《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設(shè)計(jì) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 汽車半導(dǎo)體迎來產(chǎn)業(yè)變革

汽車半導(dǎo)體迎來產(chǎn)業(yè)變革

2017-02-17
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體

我國(guó)是全球最大的汽車產(chǎn)銷國(guó),,然而我國(guó)汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱,,僅有極少數(shù)產(chǎn)品能進(jìn)入全球汽車供應(yīng)鏈。

  未來汽車將向安全,、互聯(lián),、智能,、節(jié)能的方向發(fā)展,高級(jí)汽車駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),、無人駕駛,、車聯(lián)網(wǎng)(V2X)、新能源汽車等新產(chǎn)品和新功能層出不窮,,算法芯片,、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá),、新型MEMS傳感器等技術(shù)飛速發(fā)展,與供應(yīng)鏈緊密牢固的汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)新的發(fā)展機(jī)遇,。

  我國(guó)作為行業(yè)新進(jìn)者,,應(yīng)抓住此次產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)會(huì)窗口,使汽車半導(dǎo)體成為我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)騰飛的重要突破口,。

全球汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)三大特征

  市場(chǎng)占比穩(wěn)定,,行業(yè)集中度提高

  根據(jù)Gartner公司的研究數(shù)據(jù),1998年,,汽車市場(chǎng)占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的7%,,直至2016年,市場(chǎng)份額僅緩慢增長(zhǎng)至9.5%,,表明汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定發(fā)展階段,。2016年,全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到317億美元,。

  近兩年來,,汽車半導(dǎo)體行業(yè)并購(gòu)案例頻發(fā),。2015年~2016年,全球汽車半導(dǎo)體行業(yè)共發(fā)生10起并購(gòu),,總金額超過800億美元,。2015年年末,荷蘭恩智浦公司完成對(duì)美國(guó)飛思卡爾公司的收購(gòu),,成為全球第一大汽車半導(dǎo)體企業(yè),。2016年10月,美國(guó)高通公司宣布收購(gòu)尚處于消化整合階段的NXP公司,,進(jìn)軍汽車半導(dǎo)體市場(chǎng),。并購(gòu)?fù)瓿珊螅咄▽⒊蔀閮H次于英特爾和三星的全球第三大半導(dǎo)體公司,。2015年汽車半導(dǎo)體排名前五的企業(yè)銷售額合計(jì)超過130億美元,,市場(chǎng)份額超過40%。

  汽車電子產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)突出,,產(chǎn)業(yè)鏈形成強(qiáng)綁定關(guān)系

  汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈具有以下特點(diǎn):

  一是單個(gè)汽車廠商對(duì)芯片的需求量偏低,。單個(gè)汽車廠商對(duì)單個(gè)芯片廠商的需求量遠(yuǎn)低于智能手機(jī)等產(chǎn)品動(dòng)輒上億顆的市場(chǎng)需求。加之汽車芯片有定制化需求,,因此長(zhǎng)久以來半導(dǎo)體企業(yè)很少與汽車廠商產(chǎn)生直接業(yè)務(wù)聯(lián)系,,大多通過零部件供應(yīng)商完成產(chǎn)品供應(yīng)。

  二是對(duì)產(chǎn)品可靠性和壽命要求極高,。汽車的使用環(huán)境更接近于工業(yè)機(jī)械產(chǎn)品,,所以汽車半導(dǎo)體通常工作在極端溫度、高濕的惡劣環(huán)境中,,加之汽車對(duì)安全事故的零容忍要求,,對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的抗干擾能力,可靠性和穩(wěn)定性要求極高,。不同于智能手機(jī)1年左右的升級(jí)換代周期,,汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代頻率非常低,整車服役壽命接近20年,,對(duì)半導(dǎo)體企業(yè)長(zhǎng)周期供貨能力提出了很高的要求,。

  三是產(chǎn)品認(rèn)證周期長(zhǎng)、標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格,。汽車電子協(xié)會(huì)(AEC)的AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)的ISO-26262標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車電子的安全性和可靠性有極高標(biāo)準(zhǔn),,要求半導(dǎo)體廠商獲得相應(yīng)的認(rèn)證方能進(jìn)入汽車產(chǎn)業(yè)鏈。

  以上特點(diǎn)使得半導(dǎo)體企業(yè),、零部件供應(yīng)商,、整車廠商形成強(qiáng)綁定的供應(yīng)鏈關(guān)系,對(duì)新進(jìn)企業(yè)構(gòu)成堅(jiān)實(shí)的行業(yè)壁壘,。

  汽車價(jià)值鏈重構(gòu),,新進(jìn)從業(yè)者不斷涌現(xiàn)

  一是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)探索進(jìn)入汽車行業(yè),。近幾年來,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在無人駕駛汽車領(lǐng)域非?;钴S,,谷歌、百度,、優(yōu)步,、阿里巴巴等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)均宣布了無人駕駛汽車的研發(fā)計(jì)劃,谷歌和百度等企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了上路實(shí)測(cè),。谷歌公司在2005年開始無人駕駛汽車研發(fā)和測(cè)試工作,。截至2016年10月,谷歌無人駕駛汽車已行駛超過322萬千米,。

  二是消費(fèi)電子半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)軍汽車電子,。汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)的穩(wěn)定增長(zhǎng)和可觀前景,以及智能手機(jī)和PC市場(chǎng)發(fā)展增速下滑,,使得消費(fèi)電子半導(dǎo)體企業(yè)迫切希望進(jìn)入汽車電子領(lǐng)域來鞏固其市場(chǎng)地位,。高通公司已從汽車制造商獲得大量無線調(diào)制解調(diào)器訂單,其支持自動(dòng)駕駛功能的驍龍車載處理器將于2017年搭載在奧迪公司的新車中,。2016年,,高通收購(gòu)NXP后成為全球最大汽車半導(dǎo)體企業(yè)。英特爾公司于2011年組建車載創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)中心,,提供完整平臺(tái)化解決方案,,2016年宣布與捷豹公司合作開發(fā)車載智能互聯(lián)系統(tǒng)。我國(guó)臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科公司于2016年宣布進(jìn)入車用芯片市場(chǎng),,計(jì)劃于2017年第一季度發(fā)布首批車用芯片解決方案,。英偉達(dá)公司已完全撤出手機(jī)市場(chǎng),憑借在GPU圖像處理方面的技術(shù)積累,,專攻ADAS算法芯片,,2016年發(fā)布與沃爾沃公司合作的Drive PX2自動(dòng)駕駛平臺(tái)。

汽車電子產(chǎn)業(yè)變革為半導(dǎo)體企業(yè)帶來發(fā)展機(jī)遇

  智能化推動(dòng)汽車中半導(dǎo)體的搭載數(shù)量和性能提升

  汽車智能化趨勢(shì)使得汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)的增長(zhǎng)不再依賴于汽車產(chǎn)量的增加,,而是車載半導(dǎo)體數(shù)量的增加。ADAS系統(tǒng)需要大量CMOS傳感器,、MEMS傳感器,、各種原理的探測(cè)雷達(dá)來感知周圍環(huán)境,如識(shí)別交通標(biāo)志,、甄別障礙物類型,、測(cè)量障礙物距離車身距離,以及計(jì)算相對(duì)移動(dòng)速度,。目前主流ADAS系統(tǒng)解決方案包括CMOS傳感器,、微波雷達(dá)和核心計(jì)算芯片,。特斯拉汽車裝配的全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包括8個(gè)攝像頭、12個(gè)超聲波雷達(dá)及一個(gè)前向探測(cè)雷達(dá),。預(yù)計(jì)處于完全無人駕駛階段的汽車中,,半導(dǎo)體成本將超過1000美元。

  新能源汽車對(duì)功率器件需求旺盛

  新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的電氣化使得功率器件使用量大幅增加,。新能源汽車動(dòng)力產(chǎn)生和傳輸過程與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有較大差異,,需要頻繁進(jìn)行電壓變換和直流-交流轉(zhuǎn)換。加之純電動(dòng)汽車對(duì)續(xù)航里程的高需求,,電能管理需要更精細(xì)化,。實(shí)現(xiàn)以上功能需要大量的逆變器、變壓器,、變流器,,對(duì)IGBT、MOSFET,、二極管等功率器件的需求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車,。據(jù)統(tǒng)計(jì),純電動(dòng)汽車的半導(dǎo)體成本為704美元,,比傳統(tǒng)汽車的350美元增加了1倍,,其中功率器件成本為387美元,占55%,。純電動(dòng)汽車相比傳統(tǒng)汽車新增的半導(dǎo)體成本中,,功率器件成本約為269美元,占新增成本的76%,。

  汽車智能化帶來海量信息存儲(chǔ)需求

  未來汽車將不僅是交通工具,,更是信息匯總、計(jì)算和傳遞的中心,,對(duì)信息存儲(chǔ)提出了更高要求,。一是車載信息娛樂系統(tǒng)(IVI)存儲(chǔ)需求不斷提高。IVI系統(tǒng)的顯示器尺寸越來越大,、分辨率越來越高,,承載的信息也更加復(fù)雜和豐富,對(duì)存儲(chǔ)空間和速度提出更高要求,。存儲(chǔ)器產(chǎn)品一般是在消費(fèi)電子應(yīng)用成熟之后才向汽車領(lǐng)域推廣,。近年來汽車內(nèi)存更新?lián)Q代頻率顯著提高。普通汽車上使用的DDR2內(nèi)存從消費(fèi)電子到汽車系統(tǒng)的推廣經(jīng)歷了5年時(shí)間,,而LPDDR4內(nèi)存在2015年剛在手機(jī)上使用,,2016年已開始進(jìn)行汽車產(chǎn)品驗(yàn)證,預(yù)計(jì)2017年即可進(jìn)入市場(chǎng)。

  二是ADAS系統(tǒng)存儲(chǔ)需求不斷提高,。ADAS系統(tǒng)需要大存儲(chǔ)空間和高存儲(chǔ)速度支撐系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力,。尤其是圖像傳感器的數(shù)量和分辨率不斷提升,產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求,。汽車存儲(chǔ)芯片企業(yè)美國(guó)美光公司已推出可用于ADAS系統(tǒng)的240GB車載固態(tài)硬盤,。

  汽車電子成為半導(dǎo)體新技術(shù)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)力

  汽車電子領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品可靠性和壽命的極高要求使得只有成熟的半導(dǎo)體技術(shù)才會(huì)在汽車領(lǐng)域推廣,新興技術(shù)很少首先使用在汽車領(lǐng)域,。近年來,,汽車逐漸成為電子信息系統(tǒng)的新興載體,推動(dòng)新興車用半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,。

  一是汽車電子驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)向固態(tài)化發(fā)展,。目前主流激光雷達(dá)為機(jī)械結(jié)構(gòu),價(jià)格非常昂貴,,早先應(yīng)用于遙感,、軍事、測(cè)繪等領(lǐng)域,。固態(tài)激光雷達(dá)使用MEMS反射鏡替代機(jī)械結(jié)構(gòu)控制激光束的發(fā)射角度和方向,,成本大大降低,具備進(jìn)入民用汽車領(lǐng)域的價(jià)格優(yōu)勢(shì),。

  二是汽車電子驅(qū)動(dòng)毫米波雷達(dá)向低成本CMOS工藝發(fā)展,。毫米波雷達(dá)早先應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、近程雷達(dá),、火控雷達(dá)等軍用領(lǐng)域,。無人駕駛和ADAS的應(yīng)用需求推動(dòng)汽車裝備毫米波雷達(dá)來提升汽車輔助駕駛性能,并促進(jìn)毫米波雷達(dá)技術(shù)的不斷進(jìn)步,,成本不斷降低,。毫米波雷達(dá)芯片主要基于SiGe工藝,未來成本更低的CMOS工藝將成為技術(shù)主流,。

  三是新能源汽車推動(dòng)新型SiC功率器件應(yīng)用,。新能源汽車是SiC功率器件的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用領(lǐng)域。SiC功率器件相對(duì)于傳統(tǒng)Si基器件具有耐高溫,、耐高電壓,、可高速開關(guān)、開關(guān)損耗和導(dǎo)通電阻更低等特性,,使得功率系統(tǒng)體積更小且能耗更低,。然而SiC技術(shù)尚沒有Si技術(shù)成熟,價(jià)格非常高,,市場(chǎng)占有率還很低。未來新能源汽車對(duì)電能精細(xì)管理的需求將驅(qū)動(dòng)SiC器件技術(shù)快速進(jìn)步。

我國(guó)發(fā)展汽車半導(dǎo)體具備后發(fā)優(yōu)勢(shì)

  中國(guó)已成為全球最大的汽車產(chǎn)銷國(guó)

  中國(guó)汽車產(chǎn)銷量已連續(xù)8年位居全球第一,。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),,2016年中國(guó)汽車產(chǎn)銷分別為2812萬輛和2803輛。2015年,,中國(guó)汽車產(chǎn)量占全球汽車產(chǎn)量的27%,,超過第二大生產(chǎn)國(guó)美國(guó)1倍以上。

  國(guó)有汽車品牌實(shí)力不斷壯大,。在中國(guó)乘用車市場(chǎng),,2016年,中國(guó)自有品牌乘用車共銷售1052.9萬輛,,同比增長(zhǎng)20.5%,,占乘用車銷售總量的43.2%。

  新能源汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展

  一是國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量屢創(chuàng)新高,。中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,,2016年,國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷51.7萬輛和50.7萬輛,,同比增長(zhǎng)51.7%和53%,,連續(xù)兩年保持全球第一。

  二是國(guó)家政策鼓勵(lì)發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè),。新能源汽車已上升為國(guó)家戰(zhàn)略,。《中國(guó)制造2025》,、《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等國(guó)家規(guī)劃明確將新能源汽車列為重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè),。2015年國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)公布的《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015~2020年)》提出,到2020年,,新增集中式充換電站超過1.2萬座,、分散式充電樁超過480萬個(gè),以滿足全國(guó)500萬輛電動(dòng)汽車充電需求,。

  龍頭企業(yè)加速汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局

  汽車半導(dǎo)體設(shè)計(jì)方面,,大唐公司與NXP合資成立大唐恩智浦公司,其產(chǎn)品包括車燈調(diào)節(jié)器芯片,、門驅(qū)動(dòng)芯片和新能源汽車電池管理芯片,。其中門驅(qū)動(dòng)芯片是中國(guó)汽車電子前裝市場(chǎng)的第一顆國(guó)產(chǎn)芯片,也是中國(guó)首個(gè)符合AEC-Q100行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,。地圖服務(wù)商四維圖新以6億美元收購(gòu)聯(lián)發(fā)科旗下的杰發(fā)科技公司,,主攻車載、車控類汽車電子芯片解決方案,。

  CMOS圖像傳感器方面,,2016年年初,國(guó)內(nèi)資本以19億美元收購(gòu)美國(guó)OmniVision公司,使其成為北京豪威科技公司的子公司,。2016年7月,,北京君正集成電路公司宣布擬以120億元收購(gòu)豪威科技公司、6.2億美元收購(gòu)思比科公司,,深度布局CMOS市場(chǎng),。收購(gòu)?fù)瓿珊螅本┚緦⒊蔀槿虻谌驝MOS圖像傳感器企業(yè),。

  新能源汽車IGBT方面,,比亞迪是全球新能源汽車的領(lǐng)軍企業(yè),2015年銷售額超過6萬輛,。公司已布局IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈,,包括芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造,、測(cè)試,、封裝、新能源汽車應(yīng)用等,。旗下比亞迪微電子公司與上海先進(jìn)半導(dǎo)體制造公司正合作開發(fā)IGBT產(chǎn)品,。

  代工制造方面,中芯國(guó)際通過收購(gòu)意大利LFoundry公司,,獲得具有汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)的8英寸生產(chǎn)線,。華虹宏力公司深耕FS-IGBT工藝產(chǎn)品,與多家合作單位推出了600V,、1200V,、1700V等IGBT器件工藝。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問題,請(qǐng)及時(shí)通過電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。