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汽車芯片瘋狂內(nèi)卷,中國(guó)公司坐上牌桌

2024-03-08
來(lái)源:鳳凰網(wǎng)科技

2023年的中國(guó)汽車芯片市場(chǎng),一棵白菜真的可能換到一顆進(jìn)口芯片。

德州儀器明星產(chǎn)品TPS51200DRCR在兩年前的缺芯潮中一度暴漲至70元,目前已經(jīng)跌到了1元。意法半導(dǎo)體的L9369-TR,是用于電子穩(wěn)定車身系統(tǒng)(ESP/ESC)的關(guān)鍵芯片,從巔峰期的1500元跌到了13元。

兩年前車企排隊(duì)搶芯片的光景恍如隔世,海外芯片大廠破防之余,體驗(yàn)了一把中國(guó)震撼。

2020年芯片供應(yīng)短缺至今,中國(guó)汽車芯片的自給率從5%翻倍至10%[1],蜂擁而至的本土廠商,顛覆了供應(yīng)端被六大國(guó)際巨頭把持的局面,價(jià)格也在頃刻間失控。

去年5月,德州儀器一度全面下調(diào)中國(guó)市場(chǎng)芯片價(jià)格,且“沒有幅度和底線限制”。然而,當(dāng)TPS51200DRCR的國(guó)產(chǎn)替代芯片成交價(jià)來(lái)到7毛,六大汽車芯片巨頭集體破了大防。

按照《日本經(jīng)濟(jì)新聞》的報(bào)道,過(guò)去三年,國(guó)內(nèi)汽車芯片的自給率從5%迅速提高到了10%。雖然看上去不高,但其重要性在于:這可能只是個(gè)開始。

洗牌:5%艱難上車

汽車芯片自給率提升的5%中,主要角色是三類芯片:功率半導(dǎo)體、MCU、傳感器。

功率半導(dǎo)體主要用于汽車的電能轉(zhuǎn)換和電路控制,例如交流電轉(zhuǎn)直流電、高壓轉(zhuǎn)低壓、頻率轉(zhuǎn)換等等。這類芯片在電動(dòng)車中尤為重要,是電流運(yùn)轉(zhuǎn)的中樞,也一直是國(guó)產(chǎn)替代程度最高的領(lǐng)域[3]。

比較耳熟能詳?shù)墓β拾雽?dǎo)體即IGBT,是國(guó)產(chǎn)突破的主要方向之一,比亞迪半導(dǎo)體、中車時(shí)代的等國(guó)產(chǎn)IGBT都已陸續(xù)上車。

MCU即微控制單元,俗稱單片機(jī),可以理解為簡(jiǎn)易版CPU,在車內(nèi)執(zhí)行單一的任務(wù)或功能,比如智能雨刷、自動(dòng)落鎖。

傳感器則是汽車的“眼睛”,被汽車用于感知環(huán)境和自身狀態(tài)。除了傳統(tǒng)的圖像傳感器、車載攝像頭外,高端產(chǎn)品還包括毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等。國(guó)內(nèi)公司的突破主要圍繞著CMOS圖像傳感器,即數(shù)碼圈俗稱的“底”。

這三種芯片最顯著共同特點(diǎn)是,技術(shù)門檻不高,也不需要先進(jìn)制程。

純電動(dòng)汽車的芯片搭載量往往超過(guò)1000個(gè),與燃油車的近500個(gè)相比成倍增加。其中最重要的是自動(dòng)駕駛芯片和座艙芯片,也是Mobileye和英偉達(dá)力大磚飛的主場(chǎng);剩下幾百顆大大小小的芯片,就是大量MCU和功率半導(dǎo)體,市場(chǎng)份額長(zhǎng)期由瑞薩、恩智浦、德州儀器等六大巨頭主導(dǎo)。

兩者研發(fā)上的難度在于,前者更像高考數(shù)學(xué)最后一道大題,不會(huì)做光寫個(gè)解也沒用。后者類似高考語(yǔ)文作文,憋夠了800字,多少都能拿點(diǎn)分。

高通的座艙芯片SA8295P,已經(jīng)用上了5nm工藝;相比之下,MCU最先進(jìn)的產(chǎn)品尚在16/28nm的成熟制程序列,大量產(chǎn)品位于90nm以上,制造門檻不高。

按照麥肯錫的測(cè)算,70%以上的汽車芯片都在用90nm以上的成熟制程,14nm以下的先進(jìn)工藝占比只有6%。

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車用MCU使用90nm以下工藝的供應(yīng)商屈指可數(shù)

難度不大,但自給進(jìn)度緩慢,主要還有幾個(gè)問(wèn)題:

一是驗(yàn)證周期太長(zhǎng),認(rèn)證關(guān)難過(guò)。

汽車芯片把產(chǎn)品做出來(lái)只是第一步,要進(jìn)入車企供應(yīng)鏈需要?jiǎng)虞m兩三年的驗(yàn)證周期。一旦驗(yàn)證通過(guò)上車,車企就不會(huì)輕易更換供應(yīng)商。海外巨頭入局早,就掌握了先發(fā)優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)廠商作為后來(lái)者難以突破。

二是對(duì)綜合能力要求高。

一輛汽車所需芯片多達(dá)幾十種類型,每種類型多的幾十顆,少的一兩顆。因此,車企更傾向于一次性采購(gòu)全家桶,降低供應(yīng)鏈管理難度。海外大廠通過(guò)多次并購(gòu)建立起了豐富的產(chǎn)品矩陣,國(guó)內(nèi)廠商布局較晚,品類較少,相對(duì)吃虧。

三是市場(chǎng)吸引力太小。

與其他汽車零部件一樣,大部分汽車芯片走的是薄利多銷路線,而這個(gè)多銷也很大概率比不過(guò)手機(jī)等消費(fèi)電子。畢竟換車周期相比于后者更長(zhǎng),燃油車對(duì)芯片整體用量相對(duì)也更小。

門檻不高,但跨過(guò)了也沒賺多少,自然缺乏動(dòng)力。直到一場(chǎng)史無(wú)前例的芯片短缺,將機(jī)會(huì)拱手奉上。

機(jī)遇:史無(wú)前例的缺芯

2020年疫情期間,市場(chǎng)對(duì)汽車銷量預(yù)估低迷,車企也因?yàn)殇N量下滑減少了芯片訂單,大量代工廠就把產(chǎn)線安排給了其他芯片。汽車芯片由于利潤(rùn)率較低,自建產(chǎn)能的芯片大廠也不愿擴(kuò)產(chǎn),芯片庫(kù)存逐步逼近紅線。

但誰(shuí)也沒想到,新能源車卻在疫情期間迎來(lái)爆發(fā),消失的訂單又回來(lái)了。

電動(dòng)車的芯片用量本身就高,自動(dòng)駕駛級(jí)別達(dá)到L4的甚至高達(dá)3000顆/輛[4],長(zhǎng)期缺貨又讓車企對(duì)零庫(kù)存產(chǎn)生懷疑,開始瘋狂備貨,造成了史無(wú)前例的產(chǎn)能擠兌。作為新能源車最大生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),中國(guó)順理成章成為汽車芯片緊缺的重災(zāi)區(qū)。

這個(gè)上車的機(jī)會(huì),國(guó)內(nèi)汽車芯片公司抓住了,就沒打算放手。

長(zhǎng)期以來(lái),困擾國(guó)內(nèi)汽車芯片的最大問(wèn)題不是海外芯片太貴,而是太便宜。

汽車芯片大多采用IDM垂直整合模式,設(shè)計(jì)制造封測(cè)一把抓,只有少數(shù)外溢訂單會(huì)交由臺(tái)積電這類代工廠。MCU的前六大玩家均為IDM模式;IGBT前十大廠家,除了麥格納轉(zhuǎn)型成fabless外,其他廠商均為IDM模式。

在IDM模式下,假設(shè)A和B兩家公司都生產(chǎn)同類芯片,A的產(chǎn)能是100萬(wàn)顆,B的產(chǎn)能是30萬(wàn)顆,那么B的利潤(rùn)非但不會(huì)有A的30%,很可能還會(huì)虧損。

芯片必須要通過(guò)大規(guī)模的生產(chǎn)攤薄研發(fā)成本和廠房建設(shè)的資本開支,產(chǎn)能和銷量就直接決定了芯片的成本。因此在存儲(chǔ)、面板、汽車芯片這類標(biāo)準(zhǔn)化程度高的領(lǐng)域,率先發(fā)動(dòng)價(jià)格戰(zhàn)的往往不是新入局玩家,反而是富可敵國(guó)的老牌霸主。

沒有一定的市場(chǎng)份額,連打價(jià)格戰(zhàn)的資格都沒有。

因此,相比高通和英偉達(dá)在12寸硅片上挑戰(zhàn)物理學(xué)極限的藝術(shù),汽車芯片的競(jìng)爭(zhēng)格局相當(dāng)樸實(shí)無(wú)華:控產(chǎn)。

芯片的產(chǎn)能建設(shè)時(shí)間非常長(zhǎng),這個(gè)過(guò)程中市場(chǎng)供需會(huì)發(fā)生很大變化,規(guī)劃產(chǎn)能過(guò)多,就會(huì)供過(guò)于求;規(guī)劃產(chǎn)能太少,又把市場(chǎng)讓給了同行。

缺芯潮前,汽車芯片格局穩(wěn)定,六大巨頭各自有多少產(chǎn)能大致有數(shù),就算芯片跌價(jià)也在預(yù)測(cè)范圍內(nèi)。即使供過(guò)于求超過(guò)預(yù)期,車企可供選擇的供應(yīng)商也有限。再不濟(jì)廠房莫名失火,也不是不可以。

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這個(gè)過(guò)程中,六大巨頭還會(huì)通過(guò)大量并購(gòu),擴(kuò)充自己的產(chǎn)品組合,鞏固份額優(yōu)勢(shì)。過(guò)去十年,日本汽車芯片大廠瑞薩接連收購(gòu)美國(guó)公司英特矽爾(Intersil)、IDT,英國(guó)公司Dialog,補(bǔ)齊了電源管理芯片、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用芯片、無(wú)線通訊上的短板。

在這樣的競(jìng)爭(zhēng)格局中,就能理解缺芯潮對(duì)中國(guó)汽車芯片公司的意義。由于此前市場(chǎng)對(duì)汽車銷量的悲觀預(yù)期,車企紛紛削減訂單,恰逢德州儀器、英飛凌等廠商開始從8寸產(chǎn)線向12寸產(chǎn)線升級(jí),關(guān)閉了老產(chǎn)線。結(jié)果新能源車市場(chǎng)爆發(fā),芯片價(jià)格直接漲到了天上。

只要有點(diǎn)產(chǎn)能,都成了稀缺標(biāo)的,業(yè)績(jī)一飛沖天。瑞薩凈利潤(rùn)、營(yíng)收接連創(chuàng)下歷史新高,德州儀器連續(xù)七個(gè)季度營(yíng)收兩位數(shù)增長(zhǎng),IGBT大佬安森美營(yíng)收破紀(jì)錄。

但“六大”可能也沒想道,2020年到2023年短短三年內(nèi),中國(guó)汽車芯片供應(yīng)商從幾十家暴增到300多家[6],大量新增產(chǎn)能被釋放,價(jià)格戰(zhàn)接踵而至。

洗牌:置死地而后生

對(duì)車企來(lái)說(shuō),在庫(kù)存紅線和高漲的芯片價(jià)格面前,車規(guī)驗(yàn)證、產(chǎn)品矩陣都是優(yōu)先級(jí)靠后的小問(wèn)題。為了保證汽車出貨,車企不得不為國(guó)內(nèi)汽車芯片大開綠燈,替代遲遲供不上貨的海外產(chǎn)品。

另一方面,國(guó)內(nèi)新勢(shì)力大多工程經(jīng)驗(yàn)足,對(duì)自身電子電氣架構(gòu)相對(duì)熟悉,也更傾向于使用國(guó)產(chǎn)芯片。

開頭提到的意法半導(dǎo)體拳頭產(chǎn)品L9369-TR,其客戶大多是博世、采埃孚這類Tier 1供應(yīng)商,Tier 1則將芯片裝進(jìn)整個(gè)ESP系統(tǒng)交給車企,車企實(shí)際上并不了解具體的架構(gòu)。曾掌舵大眾電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的赫伯特·迪斯就曾表態(tài),大眾汽車“幾乎沒有一行軟件代碼是我們自己寫的?!?/p>

在這種情況下,研發(fā)團(tuán)隊(duì)的草臺(tái)指數(shù),多多少少?zèng)Q定了更換芯片供應(yīng)商的心理負(fù)擔(dān)。國(guó)內(nèi)車企研發(fā)投入高,同時(shí)車型相對(duì)少,上車意愿就更強(qiáng)。

2023年,剛剛上車的國(guó)產(chǎn)汽車芯片再度迎來(lái)硬仗。這一年的中國(guó)車市,“降價(jià)”貫穿始終,國(guó)內(nèi)外老牌車企、新勢(shì)力紛紛下場(chǎng)肉搏:

大眾ID.3打出12.59萬(wàn)元的歷史最低價(jià),特斯拉開年祭出降價(jià)大禮包,小鵬、蔚來(lái)、理想不敢落后,隨即跟上。近三年在中國(guó)市場(chǎng)首發(fā)的車型超過(guò)170臺(tái),幾乎兩天發(fā)一臺(tái)新車。

慘烈的價(jià)格戰(zhàn)背后,是中國(guó)作為全球最大汽車市場(chǎng),競(jìng)爭(zhēng)白熱化的現(xiàn)實(shí)。甲方帶頭割肉,作為乙方的汽車芯片,自然無(wú)法置身事外。

德州儀器去年在中國(guó)啟動(dòng)的全面降價(jià),就是依靠更低的生產(chǎn)成本,從中國(guó)廠商手里奪回失地。同樣的市場(chǎng)價(jià),老牌廠商還在賺錢,國(guó)內(nèi)廠商卻已經(jīng)在虧錢了。但老玩家們顯然低估了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的內(nèi)卷程度。

2023年,德州儀器銷售額下降13%,創(chuàng)造十年以來(lái)最大降幅,其中中國(guó)區(qū)收入銳減32%,拖了最大的后腿。

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國(guó)內(nèi)公司破釜沉舟的決心,自然來(lái)源于上車的不易,畢竟史無(wú)前例的缺芯潮,很可能不會(huì)有第二次了。10%的國(guó)產(chǎn)化率看上去不高,但很可能只是國(guó)產(chǎn)汽車芯片的冰山一角。

海面以下,眾多國(guó)產(chǎn)汽車芯片距離上車只差最后一公里——車規(guī)級(jí)驗(yàn)證。

與手機(jī)等消費(fèi)級(jí)芯片不同,汽車芯片需要考慮更極端的工作環(huán)境。比如工作溫度范圍,前者要求在0℃到+70℃,汽車芯片則要求在-40℃到+86℃。車企供應(yīng)鏈的驗(yàn)證周期通常有兩三年時(shí)間,不少產(chǎn)品可能已經(jīng)走到了最后的測(cè)試和驗(yàn)證環(huán)節(jié)。

因此,雖然國(guó)產(chǎn)化率剛剛達(dá)到10%,但《日本經(jīng)濟(jì)新聞》還是展露出了濃重的焦慮[8]:即使是技術(shù)難度極高的芯片,中國(guó)也有望在5到10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的替代。

作為日本汽車半導(dǎo)體的獨(dú)苗,讓瑞薩去搶Mobileye和英偉達(dá)的地盤,純屬?gòu)?qiáng)人所難;放下身段和中國(guó)公司比誰(shuí)的東亞性更強(qiáng),多少也有些超綱。高端望洋興嘆,中低端遭遇阻擊,也許是六大巨頭共同的煩惱。

而對(duì)國(guó)內(nèi)汽車芯片公司來(lái)說(shuō),擊穿底線的價(jià)格戰(zhàn)固然殘酷,但半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)一向烽煙遍地。慘烈的戰(zhàn)爭(zhēng)過(guò)后,芯片公司尚且只是“坐上了牌桌”。一個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,時(shí)間總是比我們想象的漫長(zhǎng),成本總是比我們預(yù)期的高昂。


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