汽车半导体竞争的新阶段

在电气化和智能化的推动下， 汽车 成为了半导体向前发展的新领域。 汽车 半导体作为一个新兴领域，也被众多企业所垂涎，因而，在近几年中发生在 汽车 半导体行业的并购越来越频繁，甚至还出现了几宗超百亿美元的超级收购。这些并购当中，不仅涉及了传统的 汽车 半导体厂商，还包括了一些计算芯片领域的巨头企业。在众多厂商纷纷开始布局 汽车 半导体的局势之下，是否也意味着 汽车 半导体领域的竞争进入到了加速阶段？

汽车 半导体领域的头把交椅发生变化

众所周知，2015年当中发生了很多并购案，其中，NXP收购飞思卡尔是当年半导体领域中的一大重大变化，而这也促使 汽车 半导体领域发生了变化。

根据市场研究机构IHS Technology在2014年发布的数据显示，在没有发生该笔并购之前，2013年全球 汽车 半导体供应商排名中，前十名供应商的名次与2012年完全相同，当时位居榜首的是瑞萨，紧随其后的是英飞凌和意法半导体。

（2013年全球 汽车 半导体供应商排名）

由于NXP收购飞思卡尔后，这两者的合并销售额得到了大幅度的提高，从而，NXP于2015年跃居 汽车 芯片市场龙头宝座。瑞萨则下滑到了第三的位置，有报告指出，瑞萨 科技 的下滑是由于受到美元对日圆汇率眨值而持续受挫。

在NXP蝉联 汽车 半导体榜首数年之后，伴随着英飞凌收购赛普拉斯的方案的敲定，这种格局再次发生了变化——在 汽车 半导体方面，英飞凌将以13.4%的市场份额超越其竞争对手恩智浦，成为最大的 汽车 半导体供应商。而在 汽车 微控制器领域，英飞凌也将跻身前三。

我们都是知道，无论是飞思卡尔还是赛普拉斯，他们在 汽车 半导体领域中的地位都不算低，但他们却都走向了被收购的结局。而收购他们的也都同样是在 汽车 半导体领域中享有盛名的企业，这种发生在细分领域巨头之间的并购，是否也意味着这个细分领域市场将要爆发？

在哪些方面展开竞速

根据 汽车 市场情况来看，在低碳经济的理念指引下，全球 汽车 产业正朝着能源多元化、智能化、绿色化三大方向不断催生出新的变革。在此驱动下， 汽车 半导体在 汽车 当中将扮演着越来越重要的角色。

根据德勤分析给出的数据来看，半导体成本（即电子系统零部件的成本）已经从2013年的每车312美元增加到了如今约400美元。 汽车 半导体供应商正获益于微控制单元、传感器、存储器等各类半导体设备需求的大幅上涨。到2022年，半导体成本预计将达到每车近600美元。

每量车所带来的600美元成本则来自于多种 汽车 半导体器件，包括MCU、功率半导体（IGBT、MOSFET等）、传感器及其他。这也是各大 汽车 半导体企业所抢夺的市场。就车用微控制器而言，它在传统燃油车和新能源 汽车 中均能发挥用处，而在NXP和英飞凌完成收购后，他们在车用微控制器方面的实力都有所提升。这也为他们追逐当下 汽车 市场利润提供了支持。

此外，新能源也是 汽车 发展过程中不可忽略的大方向。由传统内燃 汽车 向新能源 汽车 的转变意味着 汽车 要像电气化、电子化方向发展，而电气电子模块中最核心的就是半导体芯片。

根据中商产业研究院的报道显示，电气化和智能化为 汽车 半导体带来的影响主要包括以下三个方面：首先是摄像头雷达等感知层器件的搭载量上升，推动了CIS、激光器、MEMS等半导体器件的市场；其次，自动驾驶从L2向L4升级，带动了用于决策的 ASIC、GPU等计算芯片的用量增加；第三，动力传动系统从燃油引擎向混合动力及纯电动的升级大幅推高功率半导体用量的增加。

以上三个方面为 汽车 半导体领域带来了新的发展契机，也同样带来了新的竞争者。新的竞争者主要出现在车载计算芯片的应用上，计算领域芯片巨头英伟达、英特尔等，纷纷开始投入到自动驾驶领域，其中英特尔更是斥资153亿美元收购视觉ADAS主导厂商Mobileye，以布局 汽车 领域的发展。

除此之外，车载雷达也是 汽车 半导体企业在近些年来着力发展的市场之一，尤其是在车用毫米波市场上，多家企业已经推出了相关产品并展开了竞速，尤其是在77GHz毫米波雷达上竞速已经铺开了，参与其中的半导体企业包括NXP、英飞凌、TI等。

同时，在 汽车 感知层方面中所涉及的CIS领域也有了新的玩家参与。众所周知，安森美是 汽车 CIS领域的龙头，其市场占有率超过50%。而伴随着三星宣布其CIS发展后，它就成为了 汽车 CMOS图像传感器领域中的搅局者，ISOCELL Auto就是三星为强化其CMOS图像传感器在 汽车 领域的应用所推出的品牌。

第三代半导体器件的发展也推动着 汽车 半导体产业向前发展，尤其是在车用功率器件领域，第三代半导体将发挥着巨大的作用。对此，也有很多 汽车 半导体厂商在该领域中进行拓展。英飞凌、罗姆等企业在碳化硅领域中拥有着不错的成绩，同时，意法半导体在今年以来，也增加了其在氮化镓领域的布局，它从合作和收购两方面入手（意法半导体在今年3月收购了氮化镓创新企业Exagan的多数股权），力图未来在 汽车 电子方面取得成绩。

此外，车联网的大趋势也为 汽车 半导体提供了发展的动力，但就市场形势来看，车联网还处于发展阶段，其技术发展路线并没有统一。目前，车联网 V2X通信技术有 DSRC与LTE-V两大路线。NXP主推 DSRC 技术，高通则主推 LTEV 和 5G 标准。

从这些企业在 汽车 半导体领域中的布局，我们不难看出， 汽车 半导体市场的竞争正在加速。

主要营收市场发生变化

汽车 半导体需要依靠 汽车 来发挥它的作用，而 汽车 却不像消费类产品，大部分终端用户不会在短期进行更换，因此， 汽车 市场的需求量可能会极大地影响 汽车 半导体的发展。

根据Strategy Analytics的《2016年 汽车 半导体厂商市场份额》显示，在该年中， 汽车 半导体厂商的主要收益来源国首次由日本变为中国，这也意味着全球 汽车 电子产业结构转换。同时，根据前瞻研究院的报告显示，中国 汽车 产销量已经连续十年蝉联全球第一，属于全球 汽车 产销大国。

中国不仅是目前全球大的 汽车 市场，也是全球 汽车 制造中心之一。据德勤预计，轻型 汽车 产量在全球范围内的占比将达到近29%，而这些趋势均使亚太地区倍受半导体厂商的青睐。

对于传统 汽车 半导体巨头来说，他们比较熟悉车规的标准，凭借其多年的经验，他们在 汽车 半导体市场中占有着有利的位置。此外，对于类似英伟达和英特尔等通过利用计算芯片打入 汽车 市场的半导体企业来说，由于这类芯片也是 汽车 的新应用，因此，产品性能或许才是重要的。而凭借他们在半导体产业中多年的积累，他们则在技术实力上占据着优势（他们还可以通过积累的资本，以收购的方式来提升他们的实力）。

国产 汽车 芯片新势力

面对国际 汽车 半导体厂商的强劲实力，本土 汽车 半导体企业的发展之路并不平坦，他们不仅要面临着技术和法律壁垒，还要接受国内 汽车 电子产业上下游互动机制尚不完善的挑战。在这种情况下，我国本土仍有一些 汽车 半导体企业在该领域中默默耕耘，试图打破这种困局。这其中不仅包含本土半导体厂商向 汽车 领域进行拓展，还有一些Tire 1企业参与到了 汽车 半导体的研发中来。

就本土半导体企业而言，近期，我们发现有很多企业开始倾向 汽车 领域的发展，且他们所针对的应用也十分多样化，涉及了车控类芯片、CIS、车联网、毫米波雷达等多种领域。

具体来看，四图维新旗下的杰发 科技 就是在这期间成长起来的专注于 汽车 半导体等领域的企业，其车控类 汽车 电子芯片的表现尤为亮眼；大唐恩智浦则致力于于新能源 汽车 及传统 汽车 的电源管理和驱动，在 汽车 半导体领域大展拳脚；AI独角兽企业地平线也开展了 汽车 相关的业务，其地平线征程二代芯片已被一些整车厂商所采用；在车用毫米波雷达领域，也出现了一些初创企业致力于此，包括加特兰、隼眼 科技 、安智杰等企业；同时，还有一些半导体企业增加了 汽车 领域的投资，包括华为投资了车载以太网芯片研发商裕太车通。

此外，国内Tire 1也顺着 汽车 智能化和电气化的发展方向，开始与半导体厂商进行合作，或者自行研发相关的半导体器件。这当中包括，吉利集团控股的亿咖通 科技 与Arm中国合资建立了湖北芯擎 科技 ，规划建设车规级芯片及通讯模组的研发、测试及生产基地。此外，在车用IGBT方面取得了一定成绩的比亚迪也于今年宣布，其半导体业务已完成了拆分，并正式更名为比亚迪半导体有限公司。据悉，引入战略投资者完成后，该公司还将继续深耕于车用IGBT领域。

结语

汽车 半导体已经成为了半导体产业当中最具发展前景的领域之一。同时在电气化和智能化趋势的推动下，传统车厂也开始寻求能够助力其向这个方向发展的半导体供应链，这为半导体产业带来了新的发展机会，由此，也引起了半导体企业在 汽车 领域展开竞速。

同时，伴随着近些年来人工智能等技术的提升，与 汽车 相关的AI芯片也开始渗入到 汽车 中来，因此，也催生了一些专注于计算芯片和感知层芯片的企业能够有机会参与到 汽车 半导体芯片的竞争中来。

汽车 半导体的竞争不仅引起了半导体巨头的注意，在新应用中还吸引了一些初创企业参与其中。因此，我们也看到并购、收购股权这样的事发生在 汽车 半导体领域中。而这都加剧了 汽车 半导体行业的竞争。

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易车讯 8月16日，长城控股集团与江苏省锡山经济技术开发区签约战略合作，无锡极电光能科技有限公司（以下简称“极电光能”） 全球总部及钙钛矿创新产业基地项目、长城汽车旗下蜂巢易创第三代半导体模组封测制造基地项目落地锡山经济技术开发区，计划投资38亿元。

此次签约的极电光能全球总部及钙钛矿创新产业基地项目，将投资30亿元，总占地面积156亩。计划建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线、100吨钙钛矿量子点生产线、全球创新中心及总部大楼，预计年产值将达到25亿元。

极电光能是专业从事钙钛矿光伏、钙钛矿光电产品研发和制造的创新型高科技企业。2021年极电光能钙钛矿光伏组件效率全行业首破20%成为全球第一，并以组件效率20.5%的优异表现被Martin Green全球太阳电池效率表收录。目前，极电光能已完成2.2亿元Pre-A轮融资，并建有全球规模最大的150MW钙钛矿光伏组件试制线。

与极电光能全球总部及钙钛矿创新产业基地项目同时达成签约合作的还有第三代半导体模组封测制造基地项目，总投资约8亿元，按照工业4.0标准建设，占地面积约30亩，建筑面积约28000平方米，规划车规级模组年产能120万套。项目完全达产后，预计年营收可达15亿元，纳税1亿元。该项目源于长城汽车蜂巢易创业务，未来规划通过采用“上游原材料绑定+自建半导体业务”的模式，先期布局模组封测，旨在打造一家具备车规级功率模组研发、生产、销售为一体的高科技半导体公司，立志成为中国车规级功率半导体龙头企业。

第三代半导体模组将应用在新能源汽车的主逆变器与充电领域，得益于其优越的物理性能，更适合制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率的器件，能够助力新能源汽车、光伏、直流特高压输电、消费电源等领域电能的高效转换。

钙钛矿创新产业基地项目与第三代半导体模组封测制造基地项目作为长城汽车森林生态体系的一部分，将在新能源领域展现出重要作用。长城汽车森林生态体系包含新能源与智能化两大领域布局。在新能源汽车领域，长城汽车具有强大的电动、混动汽车的研发制造实力，拥有电池垂直供应链优势，并布局氢能全产业链核心技术、以及风能发电、地热发电、温差发电、储能等未来清洁能源，打造了基于碳中和的清洁能源体系。现如今，以新能源与智能化为核心的长城汽车森林生态体系蓝图已初见雏形，该体系不仅是长城汽车迈向全球化智能科技公司的一张王牌，也将助力中国汽车产业链转型升级，增强中国汽车产业链安全可控力。

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IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。不仅电机驱动要用IGBT，新能源的发电机和空调部分一般也需要IGBT。 不仅是新能源车，直流充电桩和机车(高铁)的核心也是IGBT管，直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。电力机车一般需要 500 个IGBT 模块，动车组需要超过100个IGBT模块，一节地铁需要50-80个 IGBT 模块。三菱电机的HVIGBT已经成为业内默认的标准，中国的高速机车用IGBT由三菱完全垄断，同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。

除了日系厂家，英飞凌包揽了几乎所有电动车的IGBT，而三菱电机则沉醉于中国高铁的丰厚利润中无法自拔，在低于2500V市场几乎一无所获。2016年全球电动车销量大约200万辆，共消耗了大约9亿美元的IGBT管，平均每辆车大约450美元，是电动车里除电池外最昂贵的部件。其中，混合动力和PHEV大约77万辆，每辆车需要大约300美元的IGBT，纯电动车大约123万辆，平均每辆车使用540美元的IGBT，大功率的纯电公交车用的IGBT可能超过1000美元。

什么是 IGBT?IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。与以前的各种电力电子器件相比，IGBT具有以下特点：高输入阻抗，可采用通用低成本的驱动线路高速开关特性导通状态低损耗。IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点， 在综合性能方面占有明显优势，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。对于混合动力，除驱动电机外，另外还有一个发电机，可以由汽车的发动机带动其发电，然后通过IGBT模块AC/DC转换后向电池充电。在DM车型中，该发电机还可以充当驱动电机的作用。IGBT最常见的形式其实是模块(Module)，而不是单管。模块的3个基本特征：多个芯片以绝缘方式组装到金属基板上空心塑壳封装，与空气的隔绝材料是高压硅脂或者硅脂，以及其他可能的软性绝缘材料同一个制造商、同一技术系列的产品，IGBT模块的技术特性与同等规格的IGBT 单管基本相同。

模块的主要优势有以下几个多个IGBT芯片并联，IGBT的电流规格更大。多个IGBT芯片按照特定的电路形式组合，如半桥、全桥等，可以减少外部电路连接的复杂性。多个IGBT芯片处于同一个金属基板上，等于是在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板，工作更可靠。一个模块内的多个IGBT芯片经过了模块制造商的筛选，其参数一致性比市售分立元件要好。模块中多个IGBT芯片之间的连接与多个分立形式的单管进行外部连接相比，电路布局更好，引线电感更小。模块的外部引线端子更适合高压和大电流连接。同一制造商的同系列产品，模块的最高电压等级一般会比IGBT 单管高1-2个等级，如果单管产品的最高电压规格为1700V，则模块有2500V、3300V 乃至更高电压规格的产品。晶圆上的一个最小全功能单元称为Cell，晶圆分割后的最小单元，构成IGBT 单管或者模块的一个单元的芯片单元，合称为IGBT的管芯。

一个IGBT管芯称为模块的一个单元，也称为模块单元、模块的管芯。模块单元与IGBT管芯的区别在最终产品，模块单元没有独立的封装，而管芯都有独立的封装，成为一个IGBT管。近来还有一种叫IPM的模块，把门级驱动和保护电路也封装进IGBT模块内部，这是给那些最懒的工程师用的，不过工作频率自然不能太高咯。单管的价格要远低于模块，但是单管的可靠性远不及模块。全球除特斯拉和那些低速电动车外，全部都是使用模块，只有特斯拉对成本的重视程度远高于对人命的重视程度。特斯拉Model X使用132个IGBT管，由英飞凌提供，其中后电机为96个，前电机为36个，每个单管的价格大约4-5美元，合计大约650美元。如果改用模块的话，估计需要12-16个模块，成本大约1200-1600美元。特斯拉使用单管的原因主要是成本，尤其是其功率比一般的电动车要大不少，加上设计开发周期短，不得不采用单管设计。相比宝马I3，采用英飞凌新型HybridPACK 2模块设计，每个模块内含6个单管型IGBT，750V/660A，电流超大，只需要两个模块即可，体积大大缩小，成本大约300美元。

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