特斯拉喊缺芯！地平線C輪融資后估值高達320億！汽車缺芯的風口，國產芯片突破任重道遠
2020年6月9日，特斯拉市值首次超過豐田汽車，這是全球汽車產業具有風向標的一天，它代表著全球汽車產業開啟新的征程，智能電動的新汽車時代已經正式登堂入世。而6月初，汽車智能芯片創業公司地平線已完成高達15億美元的C輪融資，投后估值高達50億美元。投資者看好的正是地平線實現了中國首個車載商用AI芯片的前裝量產，今年5月，地平線第三代車規級芯片征程5流片成功，芯片性能超越自動駕駛芯片特斯拉FSD。
圖：新款理想ONE汽車搭載兩顆地平線征程3芯片
中國汽車工業協會副秘書長楊中平表示：“我們預計近幾年單車半導體使用量會從300美元上升到600美元，單車使用半導體數量增長快，市場前景看好，特別是純電動汽車半導體需求量是傳統汽車的5-6倍?！?br />
高漲的新車需求倒逼芯片產能的提升。2021年汽車芯片市場走勢如何？為何汽車業出現芯片短缺？中國汽車芯片企業目前發展遇到了哪些痛點？“缺芯”危中有機，汽車芯片廠商如何把握發展機遇？6月10日，在南京召開的世界半導體大會的論壇上，來自中國汽車工業協會副秘書長楊中平、國家新能源汽車技術創新中心副總經理鄒廣才、英飛凌大中華區汽車電子事業部高級總監仲小龍、工業和信息化部電子工業標準化研究員陳大為和高通公司產品市場高級總監艾和志對這些熱點話題給出了專業的分析和前瞻看法。
2022年中國汽車芯片市場規模將達千億，關鍵系統芯片依賴進口
雖然國際汽車市場環境的不確定性在增大，但中國的超大規模汽車市場的優勢正在展開。中國汽車工業協會副秘書長楊中平分享了一組最新數據，2020年中國汽車產銷2522萬臺和2531萬輛，產量連續12年位居全球第一，市場持續增長，前景廣闊。
圖：中國汽車工業協會副秘書長楊中平
“2019年，全球汽車芯片市場規模約475億美元，中國自主汽車芯片產業規模不到150億元，而我國汽車產業規模占比全球超過30%，差距巨大?！?國家新能源汽車技術創新中心副總經理鄒廣才分析說，“單車汽車芯片成本均值，2019年約400美元/車，2022年約600美元/車，2022年中國汽車市場約2500萬輛，汽車芯片市場可達到150億美元（千億市場），約占全球22%，孕育著巨大的市場機會和潛力空間?！?/strong>
圖：國家新能源汽車技術創新中心副總經理 鄒廣才
消費電子市場增長放緩，汽車芯片成為未來全球半導體市場的增量驅動主力。縱觀全球及中國汽車芯片市場，整體趨勢是車上的芯片越來越多，從新能源驅動和智能駕駛滲透率迅速攀升，智能新能源汽車用芯片市場年復合增長率高達21%。
鄒廣才提醒道，中國汽車產品用芯片進口占90%，關鍵系統芯片全部為國外壟斷（包括先進傳感器、車載網絡、三電系統、底盤電控、ADAS、自動駕駛），Strategy Analytics數據顯示，2019年全球前十大車用半導體廠商的市場占有率達到67%，國內自主汽車芯片多用于車身電子等簡單系統，進口渠道風險對于汽車產業和國民經濟有顯著影響。
“汽車缺芯”到底如何造成的？
據中國汽車工業協會分析，2021年1月到2月，芯片短缺問題造成國內整車生產企業減產5%-8%，IHS預測，芯片短缺導致2021年Q1全球減產100萬輛汽車。美國政府將撥款370億美元扶持美國半導體行業，其中包括重點解決汽車芯片供應短缺問題，提升本土供應比例。臺積電、三星計劃在美國本土開設晶圓廠，有一部分產能就是供應汽車芯片。
鄒廣才認為，中國汽車芯片短缺主要有四大原因造成。一是市場波動，主要表現為2020年新冠疫情導致消費電子芯片和汽車芯片需求高峰疊加，汽車芯片短期產能不足，去年汽車銷量下滑，汽車廠商下調訂單預期，到了第四季度汽車行業開始反彈，反彈速度非?？?，汽車行業的下游來不及進行生產。
二是供需矛盾，汽車芯片需求側呈現10%-20%增長，但是供給側不足，汽車芯片投入大、難度高、利潤有限，全球汽車用的半導體產能穩定，存在一個長期的缺口。
三是國際政治原因，美國打壓汽車產業鏈還疊加非市場行為造成市場囤貨，打破產業供需平衡。
四、汽車芯片的國產替代全面開啟，但是中國汽車芯片90%依賴進口，全世界的車用芯片或者說大部分生產都掌握在少數國家和少數企業的手中。比如2019年主要的國際汽車芯片研發公司NXP、英飛凌和瑞薩電子占市場供應量的40%，想要短時間內大幅度提升產能并不現實，再加上車用芯片利潤率不高，關鍵系統芯片自主率只有5%-10%，受制于人。
作為全球汽車芯片領域的知名企業之一，英飛凌在汽車芯片市場占據13.4%的市場份額，英飛凌大中國區汽車電子事業部高級總監仲小龍認為，汽車“缺芯”，既是挑戰也是機遇。他分享了一家客戶的案例，今年這家客戶的一款新車使用英飛凌的14顆MCU，明年預計新車MCU使用量將達到20顆，隨著自動駕駛和智能網聯汽車推進，預計到2025年能夠搭載L2+的整車達到250萬輛以上，到2030年L4、L5將會逐漸量產。這都會導致在激光雷達和傳感器融合的器件將會占半導體物料成本的大頭，英飛凌在不同的碳化硅和硅控制器件都有完善布局，同時也在傳感器、電源管理和通訊器件、微控制器等核心領域系統器件有豐富的產品組合，都可以助力智能網聯汽車和新能源汽車的推進。
“最近一兩年，汽車半導體的全球大缺貨甚至動用各國政要來半導體廠商催貨。缺貨也促進汽車半導體在ECU上的整合?！备咄ü井a品市場高級總監艾和志分析說，“汽車電子架構不斷演進，不管大眾還是特斯拉，知名整車企業都在電子電氣架構中的整合上下大功夫，特斯拉已把整車的ECU從幾十個縮減到20多個，下一步還會進行更加激進的電子電氣架構的整合和演進，這些都需要作為平臺廠商和半導體廠商提供基礎的硬件平臺的支持?！?/strong>
羅蘭貝格近期公布研究中預測，芯片短缺將持續到明年，恩智浦半導體預計今年全年汽車芯片供應都會非常緊張，并且提醒汽車業面臨的芯片短缺問題可能會延續到2022年。
中國汽車芯片的四大痛點問題
不同于消費類芯片，車規芯片要求“高可靠性、高安全性、高穩定性”，需要經過2-3年嚴苛認證才能進入汽車供應鏈，擁有5-10年供貨周期；嚴格技術標準和超長供貨周期下，芯片企業-汽車電子廠商-整車企業形成強綁定供應鏈。
圖：工業和信息化部電子工業標準化研究員 陳大為
工業和信息化部電子工業標準化研究員陳大為表示，國內汽車半導體芯片呈現五大現狀：1、高可靠芯片設計能力弱：2、缺乏汽車芯片生產控制：車規芯片是生產出來的，滿足車規芯片要求的制程工藝（TS16949）產線不多。3、測試認證機構能力薄弱；4、缺乏標準認證體系；5、整車驗證困難。
目前國產汽車芯片面臨四大痛點問題，陳大為分析說：一是國產汽車芯片準入的基本要求標準目前沒有；二是企業對于26262、ACE-Q100、102、103、104這些標準的理解還有很大的差距；三是芯片可靠性設計能力，許多公司還是有很多欠缺；四是符合TS 16949要求的工藝線有問題。
眾所周知，在供應端，汽車電子對于半導體器件需求以MCU、NOR Flash、IGBT、GPU等為主，主要依賴8寸晶圓產能，目前8寸晶圓產能緊缺漲價已經成為共識。陳大為還給了汽車芯片公司六大建議，涉及到策劃階段、設計階段、量產階段和車規認證的具體細節。他指出，策劃階段：芯片性能功能滿足車廠、Tier1要求；設計階段：芯片可靠性設計，里面有很多EDA工具驗證問題，這些都在設計階段要關注的。
汽車芯片國產替代興起 技術標準和測試工作必須先行
面對缺芯，中國汽車工業協會副秘書長楊中平建議兩條腿走路：一是推動國內半導體企業發展；二是同時加強引入國外半導體企業的投資，帶動產業的發展。當前，中國車規級芯片產業十分薄弱，特別是控制類芯片距離國際水平還有明顯差距，汽車行業在滿足應用條件基礎上愿意使用更多國產芯片，基于現有條件打通應用痛點，加大國產芯片的推廣應用力度，形成新的競爭力。
在汽車芯片領域，國產替代已經有芯旺微、納芯微、比亞迪、杰發科技、地平線、華為等公司實現了突破。如芯旺微推出的8位和32位MCU多款產品已經通過AEC-Q100測試，車規級MCU年初或超過3000萬顆，產品已經在東風、吉利、上汽/通用、長安、陜汽、廣汽等對應的汽車零部件廠家批量量產和項目開發。
納芯微電子2016年切入汽車芯片領域，面向汽車前裝和后裝市場推出了一些產品，包括壓力傳感器、隔離驅動產品，這些都在汽車項目中開始批量供應。在新能源汽車上，隔離器件的主要應用有電池管理系統、OBC模塊、電機驅動模塊等。2020年，納芯微隔離芯片在一款網紅電動車——五菱宏光mini EV上取得突破，單季度出貨量超過10萬顆。
地平線公司是目前實現前裝量產的國產AI芯片公司之一，是目前唯一覆蓋從L2到L4級別全場景整車智能芯片方案的提供商。最新消息，地平線征程3芯片已經在新款理想ONE配置，雙征程3芯片物理算力可以達到10Tops，感知計算FPS性能相當于30Tops的GPU，計算功耗僅為3W。近期，更高算力的征程5一次性流片成功，截至2020年末，征程芯片累計出貨超過16萬片。
2018年，比亞迪推出IGBT 4.0芯片，該產品性能優異，在多個關鍵性技術指標上優于市場主流產品，成為國內中高端IGBT功率芯片新標桿。2019年，比亞迪開發的第三代半導體功率器件SiC產品推出，2020年，比亞迪“漢” EV電機控制器首次裝有自主研發的SiC MOSFET模塊，從而顯著提高了電機性能。除此之外，比亞迪半導體在傳感器和車規級MCU方面也已經推出相關產品。比亞迪半導體已經推出了第一代32位車規級MCU，未來會推出多核的車載MCU。據悉比亞迪車規級MCU裝車量突破500萬顆。
國家新能源汽車技術創新中心副總經理鄒廣才表示，汽車芯片供應緊張是全球性的，預計至少需要1年時間才能緩解，而汽車芯片的供需矛盾將在未來相當一段時間長期存在。他分析說：“國內的汽車芯片產品和汽車芯片在市場上份額非常小，在汽車產品中呈現不均衡的局面，我們希望未來的國產汽車芯片在國產中占據一定的份額，所以國家新能源汽車技術創新中心聯合上下游開展技術攻關、標準研究和測試評價的工作，幫助國產芯片上車?！?/strong>
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