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国产汽车芯片,撕开了一道口子
05/28
2024年,国产汽车芯片乘上了东风,本土器件上车成为了大家的热议话题。
本文来自于微信公众号“半导体行业观察”(ID:icbank),作者: 邵逸琦,投融界经授权发布。

在这一趋势的背后,是国内汽车产业引领电动化和智能化所带来的芯片需求增长。据统计,2022年我国新能源汽车产量为705.8万辆,占全球新能源汽车产量的60%以上。与此同时,一辆新能源汽车的芯片平均用量更是超过1000颗,远大于其他消费电子的芯片用量。由此而产生的增量需求可想而知。

如果在过去,如此庞大的市场,通常是由英飞凌、恩智浦、瑞萨、德州仪器、意法半导体和博世这六大巨头所牢牢把持的。但随着本土汽车产业的兴起,叠加国产汽车芯片公司的多年深耕、前两年的缺芯浪潮以及近年来的国产化芯片需求等多重因素的影响,国内厂商终于在铜墙铁壁的汽车芯片市场撕出了一道小小的口子。

根据日经报道,过去三年国内汽车芯片的自给率从5%迅速提高到了10%。当中,国产厂商在车规模拟芯片上取得的成就更是有目共睹。

模拟芯片,成为关键

相较于消费级芯片,汽车芯片在验证周期、安全认证、高可靠性等指标方面都有更高的要求,这些指标往往需要企业花费大量时间和资源去做长周期的验证,最终才能向车企供货。这些时间和金钱方面的投入对于芯片设计厂商来说是一场昂贵的冒险,一旦某款芯片失败,就会出现进退维谷的尴尬局面。这也是过去国内少有厂商涉足汽车芯片的原因。

但在新能源汽车所带来的巨大机遇面前,本土厂商开始奋力突围。据不完全统计,中国已有近300家公司在开发汽车芯片产品,涵盖了汽车芯片的多个领域,尤其是过往只有海外大厂才能掌握的产品,也开始出现本土厂商的身影。

在这股国产化浪潮中,算力芯片是发展最快速的领域,当中无论是座舱还是智能驾驶方面,国产芯片都已经实现了突破,且还有不少企业深耕其中,此外,在功率半导体、MCU和传感器以及模拟芯片等方面,国产厂商也正在加紧攻关。

国产汽车芯片,撕开了一道口子

而作为汽车芯片市场最早出现,且使用量最多的产品之一,模拟芯片正在成为本土厂商聚焦的重要目标。

首先我们来了解一下,到底什么是模拟芯片?与只能对离散数字信号进行算术和逻辑运算的数字芯片不同,模拟芯片是由电容、电阻、晶体管等组成的模拟集成电路,它可以将现实世界中的声音、光线、温度、压力等信息转换为电压或电流,实现电信号的放大、滤波、变换等功能。根据实际应用与功能,模拟芯片又可以分为电源管理芯片、信号链芯片、射频芯片和其他器件等。

作为汽车中不可缺少的一环,模拟芯片产品种类多、用量大且应用领域丰富。以B级汽车为例,传统燃油车型模拟芯片的用量约在160颗,电动车型则需要多达400余颗,而C级电动车更是超过了650颗。

IC Insights数据显示,汽车是模拟芯片的第二大应用市场。在2022年车用模拟芯片需求已占到整个模拟芯片市场的24%左右,到2027年,单车模拟芯片的价值量将达到300美元,年复合增长率超过10%。除了汽车外,工业、能源、消费等领域也大量使用模拟芯片,其前景非常广阔。

2021年以前,国内模拟芯片企业多以电源管理芯片切入市场,产品主要应用于低附加值领域,且采用Fabless业务模式,而专注于信号链器件的公司较少。背后原因主要是微弱信号、高频信号处理技术门槛高,国内厂商在该领域尚处于起步阶段。

近年来,国内芯片企业在逐步开拓附加值较高的新兴下游应用领域,用量较大、盈利更多的汽车领域自然成为发力重点之一。以车规模拟芯片为例,国内部分企业已积极布局相关芯片的研发和认证,如纳芯微、圣邦微、思瑞浦和矽力杰等,已各自推出了相关车规产品,其中不乏信号链等技术门槛较高的替代产品。

圣邦微主打电源管理芯片,自2022年就有多款车规运放、数模转换、电源产品陆续在客户端导入,计划覆盖各类驱动芯片、隔离芯片、DC/DC电源转换芯片、LDO、运放及比较器、电压基准芯片、小逻辑芯片等,其中部分产品已实现量产,部分产品处于小批量生产验证及送样阶段,新一代产品处于研发阶段,并申请了多项相关专利。

思瑞浦专攻信号链模拟芯片,近几年开始在工业、通讯、汽车等高端市场布局,进军车规级市场,相关芯片逐步放量,截至2023年上半年,其在车规产品方面,已有50余款产品上市,包括车规级运算放大器、车规级低噪声线性稳压器、高输入电压,大电流车规级LDO等。

矽力杰也深耕电源芯片领域,过去几年时间中向全球终端汽车厂商输出了数十种新应用芯片,还在去年推出了首颗40V/15A全集成车规级H桥电机驱动芯片,未来还将量产车身控制、无人驾驶、车载娱乐系统等芯片,其在整体应用层面也有了不小的提升。

纳芯微则坚持信号链、电源管理、传感器三轮驱动,在2023年量产了车规级 CAN FD接口芯片、车规级LIN接口芯片、车规级PWM Buffer芯片、车规级 I2C I/O扩展芯片等产品,其车规产品已广泛应用于汽车三电系统、车身控制、智能驾舱等领域。

随着这些国产厂商的持续发力,愈来愈多的新能源汽车开始采用国产芯片,国内模拟芯片企业已经在擅长的领域中取得了一定的成绩,过往固有的“模仿者”形象也开始被打破,部分厂商甚至已经不逊色于国外巨头,例如纳芯微的隔离产品和传感器产品等。

群雄争霸,谁主沉浮

当然,国产替代并非一帆风顺。

例如在国产厂商刚因芯片短缺而占据一定市场后,就遭遇了产能过剩的冲击,这就让海外巨头开始逐渐收复失地,甚至越战越强。

以大家熟悉的几家海外巨头为例:英飞凌作为全球最大的汽车半导体厂家,2022年4季度汽车业务约占其收入的47%,2023年进一步增至56%;恩智浦2022年汽车业务约占其收入的52%,2023年增加到56%,同样是公司最主要的收入来源;瑞萨2022年汽车事业部占总收入的43%,2023年增长到47%……

由此可见,市场波动并未对这些海外巨头的汽车业务占比产生影响,不降反升,它们仍牢牢掌握着行业的话语权。

相对比之下,国内模拟芯片企业在汽车业务上就有些相形见绌了:思瑞浦在业绩说明会的问答中指出,其在2023年上半年的汽车市场营收占比仅为8%,同期圣邦微电子汽车市场营收占比几乎没有,目前两者车规级芯片料号均为100颗左右,数量较少,矽力杰2023年的汽车相关营收也仅有8%左右。三家厂商在汽车业务上的占比和营收都稍显不足。

作为对比,同为国产的纳芯微在汽车业务表现颇为不俗:其在2023年的汽车电子领域出货量已达1.64亿颗,汽车电子领域收入占比为30.95%,较上年提升约7.82个百分点,而2024年第一季度,汽车电子领域占比进一步提升至35.63%。

因此,单就汽车业务这一项的占比上,纳芯微已远超国内厂商,相当接近英飞凌等国外巨头,考虑到国外已经深耕几十年,而国内产业近几年才获得重视这一点,纳芯微能完成这样的成绩实属不易。

为什么纳芯微能在一众国产厂商里脱颖而出呢?

对于传统汽车来说,模拟芯片在动力总成、底盘和安全、车载娱乐、仪表盘、车身电子及LED电源管理等领域中被广泛应用;而随着电动化、智能化的渗透,大小三电系统、热管理、智能座舱、自动驾驶等系统催生出了更多模拟芯片需求。

目前中国是新能源汽车发展最为迅猛的市场,但如果本土厂商只想做缺芯时期国外巨头的原位替代品,当缺芯结束,潮水褪去的时候,这部分需求也会随之离去,而当巨头掀起价格战之际,得之不易的市场份额就会拱手让出。

在这方面,纳芯微显然有更加缜密的思考。纳芯微的产品布局包括两大方向:一是电动化,主要集中在新能源汽车的三电和热管理领域;二是智能化,主要集中在智能座舱、自动驾驶、整车域控、智慧照明等领域。这两大方向完美契合了新能源汽车的发展路线,同时顺应了国产汽车厂商的需求。

目前,纳芯微的产品和解决方案已覆盖车载主驱、OBC/DCDC、电池管理系统、热管理系统等新能源汽车核心的高压控制器,在一辆高端的新能源汽车上,纳芯微已经量产的产品,可以实现超过900元的单车价值量。

除了丰富的产品外,纳芯微能成为国产汽车模拟芯片龙头的更重要原因,是他们始终将客户摆在首位,理解客户的需求和痛点,在推出定制化产品之余,也为客户带来了更多产业协同创新的机会。举例来说,去年年初,纳芯微与大陆集团旗下合资公司陆博就乘用车关键零部件轮速传感器本土化项目达成产品合作协议,纳芯微的产品也由此进入到了轮速传感器本土化项目开发当中。

与其他国产模拟芯片厂商相比,纳芯微正在构筑属于自己的核心竞争优势,在为产业提供更具优势的产品的同时,也在国内的新能源汽车发展贡献自己的一份力量。

写在最后

过去几年的汽车芯片发展态势表明,通过IDM模式,海外原厂不仅在供给上无虞,还能不断掀起价格战,以此来阻碍本土汽车芯片厂商的崛起。但汽车芯片的本土化是大势所趋,如何缩短与国外差距,如何在优胜劣汰的自然法则中保持市场地位,成就本土汽车模拟芯片乃至整个汽车芯片产业,国产厂商需要群策群力,也需要各出奇招,以交出一份属于自己的满意答案。

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