車規級芯片國產化之路如何破局？
車規級芯片國產化之路如何破局？
2020年爆發的汽車芯片危機仍在2022年上演，車規級芯片產能緊缺，芯片價格上漲，供貨周期延長…汽車市場遭受沖擊。
全球市場研究機構TrendForce集邦咨詢最新調查顯示，受芯片短缺、俄烏沖突、疫情影響，今年一季度全球車市銷量年減7%。
另據上汽集團近日透露，今年芯片短缺相比去年雖有好轉，但總體仍是供應偏緊的狀態；在當前疫情散發反復、供應鏈仍不穩定的情況下，各家車企仍然在不遺余力地搶芯片，加強資源儲備，加快多點布局，加大力度推進車規級芯片的國產化替代。
芯片短缺、價格上漲、車企搶“芯”背后，發展自主可控的汽車芯片成為業界共識，車規級芯片國產化之路任重道遠。
01--市場潛力巨大
車規級芯片需求旺盛
車規級芯片簡單來說指的是應用于汽車上的所有芯片產品，主要分為三類：
第一類負責計算與處理，以MCU（微控制器）與AI芯片為代表，MCU在汽車領域應用十分廣泛，雨刷、車窗、座椅，安全系統、BMS控制系統、車身控制和動力控制…都有MCU的“身影”；AI芯片主要應用于自動駕駛領域，可滿足汽車極大的運算需求，是智能汽車以及無人駕駛汽車的“大腦”。
第二類是功率半導體，主要應用在汽車動力控制系統、照明系統、燃油噴射、底盤安全等系統當中，新能源汽車需要大量功率半導體來實現車輛頻繁的電壓變換等需求，以IGBT、碳化硅等為代表。
第三類是汽車傳感器，負責把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質的溫度、發動機運轉工況等，轉化成電信號輸給計算機，按照不同用途，可以分類為測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、干濕度、距離等功能的傳感器。
傳統汽油車中，平均一輛車或許只需要500到600顆芯片，近年汽車正朝著電動化、智能化、網聯化、共享化“新四化”邁進，芯片的地位進一步提升，平均一輛車上搭載的芯片數量高達1000顆以上，一輛新能源汽車搭載的芯片數量可以超過2000顆，而智能汽車搭載的芯片數量更高，據小鵬汽車董事長兼CEO何小鵬近期透露，一臺智能汽車芯片的絕對數量在5000顆以上。
圖片來源：比亞迪半導體
汽車“新四化”趨勢下，多種汽車芯片需求旺盛：智能化趨勢催生CIS、MEMS、激光器等傳感器芯片需求；網聯化趨勢之下，ECU、MCU等市場需求高漲；電動化趨勢之下，功率半導體等作用凸顯…車規級芯片市場潛力巨大。
02--國產化率僅5%
車規級芯片難在哪里？
由于國內芯片公司起步晚，技術積累時間不長，占市場主流的美日歐整車品牌擁有固定的供應鏈，國內芯片公司滲透進度較慢，車規級芯片國產化率較低。
今年兩會期間，廣汽集團董事長曾慶洪表示，
我國汽車芯片自給率不足10%、國產化率僅為5%，供應高度依賴國外。
國內車規級芯片發展現狀，由此可見一斑。
與消費類芯片相比，車規級芯片不需要非常先進的制程工藝，但考慮到汽車安全性與功能性，車規級芯片產品在可靠性、一致性、安全性、穩定性和長效性方面有著十分嚴格的要求。
與此同時，發展車規級芯片不是一件能輕松得到回報的事情，產品研發與認證周期長、投資規模大，車企與國際芯片廠商保持長期穩定合作關系，汽車量產上市后不會輕易更換核心芯片供應商，國內芯片廠商作為“后來者”仍需要一定時間打入車企供應鏈。
極高的準入門檻以及高難度的發展環境下，車規級芯片國產化發展進程較為緩慢，亟待破局。
隨著國際形勢變化以及“缺芯潮”席卷汽車市場，汽車產業供應鏈韌性和穩定性日益受到重視，車規級芯片成為了今年兩會熱議話題，眾多車企大佬發聲，希望從政策、多方協同合作、技術等方面改變產業現狀，這些建議對解決汽車產業“缺芯”難題，推動車規級芯片國產化發展有很好的參考意義。
03--換道超車
國內車規芯片市場鎖定新機會
傳統燃油車領域，國內企業與國外企業水平差距較大，不過我國汽車產業不斷朝“新四化”方向變革，在智能汽車與新能源汽車這條新賽道上，國內外企業站在同一起跑線，國內車規級芯片廠商迎來換道超車新機會，AI芯片、MCU與功率半導體有望成為國內企業追趕甚至趕超國外企業的重要突破口。
目前，國內車用AI芯片“玩家”眾多，代表企業包括地平線、寒武紀、百度、阿里、華為等，它們積累了較為豐富的技術經驗，產品應用進展順利。如地平線推出了專為高級別自動駕駛打造的AI處理器征程5，瞄準自動駕駛L4-L5級別。近期，地平線先后宣布與比亞迪、紅旗達成合作，征程5將搭載在兩家車企的相關車型上。
全球MCU市場高度集中，恩智浦、英飛凌、瑞薩電子等國外芯片巨頭占據主要市場，車載MCU也不例外，國內企業滲透率較低，但仍有比亞迪半導體、杰發科技、國芯科技、芯旺微、琪埔維、賽騰微等大批企業實現量產出貨，產品主要應用在車燈、車窗、汽車雨刮等低端領域。同時，國內廠商也在積極布局中高端車載MCU市場，以期實現在汽車電子、工業控制、物聯網等中高端領域的自主可控。
AI芯片與MCU是汽車智能化的關鍵技術，功率半導體則對汽車電動化起著重要作用，以碳化硅、氮化鎵等第三代功率半導體為代表。
集邦咨詢預測，2022年碳化硅/氮化鎵功率半導體市場規模將成長至18.4億美金，至2025年可達52.9億美金。其中，汽車和消費電子應用分別主導著碳化硅和氮化鎵功率市場發展。
集邦咨詢分析師龔瑞驕表示，汽車應用將占據2022年碳化硅市場近67%份額，特斯拉貢獻了絕大部分營收，其他參與車企還包括現代、比亞迪、蔚來、小鵬等。
廠商方面，意法半導體、英飛凌、Wolfspeed、羅姆和安森美等碳化硅企業已與各大領先車企建立了全面合作關系。國內廠商也在積極推進本土車規碳化硅進程，并取得了不錯的進展，其中包括瀚薪、泰科天潤、派恩杰、瞻芯、愛仕特等，以及從事碳化硅模塊封裝的比亞迪、斯達、芯聚能等。
氮化鎵雖受限于可靠性等問題，但已有車企嘗試該項技術。相信未來隨著硅基氮化鎵元件向高耐壓邁進，以及垂直結構器件不斷突破，氮化鎵將有望與碳化硅共同搶占高壓汽車組件市場。
未來，隨著政策繼續力挺半導體產業，新能源汽車、電動汽車持續帶動車規級芯片市場需求，半導體產業上下游協同發展，國內企業不斷儲備技術實力，車規級芯片國產化進程有望加速，國內汽車產業芯片自主可控前景可期。
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