汽车半导体竞争的新阶段

汽车半导体竞争的新阶段,第1张

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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一、奥迪“缺芯”万人停工 一季度将减产

奥迪首席执行官Markus Duesmann接受英国《金融时报》采访时表示,由于大众集团的汽车芯片短缺,奥迪的生产速度已经放缓,目前1万多名工人已经停工。

他说道:“奥迪将竭尽所能,一季度的减产量要控制在1万辆以内。”

奥迪位于比利时的工厂

Duesmann将汽车芯片短缺形容为“危机中的另一场危机”。2020年,受新冠肺炎疫情影响,全球多个汽车产销大国需求下降,整车企业减产。当时,无论是车企还是供应商都在削减零部件订单,其中就包括汽车芯片。

随着疫情防控工作逐渐向好,去年下半年中国汽车销量出现回升,去年四季度甚至成为奥迪品牌有史以来销量最好的一个季度。Duesmann说道:“我们去年四季度的表现十分强劲,但在接下来几个月中不清楚会如何发展。”

他认为,汽车芯片供应链非常繁多,并且供应链很长。其中规模较小的供应商难以难以满足突如其来的需求增长。

Duesmann预计,奥迪目前所出现的芯片短缺会一直影响到二季度的汽车生产,但到二季度不会导致减产。

Duesmann分析称,展望全年,大众旗下品牌的整体产量不会因此受到影响,奥迪等品牌将在今年下半年增加产量。

二、全球多家车企受影响 芯片企业订单暴增

除奥迪品牌之外,大众集团曾在表示,受芯片短缺影响,其在欧洲、北美和中国的工厂预计将减产10万辆汽车。

此外,福特昨天宣布,其在德国萨尔路易的工厂已经从昨天起关闭停产,日产和本田两家车企也宣布部分工厂将减产。

《华尔街日报》报道,面对芯片短缺问题,通用汽车在去年年底甚至要求供应商准备一年的芯片用量。

《金融时报》采访多家Tier 1,得到的结论是芯片短缺非常严重。

全球最大的汽车零部件供应商博世本月初表示,汽车芯片的供应已经“明显减少”。

车用半导体制造企业同样面临难题。

总部位于德国的英飞凌表示,正在调整产能以满足更加强劲的需求。但英飞凌也说道,虽然汽车行业正在快速复苏,但其对汽车行业长期的增长预期并没有发生变化。

恩智浦首席执行官Kurt Sievers去年年底接受德国媒体采访时曾经表示,客户的芯片订单量激增,导致了供应不足。由于恩智浦超过一半的业务都与汽车相关,订单通常需要三个月才能交付,且不能转移产能,因此芯片短缺问题短期内难以解决。

恩智浦位于美国亚利桑那州的工厂

Sievers还说道,一些客户订购时间“太迟了”,给供应链带来了“巨大压力”。

瑞萨电子则表示,目前已经通过提高产量解决汽车芯片需求的急剧上升所带来的压力。同时瑞萨电子也谈到,一些芯片外包给制造商制造,由于材料成本急剧上涨才导致短缺。

芯片制造企业早已看到全球汽车市场下降趋势,因此去年已经将新建产能或部分老产能转移至更赚钱的业务,例如智能手机芯片以及5G基带芯片。

同时,汽车芯片从开发到验证,周期非常长,想要跟踪汽车市场的变化非常困难。这就导致行业内无论是芯片厂商还是汽车厂商都没能准确把握市场脉络,做到供求平衡。

最终结果就是,汽车芯片的供需出现不平衡的状态。

三、电子部件至少占车辆成本40% 还将不断增长

外媒彭博社的一篇报道显示,如今汽车电子零部件的成本价格已经占据汽车的40%,这还是燃油车的水平,如果电动汽车,这一比例将达到75%。而在本世纪初,电子零部件的成本仅占整车成本的18%。

根据研究机构Deloitte的报告,汽车电子零部件将成为半导体行业增长最快的分支,到2022年汽车半导体的市场将占据整个市场的12%。

从长远趋势来看,未来汽车电子零部件市场有着巨大的发展潜力。

不过在供应方面,半导体行业一直以来都比较谨慎,担忧供过于求。

四、车身控制系统缺芯片 车机和自动驾驶无影响

当行业内汽车芯片出现短缺时,车东西就曾对国内汽车芯片短缺问题进行调查《深度:汽车缺芯真相》,发现车身控制系统芯片确实出现短缺,但通常认知度更高的车机芯片、自动驾驶芯片没有出现明显供应不足。

“我们这边一切供应正常,L2级自动驾驶控制器上的芯片都没问题。”一位美国Tier1企业的员工这样告诉车东西,“不管是计算芯片,还是其他电子元器件都没缺货。”

汽车的车机系统、自动驾驶系统、发动机控制系统、车身控制系统都会用到芯片,同时芯片又分为用作计算的主动芯片,比如各种SoC/MCU/CPU,以及为控制器提供支持的被动芯片,比如各种电容电阻。

在上述美系Tier1之外,车东西还跟一家头部新造车公司,两家自主车企的电子电气架构工程师、车联网工程师、自动驾驶工程师进行了交流,他们一致的反馈是,自动驾驶和车机系统上用到的主动芯片都没有缺货,比如高通的820A、英伟达的Xavier。

“据我了解目前车机系统控制器上,只有一些被动芯片存在短缺问题。”一家总部位于北方的自主品牌员工这样告诉车东西,“不过供应商会优先保证量大车企的供应,影响主要在中小车企。”

高通骁龙820A开发板

按照此前的媒体报道,这次南北大众出现停产,主要是因为大陆的ESC和发动机ECU两个系统中缺乏芯片供应而断供造成的。

上述新造车公司的工程师向车东西表示,“我们也确实遇到了一些短缺情况,主要是各种车身控制器、底盘控制系统缺乏芯片,主动和被动都有。”

首先,自动驾驶芯片和智能座舱芯片主要是英伟达、Mobileye 和高通这些玩家提供,而这些芯片在车上的占比并不算多,一辆车上安装一个自动驾驶芯片和智能座舱芯片就够用了,需求并不算大,因而不缺货也比较好理解。

英伟达自动驾驶控制器,带logo的主芯片是Xavier

而车企对于车身控制芯片的需求则比较多,新近生产的燃油车至少需要20个车身控制器,换言之也就是至少需要20个芯片,需求量相对比较大,因而存在短缺也有可能。而这些芯片的生产企业还是一些传统的车载芯片玩家如英飞凌、恩智浦、瑞萨、意法半导体等。

其次,用于计算的主动芯片比电容电阻等被动芯片更加关键。

“电容电阻断供,我们很快就能找到替代品。但计算芯片(主动芯片)就那么几个供应商,一旦短缺根本没有替代。即使有替代,对研发和生产流程也会产生很大的影响。”上述新造车公司工程师这样告诉车东西。

按照他的说法,替换一个电容电阻,车企只需要重做一两项测试即可。但是如果要替换一个嵌入式系统的计算芯片,从软件开发到后续的各种测试全部需要重做,极其复杂,所以车企只能停产等待。

再次,即使都是主动芯片,自动驾驶芯片和车机系统芯片则更为重要。

车辆的底盘控制系统、空调系统、车身硬件(比如车窗门锁)背后都有一个控制器,控制器内部会有一个计算芯片(或者是MCU)进行控制,这些芯片运算的软件相对简单,对算力的需求远远低于自动驾驶、车机系统(座舱)上的主动芯片。

所以即使是卡脖子,这些车身控制芯片相对容易被替代。并且长远来看,自动驾驶、车机系统的芯片将逐渐成为汽车的核心芯片,在中央计算架构的趋势下,一两颗主芯片完全可以把现在分布式电子电气架构上的所有MCU和计算芯片所取代。

这也是为什么特斯拉选择自己做FSD自动驾驶芯片,而不是车身控制芯片的原因。

汽车芯片的未来,大概率是握在能够提供大算力的芯片企业手中,现阶段不管是高通、英伟达,还是华为、英特尔,都在往这些方向发力。中国也出现了像是地平线、黑芝麻、芯驰等创企。


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