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缺芯大潮下自主轿车品牌销量逆势添加国产轿车芯片企业的春天来了?
添加时间:2023-05-01 | 作者:贝博下载          

  本年轿车有多缺芯?5月24日,全球轿车咨询机构AutoForecast Solutions发布了一份北美各车企和车型减产评价陈述。其间,底特律三巨子——通用、福特和Stellantis(包含菲亚特克莱斯勒)“稳”居前三,遭到重创。

  不止如此,作为全球高端轿车品牌标杆,奔驰、宝马、奥迪前段时刻也纷繁针对缺芯做出反响:

  奥迪对经销商发布告诉称,受全球疫情影响,奥迪遥控钥匙芯片产能缺乏,自2021年7月5日起,部分国产奥迪车型在交给时,仅供给一把遥控钥匙和一把机械钥匙齿,受影响车辆可通过新装备号“SOP”辨认。待到产能康复后,奥迪会及时发布告诉,由经销商为用户交给第二把遥控钥匙。

  宝马则挑选了更为简略粗犷的减配。在5月份,宝马表明因为全球芯片缺少,旗下多款车型一起迎来装备调整,首要取消了标配的手机无线充电/Wi-Fi热门/数字钥匙等,价格降幅为0-5千元不等,此外未被提及的部分宝马车型车钥匙从金属原料变为塑料原料,一脚踢功用也被移除,触及的车型包含3系、5系,X3、X4、X5以及X6等车型,其间不乏国内商场的主力车型。

  奔驰为了进步芯片紧缺情况下的交给功率,采取了先交给减配车型,后加装装备的行动。例如不少奔驰E级车主4月份订的车需求拖到7月才干提车,而且通讯模块也要比及芯片问题解决后再进行加装,关于车主的补偿计划则是赠送2A+2B保养。

  在全球缺芯的大布景下,世界造车巨子产能不断削减,国内乘用车商场销量也在不断下滑。根据我国轿车工业协会发布的乘用车最新销量数据显现,7月乘用车共出售115.1万辆,环比下降1.1%,同比下降7%。值得一提的是,7月份我国品牌乘用车共出售72万辆,环比添加4.1%,同比添加22.2%,占乘用车出售总量的46.4%,比上年同期进步11.1个百分点,完成了逆势添加。

  虽然我国自主品牌轿车开展有顺势兴起的趋势,但轿车芯片依然简直彻底依靠进口。在2021我国轿车论坛上,我国国家新能源轿车技能立异中心总经理原诚寅指出,现在我国在车用芯片范畴的进口占比到达90%,其间,轿车运转过程中最为要害的体系芯片,其出产技艺简直100%被海外厂家把握。值得一提的是,因为缺芯问题不断加重,我国企业也在赶紧入局轿车芯片出产。

  自上世纪70年代中期,轿车发动机体系首先选用芯片今后,芯片在轿车电子范畴的运用不断拓宽。

  尤其是跟着轿车从开端的机械产品逐步转变为电子产品,主动驾驭对车辆的感知精度、操控精度和响应速度提出了更高的要求,这就需求更多的传感器(激光雷达、摄像头、毫米波雷达等)、更强壮的处理器(主动驾驭主控芯片)和更准确的履行机构(线控体系)。

  依照尺度分类,现在职业运用的晶圆首要有6英寸、8英寸和12英寸三种,其间8英寸和12英寸的运用量最大。关于晶圆尺度的演化,比较公认的说法是:1980年代是4英寸硅片占干流,1990年代是6英寸占干流,2000年代是8英寸占干流,2008年之后是以12英寸为干流的商场。

  2008年今后,跟着移动互联网迸发,芯片上下游企业都在大力出资更为先进的12英寸晶圆,并开端逐步筛选8英寸晶圆产线。根据世界半导体产业协会SEMI的核算,到2019年,12英寸晶圆硅片现已占到了晶圆悉数出货量的67%。

  但是,8英寸晶圆恰好是轿车功用芯片的对口技能,跟着轿车对芯片需求量添加,从上一年开端,产业链又开端从头加大8英寸晶圆产能投入。

  事实上,在传统燃油车中,每辆车都要运用几十至数百颗芯片。伴跟着新能源轿车和主动驾驭的快速开展,轿车芯片的占比正大起伏进步。在广泛的运用中,轿车半导体首要分为三大类:主控芯片、功用芯片和其他器材。其间,主控芯片首要包含主动驾驭芯片和智能座舱芯片,是轿车智能化的中心;功用芯片则包含功率半导体、MCU和传感器,这些芯片可更好地完成轿车中特定的功用。

  根据Wind数据显现,现在,国内轿车职业中车用芯片自研率仅占10%,90%轿车芯片都依靠进口。在全球轿车半导体出售额中,只要不到3%来自我国企业,欧洲企业约占37%,美国企业约占30%,日本企业约占25%。

  不过,现在在轿车半导体的各个范畴,国内都现已涌现出一批优秀企业,并正随同商场的快速开展,成为业界亮眼的新星。

  主控芯片是轿车智能化的中心,首要包含主动驾驭芯片和智能座舱芯片两大类,均具有强壮的算力和低功耗,可在满意很多数据核算的一起,下降功耗以完成电动车较好的续航路程。

  主动驾驭芯片,即主动驾驭域操控器,是一辆轿车完成ADAS功用的要害,其间心功能指标是算力和能效比。在智能化快速开展之前,没有专门的主动驾驭芯片,相关的功用由ABS、ESP的ECU担任,或许由整车VCU进行决议计划。跟着智能化水平的不断进步,主动驾驭芯片也得到快速开展。

  在芯片品种方面,主动驾驭芯片首要包含通用芯片(如CPU、DSP和GPU等)和专用芯片(如FPGA和ASIC等)。其间,通用芯片可进行多项不同类型的核算,适用于不同的算法或需求继续改善的主动驾驭算法,因而在现在阶段运用较为广泛;而与CPU比较,GPU具有更多的核算单元,愈加适合于做简略的重复核算,因而在做图画处理时更具优势。专用芯片中,FPGA归于半定制化芯片,在逻辑核算中更具有优势,一起具有低功耗的特色。

  一般来说,主动辅佐驾驭体系会通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达等传感器收集车辆和环境信息,然后根据信息剖析成果代替人类作出驾驭决议计划,精准完成相似加快、制动和转向等驾驭动作。因而,主动辅佐驾驭的等级越高,需求收集的信息精度越高、数据量就越多,就越依靠更高的算力支撑。

  主动驾驭芯片首要的算力单位为TOPS,1 TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次操作。一般,业界认为完成L2级主动辅佐驾驭需求的算力在10 TOPS以下,L3级需求30-60 TOPS,L4级需求超越300 TOPS,L5级需求超越1000 TOPS乃至4000+ TOPS。

  现在,第三方主动驾驭芯片首要以英伟达、mobileye为主,国内比方地平线、黑芝麻等也已锋芒毕露。

  近年来,跟着整车电子电气化程度日益进步、架构向集中式进化,使得传统的机械式外表难以支撑愈加智能和快捷的人车交互功用,集成了液晶外表、昂首显现仪、中控屏幕和后座文娱的多屏交融智能驾驭舱就成了用户的优选。而根据车联网等的智能座舱,无疑可认为用户带来更智能化、高效、安全的交互体会。

  根据AI技能,数字座舱能够完成驾驭员辨认、疲惫驾驭监测等功用。例如,当驾驭员接近轿车时,车载摄像头能够主动辨认车主信息。在驾驭员上车后,座舱也能够主动调理更适宜的座椅方位、空调温度、音乐曲目等。一起,车辆内的AI语音帮手也能协助驾驭员解放双手,还能够主动辨认车内不同方位用户提出的语音需求,比方只翻开提出需求的用户那一侧的车窗,做到精准服务。

  未来,智能座舱所代表的“车载信息文娱体系+流媒体后视镜+昂首显现体系+全液晶外表+车联网体系+车内乘员监控体系”等交融体会,也更依靠于芯片所代表的核算才能的进步。

  现在,高通是智能座舱芯片的主力军。到2021年1月,全球已有超越20家抢先的轿车制作商选用第3代骁龙轿车数字座舱渠道。与此一起,国内也有一批企业快速兴起。

  5月28日,南京芯驰半导体科技有限公司SemiDrive对外发布9系列X9、V9、G9三大轿车芯片产品,供给针对轿车的协同一体化解决计划,包含智能座舱、智能驾驭、中心网关三大运用。不久之后,华为海思也与比亚迪签定协作协议,首款产品是运用在轿车数字座舱范畴的麒麟710A。以这款麒麟芯片为起点,海思自研芯片正式开端独立探究在轿车数字座舱范畴的运用落地。

  功用芯片首要包含功率半导体、MCU和传感器,这些芯片可更好地完成轿车中特定的功用。在电动智能化趋势下,轿车关于功用芯片的需求不但在MCU和毫米波雷达等方面有数量上的进步,也有IGBT、激光雷达等新增部件的发生,会为轿车带来全新的功用和体会。

  MCU(Micro Controller Unit)中文名称为微操控单元,又称单片微型核算机(Single Chip Microcomputer),是轿车电子操控器ECU的中心部件,是指跟着大规模集成电路的呈现及其开展,将核算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,构成芯片级的核算机,为不同的运用场合做不同组合操控,可完成终端操控的功用,均匀每辆车上搭载有超越70个MCU。

  MCU最早由Intel提出,历经了4位、8位、16位、32位和64位的开展进程,现在轿车运用首要以8位和32位为主,其间8位首要运用在简略和低速处理速度的ECU中,而32位可处理需求很多信息的功用,此外,8位MCU具有低本钱和低功耗的长处,因而现在商场份额仍较高。

  与消费级和工业级MCU比较,车规级MCU壁垒较高,首要体现在作业的环境温度、良品率要求和作业寿数要求等方面。而MCU自身具有较高的技能壁垒、出产工艺壁垒和本钱操控的壁垒,新进入者具有较大的难度。

  不过,跟着轿车装备越来越丰厚,在添加对MCU进行核算和履行操控需求的一起,跟着域操控器的开展,MCU承当的核算功用将有所削弱,将首要用于进行履行相关的操控。因而,MCU的需求量会有所进步,但壁垒有所下降。在MCU范畴,国内厂商首要包含士兰微兆易立异等。

  IGBT(绝缘栅双极型晶体管),是由BJT(双极结型晶体三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器材,其具有自关断的特征。简略讲,是一个非通即断的开关,IGBT没有扩大电压的功用,导通时能够看做导线,断开时作为开路。IGBT交融了BJT和MOSFET的两种器材的长处,如驱动功率小和饱满压下降等。

  IGBT模块在电动轿车中发挥着至关重要的效果,是电动轿车及充电桩等设备的中心技能部件。因为车辆行进过程中简单遭到较大的轰动和冲击,新能源轿车对IGBT强度要求较高。此外,因为轿车频频启停会引起 IGBT 结温上升,也因而对散热提出了更高的要求。

  IGBT首要运用于新能源轿车的电动操控体系、车载空调操控体系和充电桩中。据介绍,IGBT模块占电动轿车本钱将近10%,占充电桩本钱约20%。

  现在,英飞凌在IGBT芯片和模组的市占率最高,在IPM封装范畴,日本三菱的市占率最高。国内自主企业中,比亚迪具有较强的技能优势,有望成为职业的龙头企业。比亚迪半导体现在是我国仅有具有IGBT完好产业链的车企,其选用的是IDM的形式,链条包含IGBT芯片规划、晶圆制作、模块封装等部分,还有仿真测验以及整车测验。

  除了比亚迪半导体,国内厂商斯达半导、士兰微、中车电气也连续入局IGBT范畴。

  据安全证券介绍,轿车传感器可分为车辆状况传感器和环境感知类传感器。车辆状传感器是传统的感知器材,运用在动力(发动机温度传感器、进气传感器、曲轴方位传感器等)、底盘(TPMS传感器、ESP加快度传感器等)和车身(雨量传感器、温度传感器等)中;环境感知类传感器是主动驾驭中新增的传感器,首要有激光雷达、毫米波雷达、摄像头号。

  从感知原理来看,车辆状况传感器可分为磁传感器、MEMS传感器、化学类传感器和温度传感器。在新能源轿车中,传统动力传动体系的传感器数量正逐步削减,新增首要为电流和温度两大类传感器。

  与之比较,环境感知类传感器近些年开展迅猛,其间毫米波雷达、摄像头和超声波雷达均已开展老练。现在,毫米波雷达现已从24GHz开展至77GHz,乃至具有4D成像的高功能产品,可完成妨碍检测、远距离勘探、途径规划等功用。激光雷达则可分为面向无人驾驭出租车和面向乘用车两大类,处于大规模运用的前期。

  疫情对经济格式发生的深远影响现已成为一致。无疑,当下的国产自主轿车品牌迎来开展要害机会。一起,关于轿车而言,芯片将在未来开展过程中扮演越来越重要的人物,这也就意味着国产轿车芯片企业将有更为繁荣的开展动力。事实上,我国自主芯片归纳功能现已在一些范畴不输国外巨子,信任跟着时刻的开展,其也将成为全球轿车芯片范畴不容忽视的要害力气。