中国拥有大量的新能源汽车产能,用量也越来越多,但是,芯片自给率目前不到10%,是结构性短缺,建议做车位芯片的企业尽量往高端走,低端现在卷的不行了。
这是工信部材料研究院高级副院长罗道军,参加中国汽车论坛时的一段讲话。
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同时,他还表示,中国的产业有两大亮点:一是新能源,另一个是汽车。
但是现在的国际环境越来越差,车企的内卷很厉害,但是对汽车芯片来说,却是一个好的机会,应用越来越多。
随着新能源汽车的发展,汽车芯片的应用场景越来越多,也越来越重要。
之前一台燃油车的芯片也就300颗左右,现在的一台新能源汽车芯片高达3000多颗,细分种类达到了上百种。
我们根据芯片的不同,可以将其简单的分为几大类。
1、功能芯片
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微控制单元(MCU),可以理解为一个减配版的电脑CPU,它是汽车的关键组成部分,也是汽车的“大脑”。
MCU控制着汽车的引擎、制动、动力、安全、辅助驾驶、车身电子等多项功能。一台汽车使用的芯片中,MCU占比高达30%。
2、功率半导体
汽车功率半导体主要用于电源管理、电机控制、交直流转换等,是电动汽车的关键部件。
我们充电时,功率半导体可以将交流电转换为直流电,放电时,也可以将电池的直流电转换为交流电。
3、传感器
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汽车传感器相当于汽车的眼睛、耳朵、鼻子,负责收集汽车的各种信号,包括汽车周围的环境。
胎压传感器可以识别出汽车轮胎压力,温度传感器可以识别发动机的温度,CMOS图像传感器用于识别汽车周围的障碍物,用于自动驾驶等等。
一台自动驾驶汽车拥有超过200颗传感器。
4、自动驾驶芯片
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通过对复杂的数据处理,实现汽车自主决策,这些芯片集成了先进的算法、拥有深度学习能力,可以快速的解析传感器信息。
自动驾驶芯片是汽车芯片中最为先进,最为复杂的芯片,也是车企竞争的高地。特斯拉、英伟达、华为、高通等巨头处于该领域领先地位。
5、通信芯片,负责汽车的内外部通信,包括:内部模块之间的信息传递,互联网连接,导航等。
6、存储芯片,用于储存信息,和我们的手机一样,也分为内存、闪存。
7、安全芯片,身份认证芯片、数据加密芯片等,主要保护汽车的数据安全,防止非法访问和攻击。
8、显示驱动芯片,用于仪表盘和车载显示屏。
随着技术的更新和迭代,汽车芯片正在朝平台化、集成化、标准化的方向发展,并且对这些芯片的质量、工艺、性能要求越来越高。
海外企业掌握着90%的汽车芯片
提起汽车芯片,估计大家都想到了“欧洲三傻”——英飞凌、恩智浦、意法半导体。
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这三家企业是全球最大的汽车芯片企业,英飞凌,市场占比14%;恩智浦,市场占比11.2%;意法半导体市场占比10%,三家合计把控着35.2%的市场份额。
在关键的MCU市场上,英飞凌拿到了29%的市场份额,是全球汽车MCU的龙头老大。
MCU可分为4位、8位、16位、32位和64位,4位、8位、16位MCU相对简单,基本属于淘汰产品,32位MCU在国内市场使用率接近50%。
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但是因为技术壁垒较高,国内市场仍以海外厂商为主、英飞凌,意法半导体、恩智浦、瑞萨电子、微芯科技5家企业市场份额合计达到了70%左右。
国内企业虽然也有替代,兆易创新、极海半导体、华大半导体等,但市场份额合计不足15%。
同时在质量方面,海外企业的MCU质量也更高。
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SiC因为高耐压性、高热稳定性、高开关频率、低导通电阻的特性,有望主导下一代功率器件市场。
意法半导体是全球最大的SiC功率器件公司,市场份额为32.6%,排在第二位的是美国安森美。
尽管国内的SiC功率器件企业进步很快,涌现出了芯聚能、比亚迪半导体等优秀企业,市场占有率也逐渐提升。但是海外车企依然广泛使用意法半导体的SiC功率器。
因为意法半导体在该领域拥有先进的技术和研发,产品性能更加出色,同时拥有更为广泛的产品线,可以为用户提供一站式服务。
而在炙手可热的自动驾驶芯片领域,同样被海外企业主导。
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全球自动驾驶芯片主要供应商包括:英伟达、特斯拉、地平线、华为、高通。3家美企、2家中企。
2023年,达到规模出货,且算力属中高水平(100TOPS以上)的智驾芯片只有英伟达的Orin系列/Xavier系列、特斯拉FSD(HW3.0/4.0)、地平线的J5系列和华为的昇腾610系列。
其中特斯拉一家占比就超过了60%,处于绝对优势。
算力排行榜TOP20中,海外智驾芯片也处于领先。
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TOP20中,只有5款国产芯片上榜,具体到芯片类型中,英伟达Thor当之无愧的排在第一位。
这款芯片发布于2024年3月18日,比亚迪已经明确表示采用这款智能驾驶芯片。
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Thor是一颗超级SoC(系统级芯片),CPU采用了英伟达的Grace,GPU采用了Hopper及Ada技术,集成了770亿个晶体管,工艺制程为台积电4nm。
它的算力达到了惊人的2000 TOPS,可以当作汽车的中央计算平台,把自动驾驶、辅助驾驶、成员监控、车载娱乐、数字仪表、车内AI等功能整合到一起,达到降本增效。
L3+级的自动驾驶需要1000TOPS的算力,L4级以上需要2000TOPS,Thor一颗就满足需求,如果不够,再加一颗。
华为商用的智驾芯片为MDC610,算力仅为160TOPS,与英伟达Thor差距非常大,下一代MDC810算力有了很大提升达到了400TOPS,但仍逊于英伟达Thor。
智驾芯片已经成为了智能驾驶的关键胜负手,就像地基一样,决定了大厦的整体构型和建造高度,以及后续产品的迭代。
从目前的算力方面来看,英伟达依然是最大的受益者,一旦Thor这种爆炸性产品实现量产,并且成本下降后,国内算力芯片企业将会非常被动。
随着特斯拉FSD入华,全栈自研的车企华为也要遭受冲击,华为目前已经将乾崑智驾高阶版由36000元的价格降低至了30000元,以应对冲击。
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中国新能源汽车全球领先,做到了逆袭超越,但是在汽车芯片领域与海外企业仍有差距,尤其是举足轻重的MCU、SiC、智驾芯片方面。
去年,台积电喊出要把汽车芯片迭代至7nm以下工艺制程,这对我们的汽车芯片来说又是一道难关,因为我们在芯片制造端处于劣势。
所以,未来国产汽车芯片需要向高端、高性能发展,不仅仅是设计领域而是设计、制造、封测、设备等全产业链。
我是科技铭程,欢迎共同讨论!
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