汽車IC就是車規(guī)級產(chǎn)品，滿足汽車質(zhì)量管理體系，符合可靠性和功能安全要求的集成電路。中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（以下簡稱“聯(lián)盟”）在2020年發(fā)布了《純電動乘用車車規(guī)級芯片一般要求》團體標準，將汽車半導(dǎo)體分為10個大類和60個小類，10個大類分別包括控制芯片、存儲芯片、計算芯片、信息安全芯片、驅(qū)動芯片、通信芯片、功率芯片、電源芯片、模擬芯片以及傳感器。
全球車規(guī)IC前五名是英飛凌，NxP，瑞莎、TI和意法半導(dǎo)體，但在細分市場又有功率器件安森美和傳感器歐姆龍等版本。麥肯錫和波士頓咨詢集團認為汽車芯片短缺問題可能會持續(xù)到2026年甚至2030年。據(jù)汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測公司AFS的最新數(shù)據(jù)，截至11月27日，因芯片短缺影響，今年全球汽車市場累計減產(chǎn)約411.76萬輛。2022全年，芯片短缺將導(dǎo)致全球汽車減產(chǎn)約448.53萬輛。
從整車的芯片數(shù)量來看，傳統(tǒng)車型需要850個到1050個芯片，新能源車型需要920個到1180個。如果不計上二極管、三極管、傳感器，一般要用400到500顆芯片，這些芯片分布在汽車的7大系統(tǒng)。遇到新功能增加會導(dǎo)致部分芯片數(shù)量增加，從分布式架構(gòu)到預(yù)控制的集中架構(gòu)變化，則會導(dǎo)致部分芯片數(shù)量減少。
汽車IC分類一張圖
芯片分類 | |
控制芯片 | MCU芯片、MPU芯片、DSP芯片 |
存儲芯片 | DRAM芯片、SRAM芯片、NOR FLASH芯片、NAND FLASH芯片、eMMC芯片、EEPROM芯片 |
計算芯片 | GPU計算芯片、ASIC計算芯片、FPGA計算芯片、CPU計算芯片、其他SoC |
信息安全芯片 | T-Box安全芯片、V2X安全芯片、eSIM安全芯片、ESAM安全芯片 |
驅(qū)動芯片 | 高低邊驅(qū)動芯片、橋驅(qū)動芯片、預(yù)驅(qū)動芯片、LED驅(qū)動芯片、顯示驅(qū)動芯片、其他驅(qū)動 |
通信芯片 | CAN PHY、CANFD PHY、LIN PHY、ETH PHY、ETH SWITCH、射頻芯片、藍牙芯片、Wi-Fi芯片、基帶芯片、導(dǎo)航芯片、UWB芯片、其他接口芯片 |
功率芯片 | IGBT、MOSFET、二極管、BJT |
電源芯片 | LDO芯片、DCDC芯片、PMIC芯片、SBC芯片、點芯管理芯片、其他電源芯片 |
模擬芯片 | 運算放大器、比較器COMP、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、音視頻/感知用模擬芯片 |
傳感器 | 磁傳感器、光電傳感器、慣性傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、激光雷達傳感器、毫米波雷達傳感器、圖像傳感器、紅外傳感器 |
這樣劃分的依據(jù)是，希望每一個工程師拿到芯片的時候，只需要看到分類就可以大體知道芯片基本用在汽車什么位置，在汽車上起到什么作用，這樣的分類方式實際上縮短了上下游之間進行技術(shù)連接的環(huán)節(jié)。
國際大廠車規(guī)IC市場情況
據(jù)摩根士丹利表示，瑞薩、安森美目前正削減一部分第四季度的芯片測試訂單，顯示車用芯片缺貨得到明顯緩解。造成兩大廠商砍單的原因有二。一是臺積電第三季車用半導(dǎo)體晶圓產(chǎn)出年增達82%，較疫情前高出140%；二是中國大陸電動車銷量11月以來轉(zhuǎn)弱（占全球電動車五至六成），使得部分汽車芯片目前已足額生產(chǎn)，短缺情況已得到明顯緩解。
但綜合其它消息，市場表現(xiàn)和大摩結(jié)論仍有明顯不同。
產(chǎn)能方面，雖然臺積電關(guān)于汽車芯片的產(chǎn)出在提高，但有消息表示，成熟工藝的汽車芯片仍然供不應(yīng)求，有汽車制造商正在轉(zhuǎn)向采用先進工藝節(jié)點制造其芯片，特別是針對新車型和電動汽車，還試圖為其現(xiàn)有車型采用新工藝芯片，以應(yīng)對成熟芯片短缺。
IC設(shè)計人士表示，汽車芯片產(chǎn)品較多，需求狀況不同，不應(yīng)一概地看待。另一方面，特定功能模組的升級潮，帶動新技術(shù)產(chǎn)品的需求，是汽車芯片至今需求仍強的關(guān)鍵因素。IDM廠商現(xiàn)階段的調(diào)整，只是針對部分供貨已經(jīng)無憂的成熟制程或功率元件，整體來看車用芯片還沒有更明確的轉(zhuǎn)壞跡象。具體來看，目前中低階功率半導(dǎo)體和MCU相對不缺，但新的功能性產(chǎn)品及高階MCU、ADAS、AI、感測器、車用DDI相關(guān)芯片則相對短缺。
和近期存儲芯片一路下滑相比，汽車芯片總體維持在平穩(wěn)和向上的趨勢，而這也讓它成為半導(dǎo)體寒冬下的一把火，讓汽車芯片廠商成為行業(yè)內(nèi)少數(shù)能盈利的企業(yè)。
汽車芯片大廠財報喜人。英飛凌2022財年Q3收入36.18億歐元，相比去年同期同比增長33%，利潤8.42億歐元，利潤率23.3%。恩智浦2022年Q2財報中，總營收33.12億美元，較上年同期增長28％，較2022年Q1增長6％。瑞薩電子2022年Q2總營收為3766億日元，同比增長近73％。
也正是看重汽車芯片無限的前景，各方資本正不斷涌入。三星電子為克服存儲芯片市場不景氣對半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部門的影響，將目標投向了汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域。據(jù)悉，三星電子可能在歐洲建設(shè)工廠，大規(guī)模投資成熟制程工藝，用于生產(chǎn)汽車半導(dǎo)體和圖像傳感器。
德州儀器在今年底至明年初將有兩個新300mm晶圓廠投產(chǎn)，額外產(chǎn)量有望滿足來自汽車電子市場的芯片需求。
動力總成需要多少IC
國內(nèi)目前大概有110家到130家企業(yè)開發(fā)和生產(chǎn)汽車芯片，其中50%實現(xiàn)了芯片量產(chǎn)應(yīng)用。從地域上來講，這些企業(yè)主要集中在上海、北京、江蘇、廣東、浙江這些經(jīng)濟發(fā)展比較好的區(qū)域，超過70%的企業(yè)研發(fā)的汽車芯片種類不多于10種，大多數(shù)企業(yè)自研的汽車芯片種類在1種到5種之間。
總體來講，我國汽車芯片行業(yè)還處在發(fā)展的早期，具體就是，進入到這個行業(yè)的IC企業(yè)很多，但是各家的產(chǎn)品類型、數(shù)量比較少。
目前國內(nèi)生產(chǎn)控制類芯片的企業(yè)很多，部分企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)控制類芯片的量產(chǎn)。
在汽車控制類芯片賽道上，低端的產(chǎn)品已經(jīng)進入市場，高端高可靠MCU有少量企業(yè)在開發(fā)，并且已經(jīng)開始給下游的汽車廠做適配，預(yù)計未來3年可以看到國內(nèi)高安全MCU在量產(chǎn)車上的應(yīng)用。汽車存儲芯片少部分已經(jīng)在小批量的系統(tǒng)中實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。
驅(qū)動、模擬芯片的種類比較多，不過市場上國內(nèi)的產(chǎn)品比較少，滿足不了市場需求。目前A股上市公司有20多家模擬器件企業(yè)，多數(shù)是發(fā)展消費類的產(chǎn)品，產(chǎn)品以量取勝，有幾家IC企業(yè)則宣布已進入車規(guī)級市場。
計算類芯片方面，預(yù)計未來3到5年有望實現(xiàn)大規(guī)模SoC類逐步上車，但是在GPU、CPU類芯片方面，國內(nèi)還缺少相關(guān)企業(yè)。信息安全類芯片方面，已經(jīng)有初級的產(chǎn)品上車，
在車聯(lián)通信芯片方面，我國還是比較有優(yōu)勢的，因為我國在北斗導(dǎo)航、5G應(yīng)用方面有很好的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用環(huán)境，在功率半導(dǎo)體方面，國內(nèi)和國際差距比較小，我國不少產(chǎn)品已經(jīng)上車了。
總結(jié)：
汽車IC分類能夠幫助工程師選擇適用的芯片方案。國際大廠的產(chǎn)能數(shù)據(jù)顯示出，在存儲芯片一路下滑的趨勢下，車規(guī)級芯片保持平穩(wěn)甚至上升的態(tài)勢。雖然國內(nèi)汽車芯片還處于發(fā)展初期，但是隨著IC企業(yè)的不斷涌入，車規(guī)級芯片市場一片向好。
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