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自給率不足10%,汽車芯片被外企主導,國產汽車芯片需向高端發展

2024-07-15科技

中國擁有大量的新能源汽車產能,用量也越來越多,但是, 芯片自給率目前不到10%,是結構性短缺,建議做車位芯片的企業盡量往高端走,低端現在卷的不行了。

這是工信部材料研究院高級副院長羅道軍,參加中國汽車論壇時的一段講話。

同時,他還表示,中國的產業有兩大亮點: 一是新能源,另一個是汽車。

但是現在的國際環境越來越差,車企的內卷很厲害,但是對汽車芯片來說,卻是一個好的機會,套用越來越多。

隨著新能源汽車的發展,汽車芯片的套用場景越來越多,也越來越重要。

之前一台燃油車的芯片也就300顆左右,現在的一台新能源汽車芯片高達3000多顆,細分種類達到了上百種。

我們根據芯片的不同,可以將其簡單的分為幾大類。

1、功能芯片

微控制單元(MCU),可以理解為一個減配版的電腦CPU,它是汽車的關鍵組成部份,也是汽車的「大腦」。

MCU控制著汽車的引擎、制軔、動力、安全、輔助駕駛、車身電子等多項功能。一台汽車使用的芯片中,MCU占比高達30%。

2、功率半導體

汽車功率半導體主要用於電源管理、電機控制、交直流轉換等,是電動汽車的關鍵部件。

我們充電時,功率半導體可以將交流電轉換為直流電,放電時,也可以將電池的直流電轉換為交流電。

3、 傳感器

汽車傳感器相當於汽車的眼睛、耳朵、鼻子,負責收集汽車的各種訊號,包括汽車周圍的環境。

胎壓傳感器可以辨識出汽車輪胎壓力,溫度傳感器可以辨識發動機的溫度,CMOS影像傳感器用於辨識汽車周圍的障礙物,用於自動駕駛等等。

一台自動駕駛汽車擁有超過200顆傳感器。

4、自動駕駛芯片

透過對復雜的數據處理,實作汽車自主決策,這些芯片整合了先進的演算法、擁有深度學習能力,可以快速的解析傳感器資訊。

自動駕駛芯片是汽車芯片中最為先進,最為復雜的芯片,也是車企競爭的高地。特斯拉、輝達、華為、高通等巨頭處於該領域領先地位。

5、通訊芯片 ,負責汽車的內外部通訊,包括:內部模組之間的資訊傳遞,互聯網連線,導航等。

6、儲存芯片 ,用於儲存資訊,和我們的手機一樣,也分為記憶體、快閃記憶體。

7、安全芯片 ,身份認證芯片、數據加密芯片等,主要保護汽車的數據安全,防止非法存取和攻擊。

8、 顯示驅動芯片 ,用於儀表盤和車載顯示器。

隨著技術的更新和叠代,汽車芯片正在朝平台化、整合化、標準化的方向發展,並且對這些芯片的品質、工藝、效能要求越來越高。

海外企業掌握著90%的汽車芯片

提起汽車芯片,估計大家都想到了「歐洲三傻」—— 英飛淩、恩智浦、意法半導體。

這三家企業是全球最大的汽車芯片企業,英飛淩,市場占比14%;恩智浦,市場占比11.2%;意法半導體市場占比10%,三家合計把控著35.2%的市場份額。

在關鍵的MCU市場上,英飛淩拿到了29%的市場份額,是全球汽車MCU的龍頭老大。

MCU可分為4位元、8位元、16位元、32位元和64位元,4位元、8位元、16位元MCU相對簡單,基本屬於淘汰產品,32位元MCU在國內市場使用率接近50%。

但是因為技術壁壘較高,國內市場仍以海外廠商為主、英飛淩,意法半導體、恩智浦、瑞薩電子、微芯科技5家企業市場份額合計達到了70%左右。

國內企業雖然也有替代,兆易創新、極海半導體、華大半導體等,但市場份額合計不足15%。

同時在品質方面,海外企業的MCU品質也更高。

SiC因為高耐壓性、高熱穩定性、高開關頻率、低導通電阻的特性,有望主導下一代功率器件市場。

意法半導體是全球最大的SiC功率器件公司,市場份額為32.6% ,排在第二位的是美國安森美。

盡管國內的SiC功率器件企業進步很快,湧現出了芯聚能、比亞迪半導體等優秀企業,市場占有率也逐漸提升。但是海外車企依然廣泛使用意法半導體的SiC功率器。

因為意法半導體在該領域擁有先進的技術和研發,產品效能更加出色,同時擁有更為廣泛的產品線,可以為使用者提供一站式服務。

而在炙手可熱的自動駕駛芯片領域,同樣被海外企業主導。

全球自動駕駛芯片主要供應商包括: 輝達、特斯拉、地平線、華為、高通。3家美企、2家中企。

2023年,達到規模出貨,且算力屬中高水平(100TOPS以上)的智駕芯片只有輝達的Orin系列/Xavier系列、特斯拉FSD(HW3.0/4.0)、地平線的J5系列和華為的昇騰610系列。

其中特斯拉一家占比就超過了60%,處於絕對優勢。

算力排行榜TOP20中,海外智駕芯片也處於領先。

TOP20中,只有5款國產芯片上榜,具體到芯片型別中, 輝達Thor當之無愧的排在第一位。

這款芯片釋出於2024年3月18日,比亞迪已經明確表示采用這款智慧駕駛芯片。

Thor是一顆超級SoC(系統級芯片),CPU采用了輝達的Grace,GPU采用了Hopper及Ada技術,整合了770億個晶體管,工藝制程為台積電4nm。

它的算力達到了驚人的2000 TOPS,可以當作汽車的中央計算平台,把自動駕駛、輔助駕駛、成員監控、車載娛樂、數位儀表、車內AI等功能整合到一起,達到降本增效。

L3+級的自動駕駛需要1000TOPS的算力,L4級以上需要2000TOPS,Thor一顆就滿足需求,如果不夠,再加一顆。

華為商用的智駕芯片為MDC610,算力僅為160TOPS,與輝達Thor差距非常大,下一代MDC810算力有了很大提升達到了400TOPS,但仍遜於輝達Thor。

智駕芯片已經成為了智慧駕駛的關鍵勝負手,就像地基一樣,決定了大廈的整體構型和建造高度,以及後續產品的叠代。

從目前的算力方面來看,輝達依然是最大的受益者,一旦Thor這種爆炸性產品實作量產,並且成本下降後,國內算力芯片企業將會非常被動。

隨著特斯拉FSD入華,全棧自研的車企華為也要遭受沖擊,華為目前已經將乾崑智駕高階版由36000元的價格降低至了30000元,以應對沖擊。

中國新能源汽車全球領先,做到了逆襲超越,但是在汽車芯片領域與海外企業仍有差距,尤其是舉足輕重的MCU、SiC、智駕芯片方面。

去年,台積電喊出要把汽車芯片叠代至7nm以下工藝制程,這對我們的汽車芯片來說又是一道難關,因為我們在芯片制造端處於劣勢。

所以,未來國產汽車芯片需要向高端、高效能發展,不僅僅是設計領域而是設計、制造、封測、裝置等全產業鏈。

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