本土汽車芯片多路出擊
更新時間：2025-02-26 點擊次數：279次
現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展。這兩大行業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。在電動汽車的發展和自動駕駛輔助系統 (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。針對這些細分領域，國內都有不少企業正發起攻勢，以期打入國內汽車芯片供應鏈。
2020年是智能汽車產業大爆發的元年，智能汽車逐漸演變為一個涵蓋多項新技術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業鏈的核心，也是智能汽車產業的高地所在。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。國內汽車自動駕駛AI芯片企業主要有黑芝麻、地平線、芯馳科技。目前在這一賽道是共同競爭的態勢，中國的芯片企業與相比，在技術層面在逐漸趕超甚至有優勢。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月量產中國車規級AI芯片征程2，2020年3月，征程2前裝量產，地平線也開啟了國產車規級 AI 芯片前裝量產元年，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款產品的布局，這個產品研發周期在國內外芯片行列都是的，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聯化路徑中關鍵的人機接口，有望快速發展。根據IHS預測，2021年智能座艙市場空間超過400億美金，到2030年市場規模將達到681億美金。而國內的智能座艙市場增速醬，2030年智能座艙規模國內在的占比將從2021年20%左右上升至37%，市場規模將達到1600億人民幣。在座艙領域的國內玩家主要有芯擎科技、芯馳科技、杰發科技、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，這是國內車規級7納米智能座艙芯片。現在汽車芯片廠商都在角逐工藝，芯擎將國內智能座艙芯片拉到了7nm水平。目前該芯片已得到國內眾多車企和一級供應商青睞，多個應用項目正在設計進行中，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計的車規級汽車芯片，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芯片上完整地實現了車規可靠性認證、功能安全流程認證和功能安全產品認證，也是家達成這一目標的芯片企業。而杰發科技AutoChips自主研發的智能座艙SOC芯片AC8015也在今年實現正式裝車量產。AC8015主要瞄準國內市場容量的中低階智能座艙應用市場，依托其成熟的設計理念、性價比優勢，AC8015在國內入門級智能座艙SoC產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實現量產，累計供貨已突破200K，預計2022年底將實現全年出貨量超百萬顆的目標。此外，全志科技在2018年發布了數字座艙的車規平臺型處理器T7，該款處理器可以滿足信息娛樂系統、數字儀表、360環視系統、ADAS、DMS、流媒體后視鏡、云鏡等多個不同智能化系統的運行需求。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 CPU（2 x A75 + 6 x A55）和 Arm Mali G52 MP2 GPU，相比友商同類產品 CPU 多核處理能力高 89%，GPU 處理能力高 3.4 倍；性能超 95% 市場同類產品。它具有非常高的集成度，一顆芯片即可開啟汽車網聯化和智能化升級，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"也是很重要的一環，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鍵技術。MOSFET則主要應用于汽車的低壓用電器，如電動座椅調節、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勢頗多，例如耐高溫高壓高頻等，還能提升電能轉換效率，一些的電動車以及開始采用，如特斯拉。據斯達半導2021上半年財報顯示，上半年該公司的車規級 IGBT 模塊合計配套了超過 20 萬輛新能源汽車。預計下半年配套數量將進一步增加。與此同時，公司的車規級 SGT MOSFET也已于上半年開始小批量供貨。斯達半導還在建設車規級全碳化硅功率模組生產線和研發測試中心。士蘭微自主研發的V代 IGBT和FRD芯片的電動汽車主電機驅動模塊，2021年上半年在國內多家客戶通過測試，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級方向走，主要以新能源車低壓 IGBT為主。目前已具備年產能 24萬片的 8英寸車規級 IGBT產線。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。據悉，NWF是英國為數不多的半導體芯片制造商之一，主要生產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英寸車規級半導體晶圓制造項目。比亞迪半導體，現在已經依靠自有整車平臺已經實現了累計逾百萬輛的IGBT模塊裝車量。東風汽車與中國中車聯合成立的智新半導體于今年7月正式將IGBT生產線投入量產，該產線以第六代IGBT技術為基礎。揚杰科技目前正在積極生產、銷售車規級功率分立器件，如整流/快恢復二極管、TVS管、ESD、三極管、MOSFET等。同時車規級IGBT相關產品目前正積極規劃與研發中。
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，發動機、雨刷、車窗、電動座椅、空調等多個控制單元。據不統計，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。國內車規級MCU廠商主要有比亞迪、杰發科技、芯旺微、賽騰微等。比亞迪除了自用之外，車規MCU已可以大批量對外供應，據其官微的信息，比亞迪的車規級MCU量產裝車突破1000萬顆；杰發科技總經理萬鐵軍此前曾在受訪中表示，杰發科技車規級MCU和胎壓監測芯片均實現百萬級出貨，目前已有500多款車型選用杰發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標準認證的車規級MCU，成功應用于汽車LED動態流水燈、車載無線充電發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。兆易創新此前公告表示，公司顆車規級MCU產品已流片，該產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年中左右實現量產。
激光雷達是一種利用激光來實現精確測距的傳感器，它是智能汽車的“眼睛"，隨著車企自動駕駛L3、L4、L5量產時間表逐漸明晰，車規級激光雷達或將迎來的發展機遇。而放眼當前車規級激光雷達的格局，國外的先發優勢還不顯著，國內在這方面也并沒有落后幾代，各種激光雷達技術路線百花齊放，國內覽沃科技、禾賽科技、鐳神智能、速騰聚創等廠商百家爭鳴。大疆內部孵化的覽沃科技，其耗時兩年精心打造了面向智能輔助駕駛市場的車規級激光雷達HAP，將于2021 年在 Livox 全新自建的車規級智能制造中心進行批量生產，可滿足 74 項嚴苛的車規可靠性要求。據悉，其智能制造中心每條產線年產能達20萬顆，同時配備數條 PPM 低至10 的SMT產線，可確保 Livox 激光雷達核心組件的自主高效生產。禾賽科技的車規級混合固態激光雷達AT128，主要面向高級輔助駕駛前裝量產車。據悉，其已經拿到了多家主機廠總計數百萬臺的定點，并將在2022年開始大規模量產交付。鐳神智能也研發了多款車規混合固態激光雷達CH系列和車規1550nm混合固態激光雷達LS系列。其中鐳神CH32線混合固態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、二個獲車規認證的激光雷達。速騰聚創的RS-LiDAR-M1是車規量產的第二代智能固態激光雷達，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；軟件智能上，M1內部集成了AI感知算法，可同步輸出三維點云數據和目標級環境感知結果。自今年6月份啟動車規量產交付以來，M1已經完成了十余批交付。
除了上述這些在汽車半導體細分領域發力的企業之外，華為和大疆最近在Tier 1上的發力也吸引足了眼球。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“造好"車、造“好車"，這是華為一再強調的企業戰略。大疆的定位也是汽車行業的一級供應商（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優勢往無人駕駛領域延續。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，聯合落地自動駕駛等技術。例如在北汽ARCFOX車型研發初始，華為便直接參與到了整車多項系統功能的研發。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，他們協同主機廠和國內的零部件廠商，將很好的實現生態和價值共創，為國內汽車供應鏈帶來一汪新鮮血液。
當下智能汽車的發展速度在來說，基本處于同一起跑線，中國與世界水平的差距比較小。而且經歷了此次嚴重的汽車缺芯，都對產業鏈的自主安全可控提高了警醒，國內亦是如此，越來越多的主機廠逐漸開始和國內芯片廠商合作，這給國內廠商帶來了一個很好的主機廠導入窗口期。在“國產替代"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，本土企業正從汽車芯片的各個領域逐個擊破，而且速度迅猛。未來入局汽車芯片的企業只會多，不會少，越早抓住裝車時機的企業越能在這波機遇中獲勝。
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