《電子技術(shù)應(yīng)用》
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汽車芯片廠商競逐先進(jìn)制程,國產(chǎn)芯片何時走向量產(chǎn),?

2021-11-03
來源:第一財經(jīng)

[ 根據(jù)Gartner此前公布的數(shù)據(jù),,全球汽車半導(dǎo)體市場2022年有望達(dá)到651億美元,,占全球半導(dǎo)體市場規(guī)模的比例有望達(dá)到12%,并成為半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域中增速最快的部分,。 ]

  一場圍繞汽車級芯片先進(jìn)制程工藝的爭奪戰(zhàn)已經(jīng)開始,。

  10月31日,吉利汽車表示,,由“芯擎”科技自研的“智能座艙芯SE1000”采用了車規(guī)級7nm工藝,,將于2022年量產(chǎn)。

  如果能夠真正實現(xiàn)落地,,這將是國內(nèi)車規(guī)級SOC芯片第一次走進(jìn)7nm制程,。在國際主流玩家中,包括高通,、恩智浦在內(nèi)的廠商早已圍繞5nm制程展開了較量,。

  高熱需求“帶動”新玩家入局

  在網(wǎng)絡(luò)化、電氣化,、智能化趨勢推動下,,汽車已經(jīng)成為“輪子上的數(shù)據(jù)中心”,,汽車半導(dǎo)體用量迅速提升。根據(jù)Gartner此前公布的數(shù)據(jù),,全球汽車半導(dǎo)體市場2022年有望達(dá)到651億美元,,占全球半導(dǎo)體市場規(guī)模的比例有望達(dá)到12%,并成為半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域中增速最快的部分,。

  “無論是電動車還是自動駕駛,,都將需要質(zhì)量優(yōu)良且安全等級高的半導(dǎo)體元器件?!奔钔貕惍a(chǎn)業(yè)研究院分析師姚嘉洋對第一財經(jīng)記者表示,,以自動駕駛為例,像車用雷達(dá),、車聯(lián)網(wǎng),、車載資通信、車用傳感器等,,都會是半導(dǎo)體廠商很重要的機會點,。

  從產(chǎn)業(yè)格局來看,過往把持車用半導(dǎo)體市場的主要為恩智浦,、英飛凌,、意法半導(dǎo)體、瑞薩等公司,,由于市場較為穩(wěn)定,,外來者鮮有機會進(jìn)入。但隨著ADAS,、自動駕駛技術(shù)的興起,,智能汽車對于計算和數(shù)據(jù)處理能力的需求暴增,讓本來就對這塊市場有興趣的科技公司又有了進(jìn)擊的理由,。

  在2021年德國國際汽車及智慧出行博覽會上,,英特爾首席執(zhí)行官Pat Gelsinge表示,旗下公司Mobileye將在2022年起在德國慕尼黑和以色列特拉維夫市推出自動駕駛出行服務(wù),。

  英特爾預(yù)測,,汽車芯片市場將在2030年(相較于目前)增長一倍以上達(dá)到1150億美元?!靶酒谌赂叨似囄锪锨鍐危˙OM)中的占比僅為4%,,而到2030年,這一數(shù)字將會增長五倍之多,?!盤at Gelsinger表示,到2030年芯片將占高端汽車BOM的20%以上。

  而另一家芯片廠高通也在逐步加大在汽車領(lǐng)域的投資,。

  10月5日,,高通與自動駕駛Tier 1維寧爾達(dá)成最終收購協(xié)議,高通將與合作伙伴以45億美元(約合290.03億元人民幣)的價格共同收購維寧爾,,這意味著高通與麥格納競價收購維寧爾就此畫上句號,。

  明年,高通Snapdragon Ride自動駕駛平臺將量產(chǎn)裝車,,集成維寧爾的自動駕駛視覺軟件之后,高通在這一領(lǐng)域的短板將會被補上,。

  國泰君安證券在最新發(fā)布的報告中表示,,截至2020年底,25家頂級汽車制造商中已有20家選擇高通驍龍汽車數(shù)字座艙平臺,。

  先進(jìn)制程與產(chǎn)能爭奪戰(zhàn)

  面對英特爾,、高通、英偉達(dá)等消費電子芯片巨頭的“跨界”,,傳統(tǒng)芯片公司也在積極反擊,。

  比如瑞薩、意法半導(dǎo)體等芯片公司這幾年不斷推出自家解決方案,,博世集團(tuán)則為多家公司提供了全套ADAS解決方案,。而在去年年中,一則恩智浦牽手臺積電布局5nm制程汽車SoC的消息引發(fā)了業(yè)內(nèi)高度關(guān)注,。

  根據(jù)合作內(nèi)容,,這款芯片將采用臺積電N5P工藝,兩家公司預(yù)計在2021年向恩智浦主要客戶交付首批5nm樣品,,這也被外界視為恩智浦為保持技術(shù)領(lǐng)先性所做出的嘗試,。

  “自恩智浦確定與臺積電就車用產(chǎn)品上導(dǎo)入5nm制程后,高通也與Ambarella在車用芯片產(chǎn)品上導(dǎo)入了5nm制程,,可以看到,,先進(jìn)制程在未來的發(fā)展上,車用處理器所扮演的角色也會越來越重,?!币徊辉竿嘎缎彰姆治鰩煂τ浾弑硎荆瑐鹘y(tǒng)車用芯片雖然標(biāo)榜高可靠度與供貨穩(wěn)定,,但考量到自動駕駛的長期發(fā)展,,負(fù)責(zé)信號判斷的處理器芯片所需要的運算效能一定要提升,這樣的話,,先進(jìn)制程成為不可或缺的關(guān)鍵,。

  但疫情疊加需求的爆發(fā),讓“產(chǎn)能競賽”提前于“技術(shù)競賽”爆發(fā),。

  集邦表示,,在全球電子產(chǎn)品供應(yīng)鏈出現(xiàn)芯片荒的同時,,晶圓代工產(chǎn)能供不應(yīng)求衍生的各項漲價效應(yīng),推升前十大晶圓代工業(yè)者產(chǎn)值在2020及2021年連續(xù)兩年皆出現(xiàn)超越20%的年增率,,突破千億美元大關(guān),。其中供給予汽車的產(chǎn)能占比不可小覷。

  博世集團(tuán)近日表示,,已撥款超過4億歐元(約合30億元人民幣)用于明年在德國和馬來西亞投資生產(chǎn)的微芯片,,以緩解全球芯片短缺問題。值得注意的是,,今年6月,,博世投資的德國德累斯頓半導(dǎo)體工廠剛剛投入使用,這是博世集團(tuán)成立歷史上最大的單體投資項目,,該工廠主要生產(chǎn)用于電動工具的芯片,,此后則逐漸加大對于車用芯片的生產(chǎn)。

  作為汽車半導(dǎo)體中的主要供貨商之一,,德州儀器也在擴大晶圓的生產(chǎn)能力,,按照計劃,該公司在未來10到15年的戰(zhàn)略框架內(nèi),,重點是汽車和工業(yè)產(chǎn)品,。

  而面對這場“需求盛宴”,國內(nèi)廠商中,,聞泰科技等廠商也加入了擴產(chǎn)行列,。

  此前,聞泰科技全資子公司安世半導(dǎo)體完成對英國最大晶圓廠Newport Wafer Fab的收購,。聞泰科技董事長兼安世半導(dǎo)體董事長,、CEO張學(xué)政表示,Newport的加入,,將會有效提升安世半導(dǎo)體在車規(guī)級IGBT,、MOSFET、模擬和氮化鎵,、碳化硅等化合物半導(dǎo)體等產(chǎn)品領(lǐng)域的IDM能力,。全球車規(guī)級8英寸晶圓廠屈指可數(shù),Newport預(yù)計從第四季度開始為安世半導(dǎo)體導(dǎo)入產(chǎn)能,。

  10月29日,,聞泰科技發(fā)布第三季度報告,2021年第三季度實現(xiàn)營業(yè)收入138.77億元,,歸母凈利潤8.09億元,,同比增長45.06%。聞泰科技在公告中指出,歸母凈利潤增長主要由于半導(dǎo)體業(yè)務(wù)在今年以來受新能源汽車需求驅(qū)動保持了持續(xù)較好的發(fā)展態(tài)勢,,車規(guī)級產(chǎn)品體現(xiàn)出了良好的競爭力,。

  國產(chǎn)芯片要來了

  受到缺芯片影響,導(dǎo)致今年汽車行業(yè)持續(xù)供不應(yīng)求,,但在產(chǎn)能持續(xù)增加和供應(yīng)鏈的恢復(fù)以后,,汽車芯片產(chǎn)業(yè)的格局或?qū)⒂瓉硇碌淖兓?/p>

  英飛凌首席運營官Jochen Hanebeck預(yù)測,2023年,、2024年市場將達(dá)到頂峰,,可能會有供應(yīng)過剩的問題。他認(rèn)為,,更重要的是要關(guān)注不同領(lǐng)域的芯片分配問題,,“哪些領(lǐng)域有增長,哪些領(lǐng)域需要更多的芯片分配”,。

  從趨勢上看,智能座艙被視為未來的“機會風(fēng)口”之一,,也是制程工藝競爭最為激烈的領(lǐng)域,。

  根據(jù)ICVTank數(shù)據(jù),2019年全球智能座艙域控制器出貨量約為40萬套,,預(yù)計2025年出貨量將達(dá)到1300萬套,,年復(fù)合增速為77%;根據(jù)蓋世汽車數(shù)據(jù),,2020年中國乘用車智能座艙域控制器出貨量約為63萬套,,預(yù)計2025年出貨量將達(dá)到528萬套,年復(fù)合增速約為53%,。

  國泰君安認(rèn)為,,智能座艙域控制器出貨量的快速增加,以及搭載高算力SoC芯片的智能座艙域控制器出貨占比的提高,,將帶動 SoC芯片市場規(guī)模實現(xiàn)較快增長,。

  上述機構(gòu)表示,這一市場的主流玩家目前包括傳統(tǒng)汽車電子廠商,、消費電子廠商,、人工智能企業(yè)。在自動駕駛時代,,“CPU+GPU+XPU”的異構(gòu)主控SoC芯片將逐漸成為主流,,算力正在快速攀升。

  而目前幾類廠商在智能座艙主控芯片上已形成差異化競爭,。高通,、英特爾、英偉達(dá)在中高端車型智能座艙主控芯片上競爭激烈,三星,、華為異軍突起,,切入高端市場,AMD為特斯拉旗艦車型提供定制芯片,,瑞薩,、恩智浦等在中低端車型上應(yīng)用較為廣泛,地平線等國產(chǎn)創(chuàng)新廠商與國產(chǎn)車型展開合作,。

  但從制程優(yōu)勢來看,,高通、恩智浦都走在了前面,,即將步入5nm時代,。

  而國產(chǎn)芯片中,根據(jù)吉利披露的時間,,智能座艙芯片SE1000在完成車規(guī)級認(rèn)證后,,明年就會量產(chǎn)。在規(guī)劃中,,2024年到2025年還將推出5nm車載一體化超算平臺芯片和高算力自動駕駛芯片,。

  但關(guān)于Soc產(chǎn)品的更多細(xì)節(jié)以及代工情況,吉利并未做詳細(xì)披露,。


  上述不愿透露姓名的分析師對記者表示,,車用芯片相較于傳統(tǒng)的消費性電子,難度更高,,車廠(芯片)要取得基本的車用認(rèn)證如AEC-Q100,,以及Tier 1與車廠的認(rèn)證許可,時間要預(yù)備非常長,。

  一款車規(guī)級芯片需要2~3年的時間完成車規(guī)級認(rèn)證并進(jìn)入主機廠供應(yīng)鏈,,進(jìn)入后一般擁有5~10年的供貨周期。舉一個例子,,發(fā)布于2016年的智能座艙車規(guī)級芯片高通驍龍820A經(jīng)歷了多年測試,,一直到2019~2020年才開始廣泛應(yīng)用于奧迪、小鵬,、理想等主機廠,。

  “芯片本身的投資也有一定的風(fēng)險,短期來看,,國產(chǎn)車規(guī)7nm芯片的真正實現(xiàn)仍需要時間驗證,,否則也是小規(guī)模的概念產(chǎn)品。此外,,值得注意的是,,5nm的主要產(chǎn)能現(xiàn)狀依然是在智能手機上,,即便是大廠力推,在車規(guī)芯片上普及也要在2024年左右,?!鄙鲜龇治鰩煂τ浾弑硎荆?nm是目前EUV(極紫外線)光刻機能實現(xiàn)的最先進(jìn)芯片工藝,,也是智能手機廠商的重要賣點,,但在應(yīng)用中也遇到過散熱問題以及功耗消耗過大的問題。對于車企而言,,這是不能發(fā)生的事情,。




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