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中國汽車芯片,迎激變大時代

2022-10-31 16:04 半導體行業(yè)觀察
關鍵詞:汽車芯片

導讀:過去十余年間,我國在政策推動下一躍成為了全球新能源汽車強國,隨著新能源汽車技術水平不斷進步,中國汽車芯片市場規(guī)模也實現(xiàn)快速增長。無論是在主控芯片、車規(guī)MCU,還是傳感器領域,相關廠商似乎都格外受到資本的偏愛…

過去十余年間,我國在政策推動下一躍成為了全球新能源汽車強國,隨著新能源汽車技術水平不斷進步,中國汽車芯片市場規(guī)模也實現(xiàn)快速增長。無論是在主控芯片、車規(guī)MCU,還是傳感器領域,相關廠商似乎都格外受到資本的偏愛…

高算力芯片,不斷被加注

關于大算力汽車芯片,近期最熱門的當屬英偉達與高通之間的PK?!澳惴匠T我登場”。在9月20日,英偉達召開GTC線上大會,推出替代Atlan的智能汽車芯片Thor之后,高通就于9月23日召開首屆汽車投資者大會,推出業(yè)內首款集成式超級計算機級別的汽車SoC Snapdragon Ride Flex。光從數(shù)值來看,兩大芯片巨頭的汽車芯片算力已經(jīng)飆升至2000TOPS。

在芯片廠商瘋狂內卷算力的同時,資本熱浪卻將我國高算力汽車芯片企業(yè)重重包圍。據(jù)筆者粗略統(tǒng)計,今年以來已有寒武紀行歌、黑芝麻智能、芯擎科技、芯礪智能、地平線、芯馳科技6家大算力汽車芯片廠商完成了10輪融資。需要注意的是,企查查顯示,這6家企業(yè)去年至今一共完成了22輪融資,這也意味著,即便在2021年就已經(jīng)頗得資本青睞,今年的它們依舊是寵兒。

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近年來,隨著汽車產(chǎn)業(yè)朝著電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化方向不斷演進,“算力”逐漸取代“馬力”,成為汽車廠商新品發(fā)布的主打賣點之一,誰家主控芯片算力越大,汽車智能水平潛力也就越大,越受用戶關注。這與當初手機廠商為博消費者一笑,進而打響手機芯片制程競速賽有著異曲同工之妙。

或許從高通、地平線等用高算力自動駕駛芯片取代Mobileye芯片開始,大算力汽車芯片就已經(jīng)成為汽車主機廠們的不二選擇。無論是智能座艙,還是自動駕駛,都對汽車芯片算力提出了高要求。

一方面,智能座艙作為從消費者應用場景角度出發(fā)而構建的人機交互(HMI)體系,融合了語音與觸屏、情緒識別、手勢識別、人臉識別、位置定位等多項功能,可以直接將車艙轉化成了數(shù)字化平臺。然而,要想智能座艙實現(xiàn)如此繁多需求,就必須保證非常大量的數(shù)據(jù)的高速收集、轉移、分析…這就涉及到對數(shù)據(jù)進行處理,離不開大算力芯片來做支撐。IHSMarkit預計,2024年座艙NPU算力需求將是2021年的十倍,CPU算力需求是2021年的3.5倍。

而從市場角度來看,由于智能座艙的存在能極大提升消費者的體驗,因此車企添加智能座艙的意愿很強。IHS Markit調查顯示,在用戶購車考量中,座艙智能科技配置水平,成為僅次于安全配置的第二大類關鍵要素,其重要程度已超過動力、空間與價格等傳統(tǒng)購車關鍵要素。HIS Markit預計到2030年,全球汽車智能座艙的市場規(guī)模將達到681億美元,屆時,國內的市場規(guī)模也將超過1600億元;中國在全球市場的份額將從當前的23%上升到37%左右,是全球最主要的智能座艙市場。如此巨大的市場空間,自然吸引了資本不斷下注。

另一方面就是,自動駕駛已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生的大方向,而高算力芯片又是實現(xiàn)自動駕駛的基礎。目前中國汽車市場還處于L2等級高速滲透的階段,由于L2級自動駕駛所需數(shù)據(jù)量相對較少,計算能力大致僅需要10TOPS,但隨著技術不斷升級,L3和L4級所需數(shù)據(jù)量將會激增,分別需要約20-30TOPS和200-500TOPS的算力支持,而要實現(xiàn)全面的自動駕駛,芯片算力還需要進一步的大幅提升。麥肯錫數(shù)據(jù)顯示,2030年全球自動駕駛芯片的收入預計將從 2019 年的 110 億美元增至290 億美元左右,其中 30%-40% 的市場在中國。未來的市場價值也就不言而喻。

基于上述兩大原因,汽車芯片的算力已然成為了國際巨頭爭奪的焦點,不過對于國內芯片廠商來說,當前汽車行業(yè)的轉型變革也給他們帶來了新機遇。黑芝麻智能首席市場營銷官楊宇欣曾表示,現(xiàn)在本土汽車芯片企業(yè)的機會非常明顯。汽車行業(yè)很保守,以前連機會都沒有,不愿意用新的供應商產(chǎn)品,隨著技術迭代以及芯片供應短缺,車企會選擇更加創(chuàng)新的技術公司產(chǎn)品,愿意培養(yǎng)本土供應商。2025年之前如果能上車,進入汽車廠商供應鏈體系,未來的機會很多。

為了抓住機遇期,本土廠商不斷研發(fā)創(chuàng)新,接連推出自家的汽車芯片,在盡可能提高算力的同時,也保持了自身的能耗比優(yōu)勢,從上表來看,不少大算力汽車芯片廠商還獲得了車企的投資。公開消息顯示,目前國產(chǎn)大算力芯片已經(jīng)贏得了理想、紅旗、比亞迪、上汽、江汽等不少主機廠的訂單。

車規(guī)MCU,向高端邁進

芯片短缺問題已經(jīng)困擾汽車行業(yè)長達兩年之久,時至今日,依舊有車企因為缺芯而被迫減產(chǎn),而車規(guī)MCU作為其中極為緊缺的芯片之一,也因此迎來了持續(xù)增長的高需求。

據(jù)筆者粗略統(tǒng)計,2022年來,已有芯旺微電子、芯科集成、摩芯半導體、云途半導體、航順芯片、上海航芯、曦華科技、賽騰微電子、芯鈦科技、芯馳科技10家MCU廠商完成了13輪融資,而獲得融資的本土廠商基本都向高端車規(guī)MCU邁進。

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車載MCU芯片作為汽車電子控制單元(ECU)的核心部件,是汽車ECU的運算大腦,主要負責汽車上各種信息的運算處理,用于車身控制、駕駛控制、發(fā)動機控制、信息娛樂、自動駕駛和輔助駕駛等領域。因此,相較于消費級和工業(yè)級MCU,車規(guī)MCU更看重可靠性和安全性,需要在設計階段考慮大量的設計冗余。

根據(jù)應用領域不同,車載MCU一般分成提供低端控制功能的8位MCU、提供中端控制功能的16位MCU、以及提供高端控制功能的32位MCU。其中,32位車規(guī)MCU主要用于高端儀表盤、高端發(fā)動機、多媒體信息系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等發(fā)動機和車身控制領域,IC Insights 2021年中數(shù)據(jù)顯示,2021年全球汽車MCU銷售額將預計達到76億美元的規(guī)模,其中,超四分之三的汽車MCU銷售額來自32位,約為58億美元。隨著智能汽車對于計算能力的需求與日俱增,汽車電子電控功能將日趨復雜,疊加電子電氣架構集中化趨勢,車載MCU中32位占比有望進一步提高。

汽車新三化的發(fā)展趨勢除了提高32位MCU的占比外,也將極大提升汽車搭載MCU的數(shù)量。華經(jīng)情報網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,傳統(tǒng)燃油車單車平均搭載MCU數(shù)量約為70個,豪華燃油車單車平均搭載MCU數(shù)量約為150個,智能汽車單車由于自動駕駛和輔助駕駛新增的軟硬件需求,平均搭載MCU數(shù)量約300個。

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圖源:華經(jīng)情報網(wǎng)

基于新能源汽車滲透率超預期提升的背景,分析機構指出,中國2022年-2025年車規(guī)級MCU市場規(guī)模分別為33.63、37.53、41.66、45.93億美元;2021-2025年年均復合增長率為11.22%。面對如此巨大的未來市場,我國廠商卻主要集中在中低端MCU芯片領域,在4位、8位、16位領域自給率相對較高,但在32位高端領域市占率較低,不過,這也意味著32位車規(guī)MCU前景的可觀。

近兩年,即便面臨著先進制程、高性能、高集成度、高可靠性及超低功耗等領域的挑戰(zhàn),仍有越來越多的本土MCU廠商向32位MCU發(fā)起挑戰(zhàn),為了更好得滿足整車廠的需求,廠商們還紛紛開始建造車規(guī)MCU生態(tài)圈。公開消息顯示,本土MCU廠商已經(jīng)開始與現(xiàn)代、大眾、上汽、吉利、奇瑞、廣汽、小鵬等車企建立合作伙伴關系,未來,國產(chǎn)32位MCU的身影將出現(xiàn)在越來越多的汽車應用場景中。

傳感器,黃金機遇期

眾所周知,自動駕駛已是大勢所趨,而隨汽車智能化而來的是,汽車傳感器從過去單純用于發(fā)動機,擴展到底盤、車身和燈光電氣系統(tǒng)等方方面面。根據(jù)裝備目的不同,汽車傳感器可以分為提升單車信息化水平的傳統(tǒng)微機電傳感器(MEMS)和為無人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類。MEMS 在汽車各系統(tǒng)控制過程中進行信息的反饋,實現(xiàn)自動控制,是汽車的“神經(jīng)元”,而智能傳感器則直接向外界收集信息,是無人駕駛車輛的“眼睛”。

筆者粗略估計,2022年來,已有勝脈電子、凱晟嘉興、速騰聚創(chuàng)、一徑科技、鐳神智能、洛微科技、璇光半導體、抒微智能、安智杰、楚航科技、宋元科技、行易道12家汽車傳感器企業(yè)完成了16輪融資,涉及6家激光雷達企業(yè)和4家毫米波雷達企業(yè)。此外,筆者還了解到,在傳感器芯片領域,今年迄今為止,晟德微、加特蘭、正和微芯、微度芯創(chuàng)、隔空科技5家毫米波雷達芯片企業(yè),以及溫米芯光、智聯(lián)安科技2家激光雷達芯片企業(yè)完成多輪融資。

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當然,無論是MEMS傳感器還是智能傳感器,汽車電子行業(yè)都是它們應用高潮的推動力量,不過,相對而言,激光雷達、毫米波雷達等智能傳感器作為自動駕駛核心,近兩年更是迎來了新一輪的需求爆發(fā)。從上圖來看,無論是激光雷達還是毫米波雷達都成為了資本爭奪的對象。

先來說激光雷達,雖然被馬斯克多次嫌棄“傻瓜才用激光雷達”,但憑借精度高、探測距離較遠、抗干擾能力強等優(yōu)點,激光雷達在智能汽車領域殺出了一條血路,沙利文數(shù)據(jù)顯示,2021 年全球激光雷達市場規(guī)模達到 20 億美元,同比增長 100%,2025 年預計全球激光雷達市場規(guī)模有望達到135.4億美元。

目前,中國激光雷達廠商已經(jīng)在全球占據(jù)了一席之地,根據(jù)Yole Intelligence出具的數(shù)據(jù),2021年,在自動駕駛領域整個ADAS前裝量產(chǎn)定點數(shù)量上,中國廠商一共拿下了全球50%的份額。而據(jù)中信證券統(tǒng)計,至 2022 年底,全球預計共有32款車型發(fā)布并搭載激光雷達,其中有近三分之二方案由國內激光雷達廠商提供。此外,在Yole Developement發(fā)布的《2021年汽車與工業(yè)領域激光雷達應用報告》中,速騰聚創(chuàng)、大疆、華為、禾賽科技和圖達通等5家中國企業(yè)位居2021年全球激光雷達出貨量排名榜前十位。

種種數(shù)據(jù)說明,在車載激光雷達技術領域,我國已經(jīng)取得了一定優(yōu)勢。

再來看毫米波雷達,雖然不及激光雷達那樣科技感十足,但毫米波雷達對于自動駕駛來說也越來越不可或缺。在汽車所需的智能傳感器中,毫米波雷達是唯一一款全天候性傳感器,受自然環(huán)境影響較小,并且測速快捷而精準。

目前,車載毫米波雷達在國內仍屬于起步階段,少數(shù)企業(yè)在24GHz雷達方面研發(fā)已有成果,極少數(shù)企業(yè)能做到77GHz雷達的樣機階段。普華有策預測,到2025年的全球車載毫米波雷達市場可達92億美元,國內毫米波雷達需求將達到 4259 萬顆,假設平均單價 420 元,對應市場空間為 179 億元。

為了大幅提升傳統(tǒng)毫米波雷達的感知精細度,包括華為在內,越來越多的國產(chǎn)廠商開始邁向4D雷達,據(jù)蓋世汽車不完全統(tǒng)計,目前國內已至少有接近20家本土企業(yè)在開展4D成像毫米波雷達相關的研發(fā),其中大部分企業(yè)計劃在今明兩年正式進入量產(chǎn)。

寫在最后

對于中國汽車芯片來說,資本的偏愛是真的,進入2022年后,消費電子的失速使得芯片投資的風向轉向了車規(guī)級芯片。政策的支持是真的,就在近日中國電子技術標準化研究院還牽頭成立了汽車電子元器件標準工作委員會,助力提升國內汽車芯片供給能。企業(yè)的努力也是真的,上述提到的本土廠商不少已經(jīng)推出了自己的產(chǎn)品,并對標國際大廠,實現(xiàn)技術新突破。

不過在這“天時地利人和”下,筆者想要強調的是,IC Insights預測,2021年中國汽車芯片自給率依然不足5%,這個自給率的數(shù)據(jù)在提醒我們,前方是漫漫長路,不可輕易松懈。