2023年6月2日,第三屆集微半導(dǎo)體分析師大會(huì)在廈門國(guó)際會(huì)議中心酒店隆重舉行。本次大會(huì)由廈門市海滄區(qū)人民政府、廈門市工業(yè)和信息化局、廈門火炬高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)指導(dǎo),由半導(dǎo)體投資聯(lián)盟和手機(jī)中國(guó)聯(lián)盟主辦,由愛集微和廈門半導(dǎo)體投資集團(tuán)承辦,全球半導(dǎo)體聯(lián)盟(GSA,Global Semiconductor Alliance)協(xié)辦。
此次集微半導(dǎo)體分析師大會(huì)一如既往秉承“全球視野、本土關(guān)懷”理念,持續(xù)打造鮮活、專業(yè)、全面等既有特色,與十幾位海內(nèi)外頂級(jí)分析師共話ICT產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn),市場(chǎng)拐點(diǎn)和新興技術(shù)應(yīng)用落地,解碼全球新格局下的產(chǎn)業(yè)脈搏動(dòng)向、重要挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。
2日的會(huì)場(chǎng)群賢畢至,吸引了超過(guò)五百人觀眾蒞臨現(xiàn)場(chǎng)。標(biāo)普全球汽車(S&P Global Mobility)汽車半導(dǎo)體分析師張冶就“汽車電子電氣架構(gòu)與汽車芯片”的主題進(jìn)行了演講。
在他看來(lái),汽車的電氣化、自動(dòng)駕駛、軟件定義汽車,以及車用芯片的短缺,共同促進(jìn)了車用半導(dǎo)體市場(chǎng)的增長(zhǎng)。特別是芯片短缺,極大地改變了汽車電子生態(tài)系統(tǒng)。而向新汽車電子電器架構(gòu)的邁進(jìn),刺激了系統(tǒng)級(jí)芯片(SoCs)和存儲(chǔ)芯片的需求。
根據(jù)標(biāo)普全球汽車數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè),從2020年開始,全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)進(jìn)入了一個(gè)新的增長(zhǎng)周期。2022年,全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)體量為70億美元,2023年預(yù)計(jì)為810億美元,到2029年預(yù)計(jì)為1480億美元。2022年至2029年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為11%。
而從2016年開始,每輛車內(nèi)芯片的價(jià)值也在上漲。2016年,每輛車內(nèi)芯片的價(jià)值為350美元,預(yù)計(jì)到2024年將超過(guò)1000美元,并于2028年達(dá)到1367美元。與車用半導(dǎo)體市場(chǎng)一樣,汽車的電氣化、自動(dòng)駕駛、軟件定義汽車,以及車用芯片的短缺,四大因素促進(jìn)了車內(nèi)芯片價(jià)值的上漲。
從品類來(lái)看,系統(tǒng)級(jí)芯片、存儲(chǔ)芯片以及碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)芯片是三大增長(zhǎng)最快的芯片領(lǐng)域。標(biāo)普全球汽車數(shù)據(jù)顯示,從2022年到2029年,存儲(chǔ)芯片和系統(tǒng)級(jí)芯片的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為20%,碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)芯片的復(fù)合年均增長(zhǎng)率高達(dá)39%。
車用芯片短缺,極大地改變了汽車電子生態(tài)
從2020年底開始,受供應(yīng)鏈和新冠疫情等影響,全球車用芯片開始陷入短缺。根據(jù)標(biāo)普全球汽車數(shù)據(jù),從2021年4月開始,車用模擬芯片和MCU芯片的平均交貨日期達(dá)到了以往的2倍。進(jìn)入當(dāng)年8月,車用芯片的平均交貨期達(dá)到了以往的3倍之多。2022年8月,車用芯片的平均交貨期達(dá)到了頂峰,為以往時(shí)間的4倍。
張冶指出,2023年這一情況已有所緩解。數(shù)據(jù)顯示,MCU芯片已回落至以往時(shí)間的3倍左右,模擬芯片回落到2倍,而其他芯片的平均交貨日期已回到2倍以下。
車用芯片的短缺,極大地改變了汽車電子生態(tài)。張冶認(rèn)為,首先,芯片定價(jià)和交貨時(shí)間都重置了。供應(yīng)商需要在庫(kù)存、成品和在制品的成本及其提供的短期保險(xiǎn)之間尋找新的平衡。原始設(shè)備制造商也開始直接收購(gòu)或接觸芯片供應(yīng)商,包括晶圓代工廠。具體產(chǎn)品上,出現(xiàn)了更多的標(biāo)準(zhǔn)化芯片、多用途芯片,更少的定制或特定應(yīng)用芯片。芯片設(shè)計(jì)上,則傾向于協(xié)同設(shè)計(jì)。
在這方面,特斯拉是一個(gè)典型的案例。從FSD芯片開始,特斯拉開始設(shè)計(jì)越來(lái)越多車用芯片。特斯拉Model S內(nèi),自研微處理器比重為20%。到Model 3中,這一比重已上升至56%。預(yù)計(jì)到下一代特斯拉汽車中,比例可達(dá)到100%。
這也影響到了其他車企,特別是具有強(qiáng)大垂直整合領(lǐng)域的企業(yè)。比亞迪已經(jīng)開始研制碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)芯片,豐田創(chuàng)立了車載半導(dǎo)體研發(fā)企業(yè) Mirise Technologies來(lái)制造芯片,現(xiàn)代旗下零件供應(yīng)商摩比斯(Mobis)也已經(jīng)開始研制芯片。
相比而言,那些投資組合更為廣泛的原始設(shè)備制造商,接受這一趨勢(shì)的速度更慢。對(duì)這些企業(yè)而言,芯片對(duì)他們的投資組合影響較小,很難建立起一個(gè)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的專業(yè)公司。類似與通用的公司,更傾向于與高通、英飛凌以及恩智浦來(lái)合作研發(fā)芯片。
邁入汽車電子電器架構(gòu)的新時(shí)代
最后,張冶總結(jié),向區(qū)域汽車電子電氣架構(gòu)(Zonal EEA)的轉(zhuǎn)變已經(jīng)開始。區(qū)域汽車電子電器架構(gòu)有兩大好處。其一,能夠賦能軟件定義汽車。在區(qū)域汽車電子電氣架構(gòu)的加持下,車輛能夠?qū)崿F(xiàn)空中下載技術(shù)(OTA),在線維護(hù)更新汽車的同時(shí),也能讓車企開發(fā)新的商業(yè)模式。
其二,這一架構(gòu)能夠減少電子控制單元、總線的線束長(zhǎng)度與重量。這可以減少電子元件的復(fù)雜程度,增加更多自動(dòng)化功能,以及座艙功能等。與此同時(shí),車輛的總電子控制單元、總線的線束長(zhǎng)度減少,也能讓汽車的總重減少。
在這方面,特斯拉也是引領(lǐng)者。2017年推出的特斯拉Model 3,是第一輛擁有區(qū)域控制器的汽車。相比于Model S,這輛車的總線線束長(zhǎng)度減少了50%,電子控制單元的數(shù)量也減少了50%以上,整車裝配時(shí)間只要10小時(shí)。
當(dāng)前,區(qū)域汽車電子電氣架構(gòu)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。2022年,擁有區(qū)域汽車電子電氣架構(gòu)的汽車,占汽車總數(shù)的2%。而到2034年,這一比重將會(huì)來(lái)到38%。
從地域來(lái)看,各國(guó)家的車企也已經(jīng)加緊步伐。北美地區(qū),特斯拉擁有5年的領(lǐng)先時(shí)間,福特和通用緊隨其后。中國(guó)方面,擁有一個(gè)緊隨特斯拉的大膽路線圖。廠商大多主攻電車領(lǐng)域,在電子電氣架構(gòu)上轉(zhuǎn)型迅速。歐洲已經(jīng)落后于中國(guó),擁有相當(dāng)多的傳統(tǒng)車企,在電子電氣架構(gòu)上遺留問(wèn)題較多。寶馬和沃爾沃已經(jīng)開始引領(lǐng)區(qū)域電子電氣架構(gòu)的轉(zhuǎn)型。
這些潮流,已經(jīng)開始影響到整個(gè)電子控制單元市場(chǎng)。從2021年開始,域控制器、智能座艙,以及整車控制的利潤(rùn)市場(chǎng)越來(lái)越大,到2033年可達(dá)到450億美元。而傳統(tǒng)電子控制單元的市場(chǎng)利潤(rùn)進(jìn)一步縮小。未來(lái),中央計(jì)算機(jī)還將逐漸取代獨(dú)立的座艙域控制器和自動(dòng)駕駛域控制器。