》限制外国芯片公司对中国芯片产业的投资和出口,切断了中国集成电路设计软件EDA的供应;;同年3月,美国政府提出一个构想,主张建立由美、日、台、中、韩组成的芯片联盟,实现芯片生产闭环,将中国大陆企业排除在外。

2022年8月,美国政府要求芯片设计公司英伟达不要向中国出口两种用于加速人工智能任务的最新GPU计算芯片;同年9月,美国政府要求AMD的M250芯片禁止向中国出口。同年10月,美国政府颁布了一系列新规定,禁止使用美国设备制造的某些芯片,并向中国出售。此外,美国政府已将31家中国公司、研究机构和其他团体列入所谓的“未经核实的名单”,限制它们获得一些受监管的美国半导体技术的能力。

仅一年之内,美国政府紧急推出一系列“组合拳”,企图重创中国芯片产业。这些措施确实在很大程度上减缓了中国芯片产业的发展。

例如,美国限制向中国出口高性能数据中心GPU。这一限制涉及即将出货的NVIDIA A100和H100芯片,以及NVIDIA未来推出的峰值性能等于或高于A100的其他芯片。自动驾驶需要大量的计算能力,英伟达的GPU芯片对于训练人工智能系统非常重要。如果不使用上述高端芯片,则意味着训练速度较慢。

这也使得中国的芯片产业不得不面对依赖进口的事实。对此,张永伟直言,“现在,摆脱进口依赖仍然是当务之急。”

而国产汽车芯片的供货率不到10%,最低的不到1%。换句话说,每辆车需要的芯片90%以上是进口的或者掌握在国外公司手中,这就决定了未来普通芯片和一些关键芯片,尤其是智能芯片的需求会越来越大,但瓶颈会越来越高。

数据显示,2019年全球汽车芯片市场规模约为475亿美元,其中中国自主汽车芯片产业总量不足150亿人民币,占比不足4.5%。全球汽车级芯片形成高度垄断,英飞凌、瑞萨、恩智浦、赛普拉斯、意法半导体、德州仪器、微芯片七家供应商,包揽了全球MCU的市场份额。

为什么国产芯片厂商很难分得一杯羹?在美国的接连打击下,缺乏核心的车企该如何走下去?

企业如何自我管理?

盖世汽车研究院《车规芯片行业报告》显示,目前汽车市场上MCU和传感器芯片供不应求,SOC芯片尚未受到影响。但由于高性能产品集中度较高,未来存在断货风险。

这里我们重点说一下MCU。MCU是汽车需求最大的基础芯片,车身控制芯片对计算能力要求不高。其中32位产品是主流,其主要应用包括仪表盘控制、车身控制以及一些新兴的智能、实时安全功能。

据悉,MCU芯片约占汽车半导体的30%,燃油车平均需要70个MCU,智能车需要300个MCU。中信研报分析认为,未来车载MCU量价提升的动能主要在于汽车智能化、电动化趋势。汽车电控需要电控单元,每个ECU至少需要一个MCU作为核心控制芯片。

来源:汽车仪表芯片行业报告

根据IC Insights,全球MCU市场将从2020年的65亿美元增长到2026年的88亿美元,年复合增长率为5.17%。与此同时,中国的单片机发展与世界同步。预计2026年市场规模将达到56亿元,年复合增长率为5.33%,与全球同期水平基本持平。

据《汽车工业》报道,全球汽车MCU市场被国外厂商高度垄断。2021年,CR5(业务规模前五名公司的市场份额)约占90%,市场集中度较高。国外头部MCU厂商的性能涵盖基本功能到高性能,国内MCU厂商从低端产品入手,逐步向高端推进。另外,国内实现车规MCU量产的企业很少,基本停留在车窗、灯光、冷却系统等相对简单的控制应用上。,而在动力控制、智能座舱、ADAS等复杂领域的应用较少。

目前,国内企业正在逐步切入单片机市场。四维图新收购了捷发科技、娱乐信息系统IVI SoC芯片、汽车音响功放AMP芯片等。,并形成了主要包括导航业务、高级辅助驾驶和自动驾驶业务、车联网业务、芯片业务和位置大数据服务业务的智能汽车业务。此外,广庭信息还有智能驾驶舱、智能电控、智能驾驶、测试工具、地图服务五大领域,以及涉及智能驾驶舱、智能驾驶、联网服务的德赛四维,这些领域对智能汽车的国产化贡献都不大。

盖世汽车研究院认为,在市场需求加剧、供应短缺的背景下,国产厂商正在加速崛起,其中MCU的国产替代最慢,IGBT的国产化最快。

近年来,车辆IGBT市场开始改变由欧美厂商供应的局面,国内自给率逐年提高,2020年将达到18.4%。其中,比亚迪半导体扮演着重要角色。

来源:汽车仪表芯片行业报告

比亚迪可以提供裸片、单晶体管、功率模块等IGBT产品,覆盖750V和1200V电压平台。其IGBT 50技术已量产,将引入IGBT 6.0技术;到2020年12月,比亚迪半导体的轨距IGBT功率器件累计超过100万辆,单车行驶里程超过100万公里。

此外,比亚迪的功率半导体业务采用IDM模式,包括从RD到生产的全过程。其产品在国内市场占有率领先,比亚迪IGBT在国内新能源乘用车市场占有率达20%。它的一些产品优于国际主流制造商,欧洲和日本的许多电子控制制造商也在IGBT与比亚迪合作。

但值得注意的是,比亚迪的IGBT主要供应比亚迪的自产汽车。比亚迪IGBT约70%由比亚迪内部消化,其余30%供应给第三方客户,主要是新能源商用车。

甚至由于市场需求旺盛,比亚迪半导体在2022年11月终止了分拆上市。

关于终止IPO一事,比亚迪对媒体回应:此次是公司主动撤回申请,是在充分论证了对市场情况的预测、项目建设的紧迫性等因素后做出的审慎决策,为日后的快速发展做了铺垫。

以上回复不够具体。详细来看,终止分拆上市主要是由于比亚迪半导体为扩大晶圆产能,在向深交所申请上市审核期间,投资了济南功率半导体产能建设项目。目前该项目已顺利投产,产能爬坡良好。但随着新能源汽车产业的持续增长,新增晶圆产能仍远远不能满足下游需求。

比亚迪表示,为尽快提升产能供应能力和自控能力,比亚迪半导体计划抓住时间窗口,进行大规模晶圆产能投资建设。在济南项目的基础上,进一步增加大额投资,预计将对比亚迪半导体未来的资产和业务结构产生较大影响。

换句话说,比亚迪半导体更倾向于继续扩大生产,而不是上市。或许我们也可以认为,比亚迪半导体暂时缺少大额融资资金,造血能力可以支撑自己继续“搞业务”。

做芯片还是芯片厂商的事。

但是,比如比亚迪一般的自研芯片,并不适合国内大部分车企。毕竟在智能化的下半场,车企还面临着盈利的问题,资金投入是很大的压力。

相关数据显示,国产汽车芯片的自研率仅为10%。也就是说,90%的汽车级芯片仍然依赖进口。其中英飞凌、恩智、瑞萨、德州仪器、意法半导体等国外公司负责了全球大部分汽车级芯片的供应。

然而,除了自研芯片的成本压力,芯片的基板原料仍然被国外厂商控制。据悉,韩国的Cree、美国的II-VI、日本的Si-Crystal加起来占了90%的出货量,“寡头垄断”的局面短时间内无法改变;在制造方面,如今的大功率芯片需要高端的光刻机来生产,而这恰恰是中国半导体行业最稀缺的资源。

所以很多车企选择放弃自研芯片。例如,长城汽车董秘徐辉在业绩说明会上表示:“针对目前芯片供应问题,公司制定了三个解决方案:短期产品扫货、中期开发新供应商、长期技术升级。奇瑞也早早与地平线签署了战略合作协议。依托各自在汽车和人工智能领域的优势,双方重点在智能驾驶和智能交互领域进行技术研发和产品合作。

中国的芯片产业似乎从诞生之初就处于防御状态,在“巨头挡了我们怎么办”的设定中一遍又一遍的实践和成长。但是任何事情都有两面性。Seeking Alpha表示,事实证明,美国对半导体的制裁是中国增长的催化剂。它指出,由于ASML没有证据表明美国对中国的制裁正在发挥作用,中国芯片生产的放缓更多是因为新冠肺炎疫情的封锁,而不是美国的制裁。

事实是否如Seeking Alpha报道那样真实尚无定论,但有媒体确实观察到,在中国GPU芯片被美国限制的消息公布当天,英伟达股价瞬间暴跌超过6.6%,AMD股价也下跌了3.7%。包括寒武纪、广海信息、龙芯中科、景嘉微等国内多只GPU、AI芯片相关概念股盘中涨幅均超过10%。

就整个芯片行业而言,就是用今天的投入去抢明天的市场。今天,我们看到芯片制造商和汽车公司试图从重重封锁中撕开一条裂缝;明天,中国的汽车产品终于要走出这个裂缝,站在世界面前了。

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