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汽车芯片,行至黎明破晓时
发布时间 2023-01-19 21:29 转载 阅读 34388次

转载36kr,作者 | 杨逍

2022年,半导体赛道骤然降温,消费芯片项目无人问津,汽车芯片成为少数还能拿到钱的半导体设计细分赛道。

在经济下行、供需错配、疫情、半导体生产回流等多种因素影响下,整个半导体产业步入下行周期。多家机构预测这种下行状态将持续到2023年上半年。

消费芯片企业,受手机、PC、电脑等智能终端市场需求不景气影响,遭遇融资困境,多位投资人曾向36氪表示“不看消费类芯片”。

汽车芯片则搭上了新能源这趟顺风车,在萎靡不振的半导体大盘中保有一席之地。

根据中国汽车工业协会提供的数据,随着汽车四化的发展,单车芯片需求量会从燃油车的600-700颗,增加到电动车的约1600颗。中邮证券则预测,2021年我国每年需要150亿颗汽车芯片,到2025、2030年分别有望达到250亿、300亿颗。

随着车企对芯片算力的需求越来越大,对智能化程度要求越来越高,高通、英伟达等公司也获得进入汽车市场的门票,英伟达迅速占领自动驾驶芯片市场,高通则凭借8155盘踞智能座舱芯片市场。与此同时,在国产替代和车企保障供应链安全背景下,车厂对创业公司敞开大门,国内车规芯片企业获得了送样、定点、量产的机会。

整个汽车市场的格局不断发生变化,尚未形成定局,国内头部公司优势渐渐显现。行业人士对企业的判断标准,从创始人背景、芯片市场、团队技术优势等指标,变成最简单的商业指标——上车情况,是否有营收,是否有定点。

部分公司已成功拿下汽车项目定点,走到商业化阶段。目前,主控SOC芯片市场主要被英伟达、高通等垄断; 车规MCU市场的国产化率还在2%徘徊;IGBT芯片国产替代最快,但2021年仍不足25%。

有投资人表示,2023年还未上车的车规芯片企业可能出现融资难题。

36氪将关注点聚焦在最重要的主控芯片(自动驾驶和智能座舱芯片)、缺芯现象最严重的MCU芯片、国产率最高的功率芯片上,希望以点带面,看汽车芯片的国产化发展进程,展现2022年汽车芯片的行业起伏。

01估值过高成拦路虎

2022年,汽车芯片的资本盘子仍在,但行业的融资速度和热度慢了下来。

据36氪不完全统计,汽车芯片相关公司至少完成超过50笔融资,主要集中在SOC、MCU、功率半导体、电源管理芯片等细分芯片上。地平线、芯擎科技、旗芯微半导体在一年之内完成了两轮融资,航顺芯片、芯擎科技、芯驰科技则纷纷拿到10亿人民币级大额融资。

汽车芯片一直受资本市场关注,已出现了8家独角兽企业,分别为车规级AI公司的地平线、黑芝麻、芯擎科技,车规MCU企业的比亚迪半导体、积塔半导体、芯旺微电子、航顺芯片、芯驰半导体。

但从整个行业看,除IGBT类企业因国产化率提高发展迅速以外,其他细分赛道企业估值的涨幅明显下降。

在行业景气的2021年,由于芯片短缺,车厂追求供应链安全,对创业公司打开大门,巨大的前景让汽车芯片赛道火热起来。部分企业1年可以完成2到3轮融资,估值甚至接近翻倍。

但到2022年,当汽车芯片创业公司上半年仍按照前一年的惯性,以资本市场宠儿的姿态融资时,遭遇融资难题;下半年,便纷纷调整估值预期。

“今年(2022)融资热度明显不如去年(2021),虽然仍未出现估值下降的现象,但部分企业平轮融资,或估值增长幅度不大。去年估值过高的企业今年融资困难,而有些不愿在估值上让步的企业直接放弃今年融资。”渶策资本执行董事唐科告诉36氪。

“不怎么涨估值,已经是融资遇冷的表现了。去年,融资时不涨30%的估值都是不尊重汽车芯片的排面。”九鼎投资先进制造投资部董事总经理邢晓辉分享道。

当全球经济衰退,半导体进入下行周期,整个半导体的投资变得谨慎起来。

银杏谷资本投资总监胡卓告诉36氪:“目前半导体行业整体已经过了缺货涨价事件驱动的红利时代,中短期都会处于一个下行周期,但国产化的趋势是不变。过去几年,在技术门槛没那么高的情况下,行业涌现出一批同质化非常严重的公司。可是,按照半导体行业的规律,只有成为细分第一名或第二名,才有持续发展的机会。”

2022年时,投资机构对半导体项目的投决速度和投决数量降低,有投资机构的半导体类项目数量减少近一半,且投资人能从外部导入的汽车芯片项目也在变少;长期深耕半导体领域的投资公司,仍以往年的投资速度和节奏布局,但进入深水区寻找质量更夯实、更细分的项目。

一个值得期待的信息是,如今,企业已处于去库存中段,公司的库存水平在2022年3、4季度达到顶峰后,开始下降;二级市场开始炒预期打提前量了,预计2023年二季度半导体芯片库存可以回到正常水平。二级市场的发展很大程度上会带动一级市场的热度。

对于车规芯片,估值太高是投资机构最大的顾虑。

“芯片绝大部分赛道是一个老大吃肉老二喝汤的市场,我们不太敢轻易下手,能看上的公司都贵得离谱,还不错的公司估值要上百亿,投进去财务回报也有限;商业化进展有限的公司,估值也要10亿上下,且细分行业内卷严重”,一位投资人告诉36氪。

另一方面,汽车市场的体量在当下并没有那么大,且汽车导入周期慢,半导体产业的周期也很长,车规芯片企业要走完产品研发、车规验证、车厂定点、量产车上市的流程,就需要更久的时间。

博源资本董事总经理吕和糠告诉36氪:“从当前来看,汽车的市场和手机相比仍然小很多。虽然单手机的芯片价值量大概在数百元,传统油车在2000元出头,纯电动汽车芯片价值量在六七千元,但手机每年能有10数亿部的需求,而新能源车22年出货量才只有600万辆,全球汽车总出货量7000万辆出头,短期内汽车芯片市场很难与手机市场相提并论。此外,由于汽车对可靠性要求更高,整车的研发周期更长,对应的芯片供应商导入速度远比手机更慢。”

“虽然后半年大家整体将目光向汽车和工业转移,但汽车芯片领域公司的融资也并不容易,很多企业虽然有很大的潜在空间,但在产业中导入时间很长,营收还需要3-5年才能起量。”北极光创投高级投资经理余拓告诉36氪。

投资者从看重汽车芯片的技术优势、未来潜力,变为更看重企业的商业化落地进展。

“以前,产品规划、豪华团队、技术路线等维度都可以抬高估值,行业靠梦想估值。但现在大家更重视落地,和主机厂沟通如何,产品是否有定点,收入如何,梦想如何照进现实才是行业最关注的话题。2023年,产品进度不及预期,商业营收兑现不足的公司拿到大额融资的难度会显著增加。”吕和糠分享道。

如果说2021年,一级市场还满怀热情,开始关注深水区创业领域,投那些从前不敢做的芯片企业,到2022年,投资人倾向于寻找更有确定性和发展前景的标的。

通过和多家投资机构交流发现,大家普遍关注大市场、高壁垒的赛道,市场较小但竞争较小的蓝海市场,或有技术突破、能解决客户痛点的全新赛道。

而一切的前提是,找到阶段合适、估值合理的公司。

02车规算力SOC,一年现4家新玩家

芯片是自动驾驶最核心的智能化实现硬件,其算力大小和对上层软件的支持力度直接影响着自动驾驶、智能座舱功能的实现。

在自动驾驶芯片赛道,国内市场主要有英伟达、Mobileye、地平线等玩家。Mobileye因对车企不够开放,整个研发过程“黑匣子”,被越发看重数据和追求产品独特性的车企逐渐抛弃,市场占有率迅速下降;英伟达则凭借其算力优势和AI芯片技术迅速占领高端市场,蔚小理等造车新势力主要采用英伟达的Orin芯片;地平线等国内芯片厂商则凭借算力、成本、服务迅速等多维度优势,和Mobileye一起竞争其他车企。

智能座舱赛道共有三类玩家,一类为传统的车机中控芯片厂商,如NXP、瑞萨、TI,另一类为高通、三星等从手机 AP 芯片切入的厂家;三为新成立的创业公司,如黑芝麻、芯驰、芯擎、杰发科技等。

在2022年,一个比较重要的变化是,国内出现了一批新的车规计算芯片公司:奕行科技(2022年1月成立)、辉曦智能(2022年4月成立)、复睿微(2022年5月),和超星未来(2022年12月发布智能驾驶计算芯片「惊蛰R1」)等。

很长时间以来,国内智能驾驶芯片企业说得上名字的只有地平线和黑芝麻。

业内普遍认为,未来面向L4、L5的自动驾驶芯片需要至少200TOPS算力,但国内目前发展最好的地平线,其征程5单颗芯片算力为128TOPS。大芯片在设计上和100TOPS的芯片是不一样的,对于更擅长做大算力芯片的公司来说,这是一个机会。

研发车规级AI芯片有很多个关键要素:芯片需要满足车规级要求,有算法优势,有更强AI能力,芯片软硬件可以解体等;团队需要具备设计大芯片的能力,可以进行架构设计和工具链的打造,有着设计、生产、测试全流程人才等。

渶策资本执行董事唐科认为:“目前国内自动驾驶芯片真正在规模落地的怕是只有地平线,如果说车企对理想中的自动驾驶芯片有4、5个方面的要求,而地平线在一开始被认为只具备某一方面的优势,那就会有4家公司从不同角度出来创业。”

奕行科技、辉曦智能、复睿微主要想研究大算力通用芯片,希望为客户提供性能、算力和成本上更平衡的芯片。

超星未来的思路,则是与上述企业不同,它将以智能驾驶计算通用芯片和定制化的AI芯片相结合,同时为客户提供通用算法平台和客户所需定制化软件,主要面向舱泊一体、行泊一体等场景。

近两年,也有一些公司想通过新技术或者新架构角度做车规计算芯片。

如后摩智能(2020年11月成立)希望通过存算一体技术做智能驾驶计算芯片,减少数据传输延迟、能量损耗痛点,且减少对先进制程的依赖;芯砺智能(2021年11月成立)则希望基于芯粒(Chiplet)技术,满足客户对CPU、GPU和NPU等算力芯片的不同需求。

从产业角度看,整个行业一直在发生变化,高通席卷智能座舱,英伟达取代Mobileye霸占智能驾驶市场;再叠加上EE架构下中央计算架构和域融合的产品趋势,行业未来技术路线也尚未形成结论。

当被问及具体的行业变化和尚未被满足的需求点时,复睿微电子CEO Richard Lee告诉36氪:“大算力芯片在当下是有机会的,中国存在着广阔的市场需求,且客户的需求和技术在做一些变革。智能座舱芯片对算力的需求是确定的趋势,座舱上多屏交互对算力有着快速增长的需求;汽车元宇宙也已是一个可见的趋势,多模交互游戏会成为一个可能,多模交互、语音的本地推理等需求也会提高对算力的需求;舱泊一体车可能会将泊车功能当做一个卖点,进一步提高算力需求。”

大算力芯片对资金要求非常大,花一个亿才能走到流片阶段,不确定性很高。且大算力芯片门槛本身很高,它需要团队对市场有精确的理解,能做好产品定义;整个团队需要对架构、IP、整合、软件、硬件、工艺各个环节有深厚理解。

投资机构无疑是谨慎的。对于关注汽车芯片赛道投资机构而言,地平线等成立时间较久的公司估值已经很高了,他们不想错过投第二个地平线的可能,也不敢全面加码。于是抱团投资的情况就出现了,辉曦智能在天使+轮融资时就获得了17家机构的融资。

“他们的背景都很好,如果早两年成立,一定不是现在这个估值。”多位投资人告诉36氪。

03向2000TOPS和舱驾一体出发

智能汽车的电子架构正在从分布式ECU架构,向域控制器架构和中央计算架构发展。

按照EE架构的演进趋势,智能驾驶相关产品可大致分为几个阶段:

  • 分布式:每个泊车、行车都具有专门控制器的ECU单元阶段
  • 集成化:域控制器出现,泊车功能整体集中,行车功能整体集中的控制单元阶段
  • 融合化:泊车功能和行车功能融合的行泊一体阶段,或者泊车功能和智能座舱功能的舱泊一体阶段
  • 中央集成:智能驾驶域和智能座舱域功能融合的跨域融合阶段,需要高性能、大算力的中央集成芯片

2022年10月,英伟达和高通将算力天花板卷到了2000TOPS。而在二者疯狂卷算力的同时,车企逐渐开始理性对待算力焦虑。

业内认为,L2级别的自动驾驶,算力通常需要10 TOPS;L3需要到100 TOPS以上的算力。

目前,我国市场需求量最大的是10-30万价位的车型,他们主要配备L1-L2 的 ADAS 辅助驾驶,占了智能汽车整体销量的70%。而从佐思汽研数据来看,在2022年1-9月,我国乘用车L2及L2+级ADAS市场的装配率为33.5%,该数字到2025年有望突破50%。

与此同时,在看到自动驾驶明星公司接连倒闭的情景后,智能驾驶市场的焦点开始从开放场景L4转向前装量产L2+系统,更加看重量产落地。

车厂端,传统厂商也逐渐成为电动化主力,他们更在意好用、够用的产品,从成本、性能维度思考问题。2022年,比亚迪完成186.85万辆销量,一举成为销量最大的车企,占了近3成的市场;哪吒以年销15.2万辆实现“逆袭”,成功反超蔚小理。

激烈的市场竞争,让车企紧张起来,造车新势力也开始追求单车利润率,不再执着于堆料,更加注重功能、算力、成本上的平衡。

这意味着,面向L2+市场的芯片公司拥有广阔发展空间。

2022年的智能驾驶芯片的核心变化是,英伟达和高通拉开2000TOPS算力中央计算芯片算力竞赛;行泊一体方案到量产前夕;低端跨域融合方案舱泊一体成为新趋势。

行泊一体落地量产元年,国产车规芯片加速量产落地

从产品方案上看,2022年最火的是行泊一体的ADAS方案,地平线、黑芝麻等芯片厂商也在为其落地努力。

据高工智能汽车报道,目前,行泊一体方案主要采用英伟达Orin、TI TDA4以及地平线的征程3和征程5,轻量级方案主要采用双TDA4、征程3+TDA4、双征程3等组合,高阶行泊一体则主要采用英伟达Orin、地平线征程5方案。

基于征程3和征程5两款芯片,地平线推出了适用不同级别车型的四类行泊一体解决方案——HWA高速公路辅助驾驶、NOA高速领航辅助驾驶、APA智能泊车辅助、VPA记忆泊车,目前已应用于上汽荣威RX5(搭载三颗征程 3)、吉利博越L(搭载单颗征程3+TDA4)、理想L8 Pro(搭载单颗征程5)等车型号。

业内人士告诉36氪,地平线目前主要依靠征程3出货,征程5尚未起量。根据公开消息,比亚迪最早将于2023年中推出搭载基于征程5芯片的行泊一体方案。

黑芝麻的华山二号A1000系列芯片也成功拿下两款车型项目定点,东风乘用车将在其旗舰车型上采用基于A1000系列芯片的行泊一体智能驾驶域控制器,域控平台算力为58TOPS,预计2023年量产。

舱驾一体成为新风向

跨域融合的舱泊一体方案正成为新产品风向。

未来,座舱域和自动驾驶域在主芯片选择上,很可能会运行在同一个SoC架构上。集度和上汽零束都曾提出过舱驾融合的概念,它指的是将智能座舱和智能驾驶相互结合。

舱驾融合涉及两个层面,硬件角度指将产品设计在一个SOC里做融合,软件层面是指软件架构上进行融合,改变应用程序和上层逻辑,实现多个功能之间的数据打通,如人机交互、沉浸式内容等内结合,提高用户的智能化感受。

舱驾融合对算力需求非常高,且需要整个供应链的配合,目前很难实现。映驰科技等自动驾驶供应商选择了从舱泊一体方案切入。

从技术角度看,泊车功能已相对成熟,且座舱域控制器的算力存在冗余,可以集成泊车功能。而目前行车方案还不成熟,要等两者发展起来之后再考虑融合。

从成本维度看,采用单芯片集成舱泊一体功能,可以减少控制器数量,降低成本,很适合用于中低端车型。

北极光创投高级投资经理余拓告诉36氪:“很多车型都是先有L2+智能驾驶功能,未来再向自动驾驶过渡。对车企而言,英伟达的芯片太贵,如果可以基于高通的8540或者8775,通过舱泊一体方案,直接拥有泊车功能,就可以相对低成本地满足中低端车型的需求。”

在实现方式上,有着单SoC芯片的方案和座舱域控制器和智驾域控制器合并在一个盒子里的方案。

九鼎投资先进制造投资部董事总经理邢晓辉认为,舱泊一体化方案更多是一种过渡方案,将座舱和泊车两个控制域放在一起的方式,在后续对接上很麻烦;可能性最大的方案是座舱算力冗余,用来带动泊车功能。

2000TOPS算力竞赛

中央计算芯片是指,在中央计算架构上,用一颗芯片同时为泊车、智能驾驶、车机、仪表盘、驾驶员监测等多个系统提供算力,将多域融合。

2022年10月,英伟达放弃了原计划用于L4/L5的1000TOPS算力自动驾驶芯片Altan,推出了2000TOPS的Thor(雷神索尔);不足一周时间,高通也紧接着在其汽车投资者大会上发布了综合算力最高可达2000TOPS的Snapdragon Ride Flex SoC。

英伟达和高通将算力天花板拉到了2000TOPS,在超强算力上拉起了算力大竞赛,都想向舱驾一体的中央集成架构芯片高地进军。

这两场发布会扰动了整个汽车芯片的从业者的心。这意味着高通和英伟达从硬件层面上,为中央计算系统的发展奠定了基础。同时,其算力碾压也会给国内的创业公司带来巨大的压力。

地平线对征程6芯片的定义,同英伟达此前的Altan一样,也是1000TOPS。

Thor计划于2025年量产,Snapdragon Ride Flex SoC预计 2024 年开始量产,汽车大算力芯片格局很可能发生极大转变。行业普遍认为,中央大算力计算平台有望在2025年出现。

英伟达开始向高通的智能驾驶腹地拓展;高通也开始向英伟达的智能驾驶领域侵袭。

两者各具优势,英伟达的优势在于以GPU为基础的AI能力,高通则在手机领域积累多年,在大型操作系统,复杂交互软件,复杂SOC、CPU、GPU,数据海量处理,和芯片与软件的适配上更具经验。

从产能角度,目前国内公司是按照7nm制程规划产品,而美国方面的限制主要针对600TOPS及以上的算力芯片,短期内国内汽车芯片企业在生产上并不会受到直接影响。

04:国产化仅2%,MCU低价竞争风险

一度,MCU是市场上最为缺货的产品类型之一。

MCU 是汽车需求量最大的基础型芯片,其需求可以占到汽车半导体总量的30%以上。一辆车需要数十到数百枚MCU,用来控制车身、底盘、动力系统、智能系统以及娱乐系统等。

随着汽车三化的发展,汽车对MCU的需求会越来越多,且性能要求越来越高,中信证券研报认为,未来每个电子控制单元(ECU)至少需要一颗 MCU 作为核心控制芯片。IC Insights 预测,2022年全球MCU销售额将增长10%,达到215亿美元,2021-2026年复合年增长率6.7%。

车规MCU市场非常垄断,恩智浦、Microchip、瑞萨、ST、英飞凌和德州仪器六大国际厂商市场占比超过90%。2020年我国车规级MCU仅2%。

虽然国内有数百家MCU公司,但由于车规级MCU壁垒高,MCU企业大多在消费领域发展。2020、2021年的车企缺芯后,车厂为国内公司敞开大门,愿意测试和使用国产MCU产品,这掀起了一波车规MCU创业潮流。

国内出现了三类车规芯片企业,一是从消费电子类MCU转型而来的企业,如芯旺微、灵动微电子、澎湃微电子、曦华科技;二是通过并购做车规MCU的公司,如北京君正、四维图新收购的杰发科技;三为创业公司,如从NXP成建制出来的云途、芯驰、奇芯威团队。

2022年,车规国际大厂的供货期并未恢复正常。

MCU/MPU/汽车芯片类别,Q4季度六大国际厂商的23款MCU产品,产品货期普遍超过20周,货期稳定的仅两款芯片,价格稳定的仅7款,且货期普遍在26-52周之间,部分产品相比Q2、Q3交货周期呈拉长趋势,且ST的产品一直处于紧缺状态,尚无具体货期。

自动驾驶公司流马锐驰创始人兼CEO于宏啸告诉36氪:“芯片价格暴涨后,我们每天面对的产品价格都不一样,单纯的交易也很难完成,有的公司甚至提着两袋现金去抢芯片。我们很希望与国产芯片公司加强沟通,以量产为目标,解决芯片可能遇到的电磁兼容环境、通讯、工具链等各种问题。”

在缺货最为焦灼时,一些对安全性要求不高的领域,如氛围灯、雨刷器等,甚至出现主机厂直接采购未经安全验证的工业、消费类的MCU的情况

行业人士告诉36氪:“我们投资的消费类MCU就曾收到车厂订单,企业也很慌,毕竟一旦车因为自己的产品出问题而被召回,企业将要面临的惨烈的损失赔偿。

而据甲子光年也曾报道,有消费级MCU公司,等MCU产品上车出了问题被召回时,都不知道自己的芯片已经在车上使用了。”

在往常,车厂往往非常高冷,车规芯片对稳定性要求很高,测试芯片也需要车厂投入人力、物力、场地、时间,他们更换供应商的意愿很低。

而在缺货状态下,车厂不仅对国产车规企业打开大门,还缩短了车规芯片验证环节,从验证测试12-18个月,变为最短只需要4-6个月。

产能紧缺是影响国内MCU企业发展的一大重要因素。

而据曦华科技MCU事业部负责人杨斌介绍:“国内能达到车规级标准的晶圆厂很少,汽车芯片占晶圆厂代工产能的比例很低,不足5%。虽然消费电子疲软后,代工厂将产能向汽车转移,但仍需要时间。2023年下半年产能紧缺状况应该会有所缓解。”

经过近两年的发展,部分头部国产车规 MCU企业跑了出来。

比亚迪半导体是国内目前最大的MCU制造商,杰发科技已推出M0+、M3到M4F的产品;芯驰科技功能安全等级达到ASIL D级别的高性能MCUE3已量产交付客户;芯旺微2020年就实现了超3000万的车规级MCU销售额,32位MCU的出货量也已经实现百万片;云途半导体2022年有数千万营收;曦华科技的32位车规级M4F内核MCU已完成流片,与4~5家头部客户走到批量送样测试阶段。

从整个行业看,目前MCU芯片主要落地在简单的车身控制场景,如汽车雨刷、车灯等,在电子动力转向系统、电子车身稳定系统、防抱死刹车系统等对安全性、稳定性要求较高的场景,国内能做的企业很少。

也有行业人士告诉36氪,虽然国内号称做车规MCU企业的有数十家,但真正有产品的仅几家公司,且能进前装量产的企业较少,大量产品在后装市场推广。

随着后续多家公司的产品大量量产、上市,8位MCU市场有出现价格战的风险。

一位行业人士分享道,2022年中时,行业已出现低价竞争的情况。2021年,8位MCU的价格还在5元左右一颗,到2022年,部分企业为业绩,将价格卖到了3元多一颗。

MCU企业需要加速推动高端MCU产品上车。等缺货结束,已有国产车规企业成为车企的供应链选择,尚未上量企业将会失去国产替代的窗口期。

未来随着架构变化和中央计算芯片的发展,MCU赛道还可能出现重构的机会。

以往车上的每个功能就需要一颗独立的MCU,芯片公司通常将产品做得定制化,但未来的车载计算芯片可能会向通用型、大算力和分布式方向发展,不同功能主要靠软件定义而实现。

云途半导体战略负责人张伟表示:“与传统的架构相比,无论是在新一代架构还是中央计算架构下,车企对MCU的需求在数量上和性能上都有大幅提升,有主机厂对2025年后新架构车型的MCU需求量进行统计,单核MCU芯片数量达到120多颗,多核处理器的数量也在15颗左右。随着智能化的发展,中央处理器针对算力部分进行区域式集中管理,控制类处理器则针对功能应用部分执行性能匹配,两大类芯片是相互协同,共同支撑未来整车架构。”

唐科告诉36氪:“要抓住这些机会,手机芯片厂商和AI芯片厂商(或创业团队)从先进性和大算力的角度切入,而传统汽车芯片厂商(或创业团队)从功能安全、防止失效机制等车规经验切入。性能先进的消费类芯片或团队要达到车规方面的标准和要求,而传统汽车芯片或团队则需要提升计算性能和复杂度的能力。”

05 IGBT:产能为王,国产替代进程最快

IGBT是车规芯片中,国产化最快的细分品类,也是2022年少数仍被看好的赛道。

渶策资本执行董事唐科告诉36氪:“当下功率芯片和逻辑芯片创业公司的处境不同,逻辑芯片的挑战在于找到有代表性的客户愿意花功夫并冒险得去用你的芯片,而功率半导体的挑战更多是找到稳定可靠的有效产能供给;功率半导体也是汽车芯片中少有的单车价值量非常大的赛道,确定性较高。”

IGBT相当于一个非通即断的开关,可以调节电路中的电压、电流、频率、相位等,保证电子设备的正常运行,主要用于电压超过 650V 的高功率场景,能提高产品的自动化水平和控制精细度,是功率器件中进入门槛最高的细分赛道。

它主要用于新能源车的电机控制系统、热管理系统、车载充电机中,对电路进行转换,如在主逆变器中 IGBT 将高压电池的直流电转换为驱动三相电机的交流电。

根据国金证券的研究报告,单车 IGBT 价值量维持 1700元。而根据Yole数据,2020年IGBT在EV/HEV领域的市场规模约为5.09亿美元,到2025年,全球电动汽车IGBT市场有望达到456亿元。

2021年,IGBT 处于极为短缺,产品价格疯涨,虽然英飞凌等海外厂商在超负荷运转和扩产,但产能一时无法补充,IGBT缺货在50%以上。

国外供应商优先保证日本、美国的供应,这让国内车企感受到供应链缺失的痛,开始验证国内产品,给国内车规IGBT企业发展机会。有投资人告诉36氪:“在IGBT模块上,2021年,比亚迪就新增了10几个供应商。”

2022年,短缺情况依然存在,一季度时,英飞凌最长货期已达到65周;英飞凌在业绩说明会上也表示,公司积压订单已达370亿欧元。

由于车规级IGBT模块验证周期长、技术及可靠性要求高,市场主要被英飞凌、安森美、赛米控、三菱电机等海外厂商垄断。国内的IGBT玩家也较为集中,主要是比亚迪半导、斯达半导和时代电气,2021年,他们的IGBT收入分别为13、5、2亿元。

士兰微、扬杰科技、宏微科技等新玩家也开始了研发和生产。士兰微的400A650V IGBT模块已在2家新能源车3款车型上实现应用,小批量供货。

国金证券预计,2020年和2021年,IGBT赛道的国产化率达17%、25%。

目前,功能安全、动力系统相关场景主要采用国外产品;与生命安全关系度较小的场景,国产化率会越来越高。

邢晓辉告诉36氪:“根据我们观察,当汽车芯片产品的国产化率突破20%,后续发展会非常快,20%代表技术沉淀和客户认证。只要国产产品成本较低,且获得一定周期的主机厂认证,中国企业的本地化供应链优势就会体现出来,有很大发展。”

产能是IGBT厂商最大的瓶颈。

利普思半导体联合创始人丁烜明告诉36氪:“目前国内功率半导体的现状是,有技术、有产能,机会则越来越多。功率半导体已经不会再出现海外品牌垄断的局面了,国内半导体公司接下来主要是提升品质、提高良率、提升产能,这是目前大家还比较欠缺的。”

整个2022年,多家海外大厂都表示产能售罄,且2023年产能也已排满。如5月,车用芯片大厂安森美车用IGBT订单已满,不再接单,交货期高达40-52周。

国内车载IGBT产品也供不应求,产能告竭,比亚迪半导、斯达半导、时代电气车纷纷扩产。2022年4月时,比亚迪IGBT项目在长沙开建,预计年产25万片8英寸新能源汽车电子芯;斯达半导车用IGBT扩产后,可年产120万个新能源汽车用IGBT模块;中车时代电气计划在今年量产第6代IGBT技术。

公司新扩产能已经被提前锁定,在手订单甚至排到了2022年年底甚至2023年。

唐科认为,未来5-10年某些中大功率半导体的有效产能都会处于紧缺状态。功率半导体是典型的模拟芯片类别,需要同时有器件设计和制造工艺经验的团队。由于器件每个部分的实际物理参数都可能影响着器件最终的模拟特性,因此设计和工艺需要联合开发才能更好得满足客户在性能、可靠度、以及成本方面的需求,但国内真正有经验的团队并不多。

为了扩产,比亚迪在11月时还撤回了IPO,在其招股书中表示,想抓住时间窗口,更加专注和优先地投入到晶圆产能的建设。扩产挣钱比上市重要。

另一方面,SIC(碳化硅)正快速发展。800V特高压平台已成为高端车型的主流,碳化硅应用市场前景广阔。

车厂也纷纷投资碳化硅企业,进军第三代半导体,如2022年2月16日,小鹏汽车投资了SiC半导体企业上海瞻芯电子科技;2022年6月13日,天域半导体获得比亚迪和上汽集团旗下尚颀资本的战略投资;2022年6月7日,广汽资本参与SiC功率器件基本半导体C++轮融资。

九鼎投资先进制造投资部董事总经理邢晓辉告诉36氪:“2023年会是碳化硅爆发的元年,主要会用在高端车上。虽然使用碳化硅前期会增加车的成本,但从整个使用周期而言,车主是省钱的。”

结语

汽车芯片是目前市场前景最为广阔的赛道之一。

虽然汽车半导体占汽车制造成本比重已超三成 ,但汽车每年的出货量增长有限。与3C市场相比,汽车芯片市场现阶段并不是一个大赛道。

在这个量产为王的时代,随着汽车芯片领域投资相对放缓,投资机构对营收和上车的应用重视度不断提升,车规芯片应加速自己的商业化步伐。

此外,凭借本地化,国产供应商应更好地与车企保持交流,从技术支持、商业服务等角度满足国内车企的需求,共建汽车生态未来。

本文参考文章:

(1) 行泊一体 - 打通智能驾驶的“任督二脉”

https://zhuanlan.zhihu.com/p/520728728?utm_medium=social&utm_oi=1057206658949820416&utm_id=0

(2) 2022:熬过缺芯潮,死于去库存

https://mp.weixin.qq.com/s/PN9nAobpzhuGT5kHN81v_g

(3) 晶圆巨头们抢食成熟制程

https://mp.weixin.qq.com/s/KJDPc_koi-Gr_xor61qYug

(4) 在火热中冷静,在寒冬中乐观---半导体产业的下半场

https://mp.weixin.qq.com/s/yiuj5_aMMRiolwpnmyat_g

(5) 扎堆做车规,国产MCU做好亏钱准备了吗?

https://mp.weixin.qq.com/s/cGE-CkVgWhIItDT-MBlIog

(6) 国产芯片上车大事纪

https://36kr.com/p/2040531973171971

(7) 舱泊一体VS行泊一体,哪个会是主流?

file:///Users/yangxiao/Desktop/

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