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中國(guó)汽車芯片,迎激變大時(shí)代

2022-10-31 16:04 半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞:汽車芯片

導(dǎo)讀:過(guò)去十余年間,我國(guó)在政策推動(dòng)下一躍成為了全球新能源汽車強(qiáng)國(guó),隨著新能源汽車技術(shù)水平不斷進(jìn)步,中國(guó)汽車芯片市場(chǎng)規(guī)模也實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。無(wú)論是在主控芯片、車規(guī)MCU,還是傳感器領(lǐng)域,相關(guān)廠商似乎都格外受到資本的偏愛(ài)…

過(guò)去十余年間,我國(guó)在政策推動(dòng)下一躍成為了全球新能源汽車強(qiáng)國(guó),隨著新能源汽車技術(shù)水平不斷進(jìn)步,中國(guó)汽車芯片市場(chǎng)規(guī)模也實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。無(wú)論是在主控芯片、車規(guī)MCU,還是傳感器領(lǐng)域,相關(guān)廠商似乎都格外受到資本的偏愛(ài)…

高算力芯片,不斷被加注

關(guān)于大算力汽車芯片,近期最熱門(mén)的當(dāng)屬英偉達(dá)與高通之間的PK。“你方唱罷我登場(chǎng)”。在9月20日,英偉達(dá)召開(kāi)GTC線上大會(huì),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(kāi)首屆汽車投資者大會(huì),推出業(yè)內(nèi)首款集成式超級(jí)計(jì)算機(jī)級(jí)別的汽車SoC Snapdragon Ride Flex。光從數(shù)值來(lái)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(nèi)卷算力的同時(shí),資本熱浪卻將我國(guó)高算力汽車芯片企業(yè)重重包圍。據(jù)筆者粗略統(tǒng)計(jì),今年以來(lái)已有寒武紀(jì)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(lái),隨著汽車產(chǎn)業(yè)朝著電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化方向不斷演進(jìn),“算力”逐漸取代“馬力”,成為汽車廠商新品發(fā)布的主打賣點(diǎn)之一,誰(shuí)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(guān)注。這與當(dāng)初手機(jī)廠商為博消費(fèi)者一笑,進(jìn)而打響手機(jī)芯片制程競(jìng)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(dòng)駕駛芯片取代Mobileye芯片開(kāi)始,大算力汽車芯片就已經(jīng)成為汽車主機(jī)廠們的不二選擇。無(wú)論是智能座艙,還是自動(dòng)駕駛,都對(duì)汽車芯片算力提出了高要求。

一方面,智能座艙作為從消費(fèi)者應(yīng)用場(chǎng)景角度出發(fā)而構(gòu)建的人機(jī)交互(HMI)體系,融合了語(yǔ)音與觸屏、情緒識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、人臉識(shí)別、位置定位等多項(xiàng)功能,可以直接將車艙轉(zhuǎn)化成了數(shù)字化平臺(tái)。然而,要想智能座艙實(shí)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(zhuǎn)移、分析…這就涉及到對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,離不開(kāi)大算力芯片來(lái)做支撐。IHSMarkit預(yù)計(jì),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(chǎng)角度來(lái)看,由于智能座艙的存在能極大提升消費(fèi)者的體驗(yàn),因此車企添加智能座艙的意愿很強(qiáng)。IHS Markit調(diào)查顯示,在用戶購(gòu)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(guān)鍵要素,其重要程度已超過(guò)動(dòng)力、空間與價(jià)格等傳統(tǒng)購(gòu)車關(guān)鍵要素。HIS Markit預(yù)計(jì)到2030年,全球汽車智能座艙的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到681億美元,屆時(shí),國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)規(guī)模也將超過(guò)1600億元;中國(guó)在全球市場(chǎng)的份額將從當(dāng)前的23%上升到37%左右,是全球最主要的智能座艙市場(chǎng)。如此巨大的市場(chǎng)空間,自然吸引了資本不斷下注。

另一方面就是,自動(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)。目前中國(guó)汽車市場(chǎng)還處于L2等級(jí)高速滲透的階段,由于L2級(jí)自動(dòng)駕駛所需數(shù)據(jù)量相對(duì)較少,計(jì)算能力大致僅需要10TOPS,但隨著技術(shù)不斷升級(jí),L3和L4級(jí)所需數(shù)據(jù)量將會(huì)激增,分別需要約20-30TOPS和200-500TOPS的算力支持,而要實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)駕駛,芯片算力還需要進(jìn)一步的大幅提升。麥肯錫數(shù)據(jù)顯示,2030年全球自動(dòng)駕駛芯片的收入預(yù)計(jì)將從 2019 年的 110 億美元增至290 億美元左右,其中 30%-40% 的市場(chǎng)在中國(guó)。未來(lái)的市場(chǎng)價(jià)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(guó)際巨頭爭(zhēng)奪的焦點(diǎn),不過(guò)對(duì)于國(guó)內(nèi)芯片廠商來(lái)說(shuō),當(dāng)前汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型變革也給他們帶來(lái)了新機(jī)遇。黑芝麻智能首席市場(chǎng)營(yíng)銷官楊宇欣曾表示,現(xiàn)在本土汽車芯片企業(yè)的機(jī)會(huì)非常明顯。汽車行業(yè)很保守,以前連機(jī)會(huì)都沒(méi)有,不愿意用新的供應(yīng)商產(chǎn)品,隨著技術(shù)迭代以及芯片供應(yīng)短缺,車企會(huì)選擇更加創(chuàng)新的技術(shù)公司產(chǎn)品,愿意培養(yǎng)本土供應(yīng)商。2025年之前如果能上車,進(jìn)入汽車廠商供應(yīng)鏈體系,未來(lái)的機(jī)會(huì)很多。

為了抓住機(jī)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(shí),也保持了自身的能耗比優(yōu)勢(shì),從上表來(lái)看,不少大算力汽車芯片廠商還獲得了車企的投資。公開(kāi)消息顯示,目前國(guó)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(jī)廠的訂單。

車規(guī)MCU,向高端邁進(jìn)

芯片短缺問(wèn)題已經(jīng)困擾汽車行業(yè)長(zhǎng)達(dá)兩年之久,時(shí)至今日,依舊有車企因?yàn)槿毙径黄葴p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(lái)了持續(xù)增長(zhǎng)的高需求。

據(jù)筆者粗略統(tǒng)計(jì),2022年來(lái),已有芯旺微電子、芯科集成、摩芯半導(dǎo)體、云途半導(dǎo)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(jìn)。

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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(yùn)算大腦,主要負(fù)責(zé)汽車上各種信息的運(yùn)算處理,用于車身控制、駕駛控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、信息娛樂(lè)、自動(dòng)駕駛和輔助駕駛等領(lǐng)域。因此,相較于消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)MCU,車規(guī)MCU更看重可靠性和安全性,需要在設(shè)計(jì)階段考慮大量的設(shè)計(jì)冗余。

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)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(pán)、高端發(fā)動(dòng)機(jī)、多媒體信息系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等發(fā)動(dòng)機(jī)和車身控制領(lǐng)域,IC Insights 2021年中數(shù)據(jù)顯示,2021年全球汽車MCU銷售額將預(yù)計(jì)達(dá)到76億美元的規(guī)模,其中,超四分之三的汽車MCU銷售額來(lái)自32位,約為58億美元。隨著智能汽車對(duì)于計(jì)算能力的需求與日俱增,汽車電子電控功能將日趨復(fù)雜,疊加電子電氣架構(gòu)集中化趨勢(shì),車載MCU中32位占比有望進(jìn)一步提高。

汽車新三化的發(fā)展趨勢(shì)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(bào)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(gè),豪華燃油車單車平均搭載MCU數(shù)量約為150個(gè),智能汽車單車由于自動(dòng)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(gè)。

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圖源:華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)

基于新能源汽車滲透率超預(yù)期提升的背景,分析機(jī)構(gòu)指出,中國(guó)2022年-2025年車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)規(guī)模分別為33.63、37.53、41.66、45.93億美元;2021-2025年年均復(fù)合增長(zhǎng)率為11.22%。面對(duì)如此巨大的未來(lái)市場(chǎng),我國(guó)廠商卻主要集中在中低端MCU芯片領(lǐng)域,在4位、8位、16位領(lǐng)域自給率相對(duì)較高,但在32位高端領(lǐng)域市占率較低,不過(guò),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(jìn)制程、高性能、高集成度、高可靠性及超低功耗等領(lǐng)域的挑戰(zhàn),仍有越來(lái)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(kāi)始建造車規(guī)MCU生態(tài)圈。公開(kāi)消息顯示,本土MCU廠商已經(jīng)開(kāi)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(guān)系,未來(lái),國(guó)產(chǎn)32位MCU的身影將出現(xiàn)在越來(lái)越多的汽車應(yīng)用場(chǎng)景中。

傳感器,黃金機(jī)遇期

眾所周知,自動(dòng)駕駛已是大勢(shì)所趨,而隨汽車智能化而來(lái)的是,汽車傳感器從過(guò)去單純用于發(fā)動(dòng)機(jī),擴(kuò)展到底盤(pán)、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(jī)電傳感器(MEMS)和為無(wú)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(guò)程中進(jìn)行信息的反饋,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(wú)人駕駛車輛的“眼睛”。

筆者粗略估計(jì),2022年來(lái),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(dǎo)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(dá)企業(yè)和4家毫米波雷達(dá)企業(yè)。此外,筆者還了解到,在傳感器芯片領(lǐng)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(dá)芯片企業(yè),以及溫米芯光、智聯(lián)安科技2家激光雷達(dá)芯片企業(yè)完成多輪融資。

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當(dāng)然,無(wú)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(yīng)用高潮的推動(dòng)力量,不過(guò),相對(duì)而言,激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等智能傳感器作為自動(dòng)駕駛核心,近兩年更是迎來(lái)了新一輪的需求爆發(fā)。從上圖來(lái)看,無(wú)論是激光雷達(dá)還是毫米波雷達(dá)都成為了資本爭(zhēng)奪的對(duì)象。

先來(lái)說(shuō)激光雷達(dá),雖然被馬斯克多次嫌棄“傻瓜才用激光雷達(dá)”,但憑借精度高、探測(cè)距離較遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),激光雷達(dá)在智能汽車領(lǐng)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(dá)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 20 億美元,同比增長(zhǎng) 100%,2025 年預(yù)計(jì)全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到135.4億美元。

目前,中國(guó)激光雷達(dá)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(dòng)駕駛領(lǐng)域整個(gè)ADAS前裝量產(chǎn)定點(diǎn)數(shù)量上,中國(guó)廠商一共拿下了全球50%的份額。而據(jù)中信證券統(tǒng)計(jì),至 2022 年底,全球預(yù)計(jì)共有32款車型發(fā)布并搭載激光雷達(dá),其中有近三分之二方案由國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)廠商提供。此外,在Yole Developement發(fā)布的《2021年汽車與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用報(bào)告》中,速騰聚創(chuàng)、大疆、華為、禾賽科技和圖達(dá)通等5家中國(guó)企業(yè)位居2021年全球激光雷達(dá)出貨量排名榜前十位。

種種數(shù)據(jù)說(shuō)明,在車載激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域,我國(guó)已經(jīng)取得了一定優(yōu)勢(shì)。

再來(lái)看毫米波雷達(dá),雖然不及激光雷達(dá)那樣科技感十足,但毫米波雷達(dá)對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)也越來(lái)越不可或缺。在汽車所需的智能傳感器中,毫米波雷達(dá)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(cè)速快捷而精準(zhǔn)。

目前,車載毫米波雷達(dá)在國(guó)內(nèi)仍屬于起步階段,少數(shù)企業(yè)在24GHz雷達(dá)方面研發(fā)已有成果,極少數(shù)企業(yè)能做到77GHz雷達(dá)的樣機(jī)階段。普華有策預(yù)測(cè),到2025年的全球車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)可達(dá)92億美元,國(guó)內(nèi)毫米波雷達(dá)需求將達(dá)到 4259 萬(wàn)顆,假設(shè)平均單價(jià) 420 元,對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間為 179 億元。

為了大幅提升傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的感知精細(xì)度,包括華為在內(nèi),越來(lái)越多的國(guó)產(chǎn)廠商開(kāi)始邁向4D雷達(dá),據(jù)蓋世汽車不完全統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)已至少有接近20家本土企業(yè)在開(kāi)展4D成像毫米波雷達(dá)相關(guān)的研發(fā),其中大部分企業(yè)計(jì)劃在今明兩年正式進(jìn)入量產(chǎn)。

寫(xiě)在最后

對(duì)于中國(guó)汽車芯片來(lái)說(shuō),資本的偏愛(ài)是真的,進(jìn)入2022年后,消費(fèi)電子的失速使得芯片投資的風(fēng)向轉(zhuǎn)向了車規(guī)級(jí)芯片。政策的支持是真的,就在近日中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院還牽頭成立了汽車電子元器件標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì),助力提升國(guó)內(nèi)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(duì)標(biāo)國(guó)際大廠,實(shí)現(xiàn)技術(shù)新突破。

不過(guò)在這“天時(shí)地利人和”下,筆者想要強(qiáng)調(diào)的是,IC Insights預(yù)測(cè),2021年中國(guó)汽車芯片自給率依然不足5%,這個(gè)自給率的數(shù)據(jù)在提醒我們,前方是漫漫長(zhǎng)路,不可輕易松懈。