本土汽車芯片多路出擊
更新時間：2025-02-26 點擊次數(shù)：238次
現(xiàn)在汽車正在朝著新能源電動汽車和自動駕駛這兩大方向發(fā)展。這兩大行業(yè)趨勢催生了對汽車半導體種類的多種需求和對性能的高要求。在電動汽車的發(fā)展和自動駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的引入的帶動下，汽車很可能成為未來十年增長的半導體細分市場。而拆開汽車的全身，智能汽車的各個“部位"都孕育著很多芯片機會，包括自動駕駛AI芯片、智能座艙芯片、功率器件、MCU、激光雷達等等。針對這些細分領(lǐng)域，國內(nèi)都有不少企業(yè)正發(fā)起攻勢，以期打入國內(nèi)汽車芯片供應鏈。
2020年是智能汽車產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)的元年，智能汽車逐漸演變?yōu)橐粋€涵蓋多項新技術(shù)和新應用的超級智能終端。而在這其中，自動駕駛芯片無疑是智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈的核心，也是智能汽車產(chǎn)業(yè)的高地所在。但自動駕駛芯片作為一個全新的賽道，從范圍來看，有能力進入這個領(lǐng)域的公司。自動駕駛芯片不同于普通芯片，對芯片的性能、功耗、能效比等等都提出了極為苛刻的要求。國內(nèi)汽車自動駕駛AI芯片企業(yè)主要有黑芝麻、地平線、芯馳科技。目前在這一賽道是共同競爭的態(tài)勢，中國的芯片企業(yè)與相比，在技術(shù)層面在逐漸趕超甚至有優(yōu)勢。而且在供應能力和實時響應方面也高效靈活。就拿黑芝麻來說，去年6月基于自研核心IP，黑芝麻發(fā)布了華山二號A1000芯片，它具備40-70TOPS的強大算力，小于8W的功耗及的算力利用率，是目前能支持L2+及以上級別自動駕駛的國產(chǎn)芯片。還推出了FAD全自動駕駛計算平臺。今年，黑芝麻計劃投片華山三號，采用7nm工藝制程，算力超過200TOPS，全面支持L4/L5級別的自動駕駛。地平線于2019年8月量產(chǎn)中國車規(guī)級AI芯片征程2，2020年3月，征程2前裝量產(chǎn)，地平線也開啟了國產(chǎn)車規(guī)級 AI 芯片前裝量產(chǎn)元年，到12月，地平線征程2累計出貨量突破16萬片。2021年5月，地平線的征程3量產(chǎn)裝車。面向L4高等級自動駕駛的大算力征程 5系列芯片，一次性流片成功并順利點亮。芯馳科技成立不到2年完成3款產(chǎn)品的布局，這個產(chǎn)品研發(fā)周期在國內(nèi)外芯片行列都是的，更何況是汽車芯片。其中V9系列芯片是一款ADAS和自動駕駛芯片，產(chǎn)品具有獨立視覺引擎、高擴展性、面向自動駕駛域控+運控計算平臺的優(yōu)勢，還融合了多種傳感器,支持高清攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等。
隨著汽車智能化風起，智能座艙作為汽車邁向智能化和網(wǎng)聯(lián)化路徑中關(guān)鍵的人機接口，有望快速發(fā)展。根據(jù)IHS預測，2021年智能座艙市場空間超過400億美金，到2030年市場規(guī)模將達到681億美金。而國內(nèi)的智能座艙市場增速醬，2030年智能座艙規(guī)模國內(nèi)在的占比將從2021年20%左右上升至37%，市場規(guī)模將達到1600億人民幣。在座艙領(lǐng)域的國內(nèi)玩家主要有芯擎科技、芯馳科技、杰發(fā)科技、全志科技和紫光展銳等。10月28日芯擎科技的智能座艙芯片“龍鷹一號"成功流片，這是國內(nèi)車規(guī)級7納米智能座艙芯片。現(xiàn)在汽車芯片廠商都在角逐工藝，芯擎將國內(nèi)智能座艙芯片拉到了7nm水平。目前該芯片已得到國內(nèi)眾多車企和一級供應商青睞，多個應用項目正在設(shè)計進行中，預計2022年完成上車集成和測試。芯馳科技的X9系列處理器是專為新一代汽車電子座艙設(shè)計的車規(guī)級汽車芯片，集成了高性能CPU，GPU，AI加速器，以及視頻處理器，能夠滿足新一代汽車電子座艙應用對強大的計算能力、豐富的多媒體性能等日益增長的需求。2021年9月10日，芯馳科技在X9/G9/V9芯片上完整地實現(xiàn)了車規(guī)可靠性認證、功能安全流程認證和功能安全產(chǎn)品認證，也是家達成這一目標的芯片企業(yè)。而杰發(fā)科技AutoChips自主研發(fā)的智能座艙SOC芯片AC8015也在今年實現(xiàn)正式裝車量產(chǎn)。AC8015主要瞄準國內(nèi)市場容量的中低階智能座艙應用市場，依托其成熟的設(shè)計理念、性價比優(yōu)勢，AC8015在國內(nèi)入門級智能座艙SoC產(chǎn)品賽道上已占盡先機，打破了智能座艙僅局限于中車型搭載的狀況，實現(xiàn)了大眾普及應用。AC8015目前已獲得上汽、廣汽、長安等多個整車廠項目定點并陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn)，累計供貨已突破200K，預計2022年底將實現(xiàn)全年出貨量超百萬顆的目標。此外，全志科技在2018年發(fā)布了數(shù)字座艙的車規(guī)平臺型處理器T7，該款處理器可以滿足信息娛樂系統(tǒng)、數(shù)字儀表、360環(huán)視系統(tǒng)、ADAS、DMS、流媒體后視鏡、云鏡等多個不同智能化系統(tǒng)的運行需求。2020年紫光展銳推出了旗下首代智能座艙芯片系列八核SoC A7862，SoC A7862 采用 12nm 工藝，集成 8 核 Arm DynamIQ 架構(gòu) CPU（2 x A75 + 6 x A55）和 Arm Mali G52 MP2 GPU，相比友商同類產(chǎn)品 CPU 多核處理能力高 89%，GPU 處理能力高 3.4 倍；性能超 95% 市場同類產(chǎn)品。它具有非常高的集成度，一顆芯片即可開啟汽車網(wǎng)聯(lián)化和智能化升級，為用戶帶來安全可靠、充滿樂趣的智能駕乘體驗。
電機的“開關(guān)"也是很重要的一環(huán)，如IGBT和MOSFET等的功率半導體的用量大幅增加。IGBT決定了車輛的扭矩和輸出功率等，是影響電動車性能的關(guān)鍵技術(shù)。MOSFET則主要應用于汽車的低壓用電器，如電動座椅調(diào)節(jié)、雨刷器等所用的直流電機、LED照明、電池電路保護等應用。此外第三代半導體SiC也開始逐漸滲透入新能源汽車，SiC制作成的功率器件優(yōu)勢頗多，例如耐高溫高壓高頻等，還能提升電能轉(zhuǎn)換效率，一些的電動車以及開始采用，如特斯拉。據(jù)斯達半導2021上半年財報顯示，上半年該公司的車規(guī)級 IGBT 模塊合計配套了超過 20 萬輛新能源汽車。預計下半年配套數(shù)量將進一步增加。與此同時，公司的車規(guī)級 SGT MOSFET也已于上半年開始小批量供貨。斯達半導還在建設(shè)車規(guī)級全碳化硅功率模組生產(chǎn)線和研發(fā)測試中心。士蘭微自主研發(fā)的V代 IGBT和FRD芯片的電動汽車主電機驅(qū)動模塊，2021年上半年在國內(nèi)多家客戶通過測試，并在部分客戶開始批量供貨。中車時代這幾年也開始往車規(guī)級方向走，主要以新能源車低壓 IGBT為主。目前已具備年產(chǎn)能 24萬片的 8英寸車規(guī)級 IGBT產(chǎn)線。今年8月，聞泰科技旗下全資子公司安世半導體完成了對英國化合物晶圓廠NWF的收購。據(jù)悉，NWF是英國為數(shù)不多的半導體芯片制造商之一，主要生產(chǎn)用于汽車的功率半導體芯片。今年早些時候，聞泰科技還宣布將建立12英寸車規(guī)級半導體晶圓制造項目。比亞迪半導體，現(xiàn)在已經(jīng)依靠自有整車平臺已經(jīng)實現(xiàn)了累計逾百萬輛的IGBT模塊裝車量。東風汽車與中國中車聯(lián)合成立的智新半導體于今年7月正式將IGBT生產(chǎn)線投入量產(chǎn)，該產(chǎn)線以第六代IGBT技術(shù)為基礎(chǔ)。揚杰科技目前正在積極生產(chǎn)、銷售車規(guī)級功率分立器件，如整流/快恢復二極管、TVS管、ESD、三極管、MOSFET等。同時車規(guī)級IGBT相關(guān)產(chǎn)品目前正積極規(guī)劃與研發(fā)中。
在整個汽車電子中，MCU的應用涵蓋了車身動力總成、車身控制、信息娛樂、輔助駕駛，發(fā)動機、雨刷、車窗、電動座椅、空調(diào)等多個控制單元。據(jù)不統(tǒng)計，MCU約占一輛汽車半導體器件總量高達30%以上，這意味著每輛車至少需要使用70顆以上的MCU芯片。國內(nèi)車規(guī)級MCU廠商主要有比亞迪、杰發(fā)科技、芯旺微、賽騰微等。比亞迪除了自用之外，車規(guī)MCU已可以大批量對外供應，據(jù)其官微的信息，比亞迪的車規(guī)級MCU量產(chǎn)裝車突破1000萬顆；杰發(fā)科技總經(jīng)理萬鐵軍此前曾在受訪中表示，杰發(fā)科技車規(guī)級MCU和胎壓監(jiān)測芯片均實現(xiàn)百萬級出貨，目前已有500多款車型選用杰發(fā)科技汽車應用處理器，有140款在中國出售；芯旺微的MCU已累計出貨超7億顆，產(chǎn)品覆蓋到車身控制、汽車照明、智能座艙以及汽車電源與電機等應用。賽騰微在車規(guī)MCU上的布局，主要是推出了兩大系列、多款通過AEC—Q100標準認證的車規(guī)級MCU，成功應用于汽車LED動態(tài)流水燈、車載無線充電發(fā)射器以及車窗玻璃升降器等汽車電子零部件中，并批量供貨給多家汽車廠商。兆易創(chuàng)新此前公告表示，公司顆車規(guī)級MCU產(chǎn)品已流片，該產(chǎn)品主要面向通用車身市場，預計年底左右提供樣品供客戶測試，力爭2022年中左右實現(xiàn)量產(chǎn)。
激光雷達是一種利用激光來實現(xiàn)精確測距的傳感器，它是智能汽車的“眼睛"，隨著車企自動駕駛L3、L4、L5量產(chǎn)時間表逐漸明晰，車規(guī)級激光雷達或?qū)⒂瓉淼陌l(fā)展機遇。而放眼當前車規(guī)級激光雷達的格局，國外的先發(fā)優(yōu)勢還不顯著，國內(nèi)在這方面也并沒有落后幾代，各種激光雷達技術(shù)路線百花齊放，國內(nèi)覽沃科技、禾賽科技、鐳神智能、速騰聚創(chuàng)等廠商百家爭鳴。大疆內(nèi)部孵化的覽沃科技，其耗時兩年精心打造了面向智能輔助駕駛市場的車規(guī)級激光雷達HAP，將于2021 年在 Livox 全新自建的車規(guī)級智能制造中心進行批量生產(chǎn)，可滿足 74 項嚴苛的車規(guī)可靠性要求。據(jù)悉，其智能制造中心每條產(chǎn)線年產(chǎn)能達20萬顆，同時配備數(shù)條 PPM 低至10 的SMT產(chǎn)線，可確保 Livox 激光雷達核心組件的自主高效生產(chǎn)。禾賽科技的車規(guī)級混合固態(tài)激光雷達AT128，主要面向高級輔助駕駛前裝量產(chǎn)車。據(jù)悉，其已經(jīng)拿到了多家主機廠總計數(shù)百萬臺的定點，并將在2022年開始大規(guī)模量產(chǎn)交付。鐳神智能也研發(fā)了多款車規(guī)混合固態(tài)激光雷達CH系列和車規(guī)1550nm混合固態(tài)激光雷達LS系列。其中鐳神CH32線混合固態(tài)激光雷達在氣候和化學特性、機械特性、電氣特性等檢測中，以多項標準成個、二個獲車規(guī)認證的激光雷達。速騰聚創(chuàng)的RS-LiDAR-M1是車規(guī)量產(chǎn)的第二代智能固態(tài)激光雷達，它具有軟硬件智能特性。硬件智能上，M1基于革命性的二維MEMS智能芯片掃描架構(gòu)；軟件智能上，M1內(nèi)部集成了AI感知算法，可同步輸出三維點云數(shù)據(jù)和目標級環(huán)境感知結(jié)果。自今年6月份啟動車規(guī)量產(chǎn)交付以來，M1已經(jīng)完成了十余批交付。
除了上述這些在汽車半導體細分領(lǐng)域發(fā)力的企業(yè)之外，華為和大疆最近在Tier 1上的發(fā)力也吸引足了眼球。華為憑借在ICT的積累，大疆有著在激光雷達的技術(shù)儲備，兩家正意圖躋身為新的汽車Tier 1行列。“華為目前不造整車，而是聚焦ICT。幫助汽車企業(yè)“造好"車、造“好車"，這是華為一再強調(diào)的企業(yè)戰(zhàn)略。大疆的定位也是汽車行業(yè)的一級供應商（以下簡稱Tier1)，輔助車企快速造出好用和用戶買得起的自動駕駛汽車。在今年車展，大疆推出了自研的相機、智能駕駛域控制器等多個汽車核心零部件，其正在將無人機上掌握的技術(shù)優(yōu)勢往無人駕駛領(lǐng)域延續(xù)。他們主要采取與主機廠以深度合作或成立合資公司的捆綁合作方式，聯(lián)合落地自動駕駛等技術(shù)。例如在北汽ARCFOX車型研發(fā)初始，華為便直接參與到了整車多項系統(tǒng)功能的研發(fā)。今年8月，長安汽車攜手華為和寧德時代，正式推出智能電動車品牌，產(chǎn)品代號為E11。如華為和大疆這樣的Tier 1的誕生，將在 Tier1 陣營中的空白，他們協(xié)同主機廠和國內(nèi)的零部件廠商，將很好的實現(xiàn)生態(tài)和價值共創(chuàng)，為國內(nèi)汽車供應鏈帶來一汪新鮮血液。
當下智能汽車的發(fā)展速度在來說，基本處于同一起跑線，中國與世界水平的差距比較小。而且經(jīng)歷了此次嚴重的汽車缺芯，都對產(chǎn)業(yè)鏈的自主安全可控提高了警醒，國內(nèi)亦是如此，越來越多的主機廠逐漸開始和國內(nèi)芯片廠商合作，這給國內(nèi)廠商帶來了一個很好的主機廠導入窗口期。在“國產(chǎn)替代"的機遇下，中國汽車芯片正面臨“直道超車"或“換道超車"的機遇。我們也看到，本土企業(yè)正從汽車芯片的各個領(lǐng)域逐個擊破，而且速度迅猛。未來入局汽車芯片的企業(yè)只會多，不會少，越早抓住裝車時機的企業(yè)越能在這波機遇中獲勝。
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