反差 为不知
经济不雅察网 记者 郑晨烨 2024 年头于今,方睿场地公司想象的几个车规级芯片产物齐进入了考据阶段,而购买这些产物的客户,无一例外齐是国内的汽车厂商,这些产物也齐将被用于各家厂商的一些旗舰车型上。
四肢一位如故从业十年过剩的老"半导体"东谈主,这么的情况让方睿感到恍若隔世。"主机厂主动寻求国产芯片四肢替代,放在我刚入行的时候是思齐不敢思的画面。"方睿说,跟着汽车智能化进度的日益提高,国内车企对国产自主研发芯片的需求还将陆续扩大,他对畴昔的国产芯片市集至极乐不雅。
深圳清廉微电子有限公司(下称"清廉微电子")的市集总监敖立满也有雷同的嗅觉:"咱们预测在畴昔的一两年内,国内的碳化硅芯片在电动汽车中的行使会多量增长。当今其实恰是国产替代的漏洞时期,何况这是一个从 0 到 1 的冲破。一朝冲破之后,上量的速率会至极快。"
上述两位资深"半导体"东谈主的乐不雅,很猛进度上要归功于国内车规级芯片市集的快速增长。说明着名研究机构 Omdia 的预测,2025 年,全球车规级半导体市集范围将达到 804 亿好意思元,其中中国市集范围为 216 亿好意思元。
"从大的趋势上来看,当今众人常说‘软件界说汽车’,但实践上,我更自得称之为‘硅界说汽车’。莫得芯片,莫得硅,软件界说汽车是无法罢了的。"华芯金通半导体产业研究院院长吴全如是告诉记者。
救命稻草
实践上,在往时的数年间,国际生意环境的变化重叠耗尽电子需求的疲软,让许多国内芯片企业的日子不太好过。
企查查数据表露,2023 年,中国有 1.09 万家芯片筹商企业完成了工商刊出、拆除。而在客岁芯片企业的关停或倒闭潮中,比较有代表性的案例即是 OPPO、TCL 及魅族对旗下芯片业务的关停。
说明中国半导体行业协会集成电路想象分会理事长、清华大学教悔魏少军在第 29 届中国集成电路想象业 2023 年会上提供的数据,2023 年,中国脉土的芯片想象企业数目为 3451 家,其中有 1910 家企业的销售收入少于 1000 万元,占比高达 55.35%。
正本四肢芯片行业出货大头的耗尽电子,在国产替代的大配景下本应长进万里,但市集渐渐填塞及换机周期的拉长让情况变得"很不一样":2023 年,全球智高手机出货量陆续下滑,说明 IDC 公布的数据,2023 年全球智高手机出货量为 11.7 亿台,同比下落 3.2%。
方睿场地的公司正本也主要处事于手机厂商,但客户需求的继续减少,让他们公司的处分层不得不另寻长进,而这一长进,便在汽车厂商身上。
在近日收尾的湾区半导体产业生态展览会(下称"湾芯展")上,蔚来聚创始始东谈主、总裁秦力洪就公开了一则数据:"以蔚来为例,智能汽车在算力、功率半导体、传感器、存储芯片等方面的需求日益增多,每辆车所搭载的芯片数目已从几年前的 3200 颗增长到如今的 4200 颗。"
对比之下,一部手机的芯片数目大要在 100 颗,主要包括主处理器、存储芯片、通讯芯片、电源处分芯片以及各式传感器芯片等。
"新能源汽车自己的出货量在大幅增长,新能源汽车单车用的芯片数目和价值齐在高潮,芯片的需求量和成本也在增多。这导致新能源汽车对车规级芯片,尤其是硅基芯片的需求连忙增多。"吴全指出。
说明中国汽车工业协会数据,2024 年 1 月至 6 月,我国新能源汽车产销量分离达 492.9 万辆和 494.4 万辆,同比分离增长 30.1% 和 32%。
在采访过程中,记者了解到,车规级芯片咫尺主要包括功率芯片、MCU(微限度单位)、传感器芯片和存储芯片等几大类别。
其中,功率芯片在新能源汽车中尤为漏洞,矜重限度和处分电能的治疗与分派,以闲暇能源系统、充电系统等对高遵循和踏实性的要求;MCU 则承担着汽车里面的限度提醒传递反差 为不知,通过集成式电路完成发动机、传动系统、车内电子开发的调控;传感器芯片矜重捕捉外部环境及车辆初始气象的数据,是罢了智能驾驶扶植系统(ADAS)和自动驾驶功能的中枢部件之一。
此外,存储芯片的市集长进雷同值班温暖。跟着智能汽车功能的拓展,包括高清舆图、录像头数据、驾驶日记等需要大容量存储,车载系统对 DRAM(动态立时存取存储器)、NAND(一种非易失性闪存芯片)等存储芯片的需求也在逐年增多。
在方睿看来,跟着汽车缓缓向智能化标的发展,整车所搭载的功能日益增多,如自动驾驶、智能座舱、车联网等,这些功能的罢了齐依赖于多量的电子元件和高性能芯片。举例,自动驾驶需要录像头、雷达、激光雷达、超声波传感器等多种开发共同职责,及时期析周围环境并作出响应,这就要求车载芯片具备强盛的算力。
同期,方睿还告诉记者,智能汽车系统产生的数据量极其高大,从传感器、录像头到车辆荟萃,每秒齐会产生多量信息。这些数据需要进行高速处理、分析和存储,对芯片的处理速率和存储容量建议了更高的要求。
" L4 级别自动驾驶汽车每天可产生数 TB 的数据,需要高效的芯片进行及时处理。汽车智能化卷得越猛烈,关于芯片的要求越高。"方睿指出。
"(车规级芯片)蛋糕在变大,容得下多个玩家。"深圳市江波龙电子股份有限公司(301308.SZ)镶嵌式存储行状部高等市集总监王作鹏亦如是告诉记者。
敖立满场地的清廉微电子便在车规级碳化硅功率芯片的行使上赢得了本色性冲破。该公司最新发布的 1200 伏车规级碳化硅 MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)产物,定位于新能源汽车的漏洞部件,尤其是主驱系统和车载电源处分系统。由于碳化硅具备优异的高温踏实性和高遵循,在电动汽车中简略灵验降愚顽量损耗,擢升车辆的续航和加速性能。
"现阶段,大部分电动汽车的主驱碳化硅产物决议齐来自外洋厂商。国内厂商入场比较晚,当今还处于发展的阶段。然则,经过这几年的奋力,咱们冲破了许多时刻难点,当今如故在真的真谛真谛上简略提供对标国际品牌的高品性产物,何况简略踏实地进行多量量委派。"敖立满告诉记者。
据清廉微电子副总裁彭建华先容,到 2024 年底,清廉微电子 Fab1(半导体工场)6 英寸碳化硅晶圆(用于制造芯片的基板材料)产能将增长至每月 1.4 万片,至 2025 年公司将具备年产 16.8 万片车规级碳化硅 MOS(金属氧化物半导体,用于限度电流流动的半导体器件)的坐蓐才智。同期,公司 Fab2 的 8 英寸碳化硅晶圆坐蓐线也将于 2024 年底通线,畴昔盘算产能 6 万片 / 月。
"车规级市集,是当今半导体范围为数未几的增量市集,尤其是在供应链自主可控的要求下,攻入车厂关于思要活下去的芯片公司来说很漏洞。"方睿强调。
"从系数大的市集趋势来说,电动汽车的发展是不可抵牾的。漏洞是谁简略收拢这些契机,谁简略拿到这些市集。"敖立满说。
"攻入"车厂
固然车规级芯片是蓝海市集,但这并不虞味着"攻入"车厂供应链是一件很浅易的事。
国产芯片在国内的市占率实践上并不高,说明盖世汽车研究院数据,松手 2023 年底,除功率半导体外,其余诸如计较、限度、电源等漏洞芯片的国产物牌市占率均不及 10%。
"国产汽车芯片份额比较低,一方面是因为汽车芯片测试认证周期较耗尽电子芯片更长,规格更高,需要永远的时刻积聚和大范围的市集考据,国内大部分汽车芯片厂商还在发展的路上,需要更万古间的教悔;另一方面部分汽车芯片需要 IDM 形式,国内厂商近几年才刚刚布局,产能还未开释,良率还在爬坡,需要一定的发展时代才有但愿跟上外洋厂商的法子。" WitDisplay 首席分析师林芝告诉记者。
所谓 IDM 形式,即"垂直整合制造形式",涵盖了芯片想象、制造、封测的好意思满过程。
在 IDM 形式下,芯片厂商不仅需要具备强盛的想象才智,还要领有坐蓐制造的才智和才智,这种一体化的形式简略灵验擢升产物性量的踏实性,但也对厂商的资金、时刻和处分才智建议了更高的要求。
比拟之下,国内大多数芯片企业多取舍" Fabless "形式,即专注想象,将制造交由晶圆代工场进行。固然这种形式成本较低,但在车规级芯片的要求下,很难保证质料的继续一致性。
关于正在加速发展的国内车规级芯片企业来说,转向 IDM 形式意味着一条清苦且漫长的谈路。林芝指出,IDM 形式不仅需要多量的初期成本干预,还需要缔造从材料端到封测端的高度互助,这关于大多数尚在爬坡阶段的国内厂商来说是个不小的挑战。
同期,林芝还告诉记者,咫尺,汽车芯片市集也出现了结构性朦拢的风景,主若是低端汽车芯片不缺、高端芯片供不应求。
"汽车芯片厂商大部分是 IDM 形式,此前扩产的积极性比较低,跟不上新能源汽车市集的发展和迭代需求,然则咫尺晶圆代工场、汽车芯片想象厂商积极加大汽车芯片研发,同期,IDM 形式的汽车芯片厂商也积极膨大,弥补一些畸形工艺汽车芯片的不及,是以畴昔高端汽车芯片结构性朦拢风景将渐渐缓解,供应链朦拢风险如故在大幅缩短。"林芝说。
除了制造形式有待跟进以外,车规芯片漫长的考据过程亦然国产芯片厂商不得不迈过的一个坎儿。
吴全指出,通常车规芯片从想象到量产上车约需 3.5 — 5.5 年的时代,中间需履历严格的车规级考据过程。车厂对芯片的要求远高于耗尽电子,尤其在可靠性、安全性、温度顺应性等方面有着极高的范例。汽车关系到东谈主身安全,因此车规芯片的失成果必须限度在极低水平,通常需要经过高温高湿、高压等顶点要求下的永远测试。即使通过了这些严苛的考据,最终被车厂遴选,国产芯片仍需靠近产能踏实、继续供应以及售后撑持等方面的挑战。
"我战斗了许多厂商,他们思用国产,但国产产物弗成用,或者弗成达到他们的要求,这种情况如故存在的。因为测试成本在那儿,一朝出问题就是一条坐蓐线或一批车型出问题,这个成本谁来承担呢?"吴全向记者强调。
"车规级芯片测放哨证周期较长的原因是与东谈主的人命密切筹商,如果弗成保证芯片可靠踏实,汽车厂商一般不会使用。如果要以放弃客户或者产物品性为代价,汽车厂商也不会容许。要加速测放哨证周期不错通过购买或者收购如故通过测试认证的时刻决议,然后再跟进研发,抑止升级芯片规格。"林芝亦告诉记者。
在此配景下,国产芯片厂商思要攻入车厂,就需要拿出远高于行业的范例,来证明自身产物的可靠性。
情欲超市"咱们在国内许多主机厂的车规级芯片考据中,客户对产物的范例是远远高于行业范例的。"敖立满亦向记者暗示,"尤其是在主驱行使这一块儿,车企可能对国产芯片的信心还不太足,需要高性能、高可靠性才能上车,而这是咱们需要抑止冲破的标的"。
敖立满同期告诉记者,清廉微电子的产物是国内第一个通过车规级 3000 小时考据的,而旧例的车规级产物考据,通常要求齐为 1000 小时。
"咱们不论是在材料端、想象端、晶圆制造端、封装测试端等,齐取舍了更多的加严措施,高于行业范例来作念,是以咱们才有信心去作念愈加永远的可靠性测试。"敖立满说。
在采访过程中,记者疑望到,受访的业内东谈主士广博以为,功率半导体是短期内国产芯片厂商最佳的冲破标的。
功率半导体在新能源汽车等行使范围中,通常取舍 90nm 以上的老练制程工艺,这与计较芯片对先进制程的需求不同。这一特点使得国内厂商在中低端功率半导体的坐蓐上具备了一定的自主才智,简略闲暇国内不少整车厂的基础需求。关联词,在高端功率半导体方面,如高遵循碳化硅器件和 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块,国产时刻仍与国际逾越水平存在显豁差距,漏洞时刻和产能在很猛进度上还依赖入口。
"在全球竞争中,功率半导体不错成为咱们与国际巨头抗衡的一个切入点。"吴全暗示。不外,他亦向记者强调,车规级 MCU、SoC(系统级芯片)与传感器,会是畴昔国产替代最快的三大范围。
研究机构致同辩论在其发布的 2024 年车规级芯片研究敷陈中指出,在车规级 MCU 范围,国内厂商主要包括芯旺微、比亚迪半导体、杰发科技等,外洋竞争敌手主要包括瑞萨、恩智浦、英飞凌等;车规级 SoC 芯片中智能座舱芯片已有国产厂商供应,举例地平线,但主要供应商仍为外洋厂商,尤其在单价 40 万元以上车型市集中,英伟达、英特尔、高通占有较大份额。
"这些跟智能驾驶、智能座舱筹商的芯片可能更简略撑持汽车的相反化卖点反差 为不知,关于车企来说,至少需要掌捏对芯片的限度权,固然他们不一定要我方坐蓐,但一定要具备掌控才智。"吴全向记者强调。