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【芯智驾】“缺芯”回归常态后,国产汽车半导体的“危”与“机”

来源:爱集微

#汽车峰会#

2022-11-09

集微网报道(文/朱秩磊)汽车缺芯危机仍在2022年上演,部分领域车规级芯片产能紧缺,芯片价格上涨,供货周期延长,使全球汽车制造商因“一芯难求”而遭受重击。汽车芯片供应短缺既是全球共性问题,也折射出我国自主供给能力不足的深层次矛盾。在复杂国际形势以及汽车产业智能化、电动化、网联化趋势下,本土汽车半导体供应链作为后发厂商进入市场将面临哪些困境与机遇?

2022年11月7-8日,“2022张江汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子交流会”在上海张江科学会堂隆重举行。本次会议以“智链未来 本立而道生”为主题,由上海市经信委、浦东新区科经委、自贸区张江管理局指导,《中国汽车报》社主办,张江高科、爱集微、浦东新区投资促进二中心承办,中国能源汽车传播集团支持。

在8日举行的主峰会圆桌互动中,邀请到小米产投总经理、基金管理合伙人孙昌旭担任主持,与北京君正董事长兼总经理刘强、苏州纳芯微董事长王升杨、比亚迪半导体总经理陈刚和上海芯旺微董事长丁晓兵等国内半导体产业界的四位嘉宾,探讨了新形势下,本土汽车半导体的机遇与挑战。

万里长征刚开始,下一步规划哪些芯片“上车”?

我国作为全球第一大汽车生产国,汽车电动化、智能化走在世界前列,对芯片的需求更多更复杂,汽车芯片的自我供应和自主可控难度更高。由于国内芯片公司在汽车领域起步晚,技术积累时间不长,占市场主流的美日欧整车品牌拥有固定的供应链,国内芯片公司渗透进度较慢,车规级芯片国产化率较低,与我国汽车产业全球28.02%的制造份额不相匹配。今年两会期间,广汽集团董事长曾庆洪就曾表示,我国汽车芯片自给率不足10%、国产化率仅为5%,供应高度依赖国外。

孙昌旭指出,近年来土半导体厂商逐渐开始在汽车领域取得了不错的进展,涌现了一些优秀的企业,比如君正收购ISSI之后发展很快,在汽车照明驱动的需求也在起量;纳芯微除了隔离芯片,开始向着更高端的接口芯片、传感器芯片和马达驱动等领域进军;比亚迪半导体在IGBT以及第三代半导体功率器件领域取得了很好的成绩,也大大帮助了比亚迪的新能源车销售;芯旺微已成为国产汽车MCU的代名词。

“尽管如此,我们同时也要承认,万里长征才刚开始。”她表示。那么,在取得一定成绩之后,本土芯片企业下一步想将哪些芯片做进车?

对于君正而言,弱水三千只取一瓢。刘强解释,汽车中使用的芯片种类非常多,单车中要用到3000颗,这样的规模不太可能由一家公司来覆盖。“弱水三千只取一瓢。君正的策略是进一步提升现有产品的市占率,比如汽车存储市场份额在50~60亿美元左右,君正目前占到3~4亿元规模,加起来不到10%。”他指出,“另一方面,现在以中小容量存储器为主,随着智能座舱需求更多大容量存储芯片,对团队、工厂、设计能力也提出更高要求,君正正针对此提升产品能力。同时,君正也将围绕大赛道结合自身优势,将正在开发的车上互连、充电桩互连芯片做上车。现在一部车平均下来先君正的芯片能贡献3~4美元收入,到2025年希望能达到10~20美元。”

以模拟芯片为主攻方向的纳芯微有着不同的策略。王升杨认为,模拟芯片的种类繁多,每一颗芯片的单价相对也不贵,因此纳芯微的目标是规划更多不同类型的芯片“上车”,以数量取胜。

纳芯微的隔离芯片目前在国内新能源车上应用情况还不错,很多车型都有了大规模应用,因此未来两年纳芯微最重要的目标是以此为契机,尽可能围绕汽车各个应用场景拓展更多的产品类型。“虽然每一颗模拟芯片的货值不大,当前纳芯微已经量产或即将量产的芯片在一辆新能源车上能覆盖的货值在300~400元人民币左右,未来希望通过长期的努力将单车价值量做到2000元的水平。”王升杨表示。

陈刚介绍,比亚迪半导体依托于比亚迪新能源车业务在今年取得的不俗战绩,在汽车半导体领域的规划是查缺补漏,秉承比亚迪集团“缺什么,追什么”的思路,从汽车核心的IGBT、SiC功率器件等开始,不断拓展控制类、驱动类芯片,以及传感器、光电类器件。“今年比亚迪半导体能覆盖约200万辆比亚迪车,外部品牌约300万辆,单车中的芯片贡献在小几千元,希望明年在整车领域继续大发展,销售额也实现大的增长。”陈刚说。

芯旺微目标则是将MCU做到极致。“一方面沿着通用MCU的方向,包括各种细分市场标准化的MCU继续开发;另一方面将MCU、电机、电源类芯片集成为一个小的SoC。目标是做到汽车MCU全覆盖,单车芯片贡献在100~200美元之间。”丁晓兵指出。

有哪些想做而不能做的汽车芯片?受限于哪些因素?

我们看到,在缺芯及美国制裁刺激下,整车企业、车厂一级供应商以及半导体设计、制造、封测等产业链企业对汽车芯片的热情在逐渐升温。加上近两年政策推动,针对各个类别汽车芯片的研发项目大力发展。在这个窗口期国内半导体厂商会有更多发展机会,汽车芯片国产化进程必将加速。但显而易见的是,目前本土厂商在部分汽车芯片存在想做而做不了的情况,那么不能做的原因是我们的哪个产业环节受到限制?

刘强认为,限制因素有两方面。一是本土企业的产品设计能力有所不足,这是根本的;另一方面,国内制造业供应链的支持能力有所不足。不过过去几年国内车规工艺进展很快,君正的SRAM、NOR FLASH都在国内制造,整个行业也越来越重视汽车市场,无论是晶圆厂、封测厂都开始发力。

“现在在存储领域,国内既缺乏高精端的IDM,也缺乏合适的代工厂,而且14nm以上制程能力差距还较大,君正因此也只能依赖于海外的高端制造。”他指出,“希望大家能彼此给予机会,产业链上下游积极配合,才能支持研发持续迭代打磨,整体实现迅速的成长。”

王升杨认为,模拟芯片对先进工艺的需求没有那么迫切,现在行业关注的7nm、5nm等热点对模拟公司来说不会是太大的问题。如果说从工艺的角度来看限制,首先是高压相关的工艺国内近几年进步很快,但还有进步空间。

他指出,第一,比如高压BCD的产能缺口正在快速缓解,但是工艺成熟度尤其车规工艺的成熟度还有很多进步空间。第二,12英寸的高压工艺尤其是比较迫切需要解决的瓶颈,现在国外很多主流模拟厂商已经把很多产品往12英寸平台转移,国内也开始朝这个方向转,但是相对慢了一些。第三,车规应用现在有越来越多种工艺融合的需求,比如在一个工艺上即集成了高压的BCD,还有FLASH,甚至可能有嵌入式的MCU,诸如这类的混合工艺国内还比较缺乏,导致某些产品要依赖于国外的供应链。随着国外供应链存在越来越多的不确定性,这会给国内产业带来非常多的挑战。

“不过现在上述相关工艺完全不能放在国内做的产品占比不到20%。”王升杨补充说。

在陈刚看来,经过这么多年全球产业链整合以及中国半导体从人才、设计、到制造等方面都在快速追赶,倒是没有什么完全触碰不到天花板的汽车半导体。此前国内车用半导体发展缓慢的主要原因是整车企业不敢也不太愿意去尝试国产芯片,随着这些年整体产业链的短缺逐渐减少,越来越多本土企业在车企端有了很多应用。以比亚迪为例,国内整车企业现在越来越愿意与全球的半导体厂商、中国的边缘计算一起合作、定义产品、设计产品,现在已形成开放的心态。其次车厂验证平台都在提速,现在整车企业验证一个芯片从最初定义到设计还要40多个月,周期已经大大缩短。

如果从产品层面来看,除了智能驾舱的一些SoC和大算力芯片需要先进工艺,汽车半导体大部分基于28nm及以上的工艺;模拟类的产品也不是不能做,挑战在于需要更多设计、工艺经验,把良率、可靠性提高。

因此陈刚呼吁所有的汽车企业关注和重视本土汽车半导体行业,这是一股不可小视的力量。同时他们也要向海外的半导体企业学习,“因为现在越来越多海外半导体厂商和中国的整车厂做配合、开发,这是一个相互竞争、相互学习共同提升的过程,对全球的汽车半导体产业都是好事。”

丁晓兵表示,根据不同的域,从自动驾驶、底盘到车身,汽车半导体在每个域面临的挑战不同,比如芯旺微在进入动力域的时候就在工艺上遇到一些挑战。“我们在做底盘的时候遇到了高温和可靠性两个挑战。在高温情况下,可能面临150℃的应用环境,而汽车半导体到150℃以上都比较难,从工艺制程到材料都有特别之处。在底盘和动力系统,汽车半导体无论是MCU还是模拟芯片都会面临这两个挑战。此外,通用MCU在底层车身还面临多工艺结合、成本和性价比是否有竞争力等挑战。”

他补充说,目前国内工艺在高温和可靠性两个挑战上还不能完全解决,至少没有给出150℃这样高温标准化设计流程或PDK,需要设计企业自己摸索。

“国内代工厂正在努力中,可能高温和可靠性是最后的堡垒。”刘强认为。

产能释放、欧美厂商杀回国内市场,明年之后打法怎么变?

孙昌旭认为,在过去一年多来,国内汽车半导体大大受益于芯片需求的快速爆发以及缺货的环境,供需极度不平衡为本土厂商带来了可观的业绩。今年以来,消费电子市场遇到天花板往存量市场发展,现在消费电子芯片产能释放,同时很多做消费电子的企业在逐步转向车规。另一方面,随着明年下半年汽车芯片的产能也逐渐释放,在整体产能不是很紧的情况下,欧美厂商重新杀回国内这个巨大的智能汽车市场。两方面变化夹击下,才刚刚经过两年锻炼的本土厂商明年将会直面欧美企业的竞争。

刘强认为,产能紧缺从来都只会持续一段时间,从长久来看,除去政治因素影响制造端,大家面临的机会都是一样的,最终决胜还要靠自身产品能力。他表示,君正经过20多年的积累,也一直在梳理每条产品线和英飞凌、TI等龙头厂商的对标情况。“产品力是核心,包括现有产品在未来发展中还有没有竞争力,未来的roadmap能不能跟上行业,是否能与车厂形成紧密的配合等等。”他指出。

孙昌旭指出,当前国产芯片去车厂推广的时候,成本肯定比国外厂商高,后者量大,在成本方面有很大优势。同时当他们回到中国市场竞争,本土厂商此前由于近距离的服务沟通优势也会被成本差价抹杀。

对此刘强解释,汽车半导体特点是对服务要求很高,并且种类要求非常多,服务要求也非常多。本土厂商在目前情况下用的相对低端的工艺保持30%的毛利,这个市场还是有很大的空间。此外,汽车市场还需要稳定的供货,比如说能不能供10年。

王升杨赞同过去两年的窗口期确实给国产汽车半导体的导入提供了很好的机会,随着这个机会窗口的关闭,市场竞争一定会越来越激烈。对于国内芯片公司下一步该如何发展,他提出了两点建议,第一在成本上尽可能优化,接近国外竞品的成本水平,这是国内厂商需要持续发力的部分。第二,国内厂商最大的优势在于更贴近中国这个最大的新能源汽车市场,并且近几年在汽车“新四化”的变革中也走在全球前列。

过去两年缺货的背景下国内做得最快的都是物料替代,但是一旦不缺货这种物料、价格的竞争也会更快。“但新能源汽车市场并不是一成不变的市场,它对芯片的需求也不是一成不变的。因此我们要看到,很多客户面向未来新的架构平台,也会有新的IT功能、性能的需求,这部分是增量市场,也是中国半导体公司最重要的机会。”王升杨指出,“因为我们的优势在于能够和客户沟通更加紧密、决策效率更快、在新产品投入的速度更快、设计过程可以更快、可以提供给客户更快更好的响应和服务,这可能是对于回到正常不缺货的市场逻辑下,国产半导体的最大机遇所在。”

对此,孙昌旭指出,通过过去两年的合作,车厂对国内半导体产生了一定的信任,当有了新的芯片需求第一时间也会找过来。如果双方能够在新的起跑线,在产品定义和出货上能跑赢欧美公司,也大概率会继续保持合作,这可能就是过去两年最大的价值和积累。

陈刚认为,以往半导体产业链和手机产业链有着非常紧密的合作,这一次汽车芯片缺货反思背后一大关键原因,就是下游整车厂商和半导体产业链不像手机那样融合的那么紧密,所以服务确实很重要。本土半导体厂商一定要认识到TI等海外企业确实从服务、规模、技术等角度仍然有很大优势,在国内新能源汽车产业这个优势背景下,国内半导体企业一定要深耕与整车厂的联系,不能光等着机会上门,也需要半导体企业自己主动。

“成本也许并不能在某些方面一定成为本土半导体企业的优势,但我们可以通过快速的响应、与整车厂的精准定义来主动出击。未来真正是一个百花齐放的局面,全球不怕竞争,中国也不怕竞争。”陈刚说。

丁晓兵也表示,这两年有一个好处,原来半导体产业和汽车产业其实是隔离的,两年以前很少有人懂16949或26262,经过这两年的训练都耳熟能详了,细节的指标基本上都清晰了,很多企业里面已经有一支训练有素的队伍,起码可以很平等和汽车企业对话,大家质量体系和设计理念做到了趋同,相互之间的信任度高了。

“产品、服务和信任是汽车行业的一个铁三角,是国内半导体企业未来生存最根本的基础。”丁晓兵说。

与主机厂合作的感受与建议

刘强形容“有了第一次亲密接触”,但是还需要深入下去实质的突破。

王升杨最大的感触是汽车产业链上下游正在快速、高度融合。

陈刚表示,新能源汽车市场可以预计将是全球工业一个非常大的市场,用汽车半导体匹配未来高速发展的新能源汽车机会,可以用开放、融合、竞争来形容。“开放意味着中国新能源汽车其实对全球所有产业链都是开放的;其次现在产业链上下游可以进行更多融合;最后全球大环境决定如果没有可靠、有竞争力的产品,只靠政策上的支持很难拉动上下游的合作。”

丁晓兵表示,过去两年可以说是同舟共济,供应紧张的时候相互配合,解决问题也非常快。未来希望能够做到共同创新,在新的变局、新的产品形态下希望整车厂能够和芯片厂商一起给出更新的设计。希望主机厂更加开放地拥抱芯片公司,国内外半导体厂商互相融合、共同竞争。

最后,孙昌旭总结到,智能汽车的技术革命刚刚开始,从电池及电池模组,到电机电控、底盘制控转向;从汽车内外饰灯及交互,到车内通信架构、铜线到以太网到光纤,还有各种技术百花齐放的激光雷达,摄像头,4D毫米波等感知技术创新,最后是关于整车的减重&制造等,所有技术的突破都才刚刚开始。

“本土芯片厂商过去两年与汽车主机厂建立起了初步的信任,优秀的芯片公司获得了信任的门票,也给了新入局的芯片公司一些信心。本土芯片厂商将会从p2p跟随到参与功能定义,再到参与芯片定义,会越来越拥有竞争力,因为他们离最大的新能源汽车市场最近,我们的未来是星辰大海!”孙昌旭说。

责编: 张轶群

朱秩磊

作者

微信:AileenZhu

邮箱:zhuzl@lunion.com.cn

作者简介

爱集微资深分析师,专注半导体产业。邮箱zhuzl@lunion.com.cn

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