国产汽车能重演手机的辉煌吗?

半导体行业观察 2021-05-05 09:50


如今新的造车品牌犹如雨后春笋,特斯拉、苹果、小米、百度、蔚来、小鹏、滴滴、理想等等,一场造车盛宴已然开启。十年前,智能手机突破了“打电话发信息”的单调,十年后的今天,智能汽车也将让汽车打破其只是一个“代步工具”的属性。因为电动汽车和智能驾驶概念和需求的崛起,现在国内很多厂商开始投身造车,而与此同时,国内一大波企业投入到了汽车芯片供应商行列。这种噱头大有十年前手机崛起之势,不禁让人感慨以及引发思考,中国汽车产业能否复演智能手机产业的辉煌?

中国智能手机供应链的辉煌十年


十年前的手机市场,一度由诺基亚、摩托罗拉、三星等海外品牌主导,但多年的激烈竞争下,仅有三星和苹果仍旧在手机市场的榜单中,许多国外手机品牌都没有干过国产手机,当下常见的国产手机品牌霸主主要有华为、小米、OPPO、vivo等。一个行业的崛起,绝不会是某个企业的事情,而是整个供应链的崛起。而在国产手机崛起的这十年,自然离不开手机供应链的大力支持。

华为自是不必说,一款手机处理器——麒麟芯片,自3G时代黑马杀出,到5G时代,麒麟990更是直达手机处理器巅峰,让苹果高通纷纷忌惮。也因此,华为逐渐登顶全球第一的市场份额。

联发科的故事大家更是耳熟能详,一个Turnkey模式几乎改变了整个手机业。如今联发科在5G时代已处于不败地位,其天玑系列芯片大放异彩。2020年联发科成功超越高通,成为全球最大的智能手机芯片供应商。

展锐属于后发者,其两款5G智能手机芯片T770(原T7520)和T740(原T7510)占据了行业优势。目前已有超过50款搭载展锐5G芯片的终端品类上市。

手机指纹识别的兴起,带动了国内如汇顶科技、思立微(被兆易创新收购)这些供应链厂商的发展,目前汇顶科技的指纹识别芯片已经被华为、OPPO、vivo、小米、荣耀、一加、Redmi、中兴、魅族、联想、Moto、iQOO、realme、黑鲨等旗舰机型所应用。已成为安卓阵营全球指纹识别方案第一供应商。思立微是全球排名前三的指纹芯片供应商,其主要出货对象是华为、OPPO。

而手机面板行业,京东方和TCL华星光电处于竞争优势。根据群智咨询(Sigmaintell)全球智能手机面板出货数据追踪,2020年全球智能手机面板出货共计18.88亿片,同比增长6%。其中京东方(BOE)以4.08亿片出货量排名第一。华星光电的LTPS LCD智能手机面板出货量全球第二,华星光电是小米折叠屏幕供货商。

当然还有很多其他种类的手机供应链在背后支撑。例如2018年,OPPO成为全球范围内继iPhone之后,行业第二家发布搭载3D结构光前置摄像头的国产品牌,其OPPO FindX技术就来自国内的奥比中光。还有华为的功率器件就是闻泰科技的。

其实整个手机的供应链还有很多,国产替代已成大势所趋,更多的手机供应链厂商都在背后磨刀霍霍。但手机市场已经渐渐触顶,下一个杀手级应用已然出现。它就是庞大的汽车市场,智能汽车市场规模数倍于手机市场,传统车市场规模约为智能手机的3倍,池子大鱼也大。智能汽车可能带来比手机产业链更多的机会,相信在这个市场中的角逐不会逊于手机市场。

智能汽车来势汹汹,开辟半导体新机会


毋庸置疑,汽车智能化是整个智能化时代最重要的场景之一。传统汽车市场以前基本是固若金汤,但智能化却在渐渐拆掉它的围墙。当下的智能汽车演变在一定程度上像极了当年智能手机的转变,可以说它们在方向和趋势上是相似的,汽车的产业链和价值链都将面临重构,有新品牌崛起,有传统产业链退出,有新兴技术诞生,有旧技术的淘汰。

当前汽车智能化水平正在快速提升,根据中国汽研的调研数据,2020年1-10月上市的573款新车中,239款具备L1级自动驾驶功能,249款具备 L2 级自动驾驶功能;2020年1-10月L1、L2 级驾驶辅助功能装配率均已达到 40%以上,未来预计将继续上升。目前L1/L2级智能网联车的渗透率虽然已接近30%左右,相当于2011年全球智能手机的渗透水平。

然而正如同当年手机智能化给半导体行业带来了新的市场类似,智能汽车也将会给半导体行业带来全新的市场和机会。那么汽车又将孕育哪些都属于半导体的新机会呢?

在此,我们认为,就像当年震惊世界的苹果手机触摸屏一样,汽车的用户交互界面方面还有很大的提升,这是一个机会。汽车的操作显示屏还应有很大的改进,又因为汽车不同于手机,用户在开车行进过程中是不能像手机那样自由输入和接收信息的,所以在输入和输出界面上都需得有变革才行,而这正是半导体公司的一些新机会。

例如在用户输入方面,如何让用户在手不离开方向盘,视线不用转移的情况下就能完成交互,目前该领域主流的技术路径就是采用声控技术,而显然,汽车就需要安装麦克风,而且还需要多个来组成麦克风阵列,以便于更好改善信噪比,实现更好的而用户体验和识别精度。所以智能汽车会对麦克风芯片厂商带来很多大机会,麦克风芯片巨头楼氏、国内的歌尔股份以及敏芯股份都将会从中获利。

在用户输出方面,目前最有希望的技术路径是使用HUD技术将仪表盘和其他信息投影到前挡风玻璃上,用一种类似AR的方式来实现浸入式的驾驶体验,从而用户的视线无需离开路面就能够同时接收到智能汽车提供的信息。

而所有这些都需要一个强有力的中央处理系统,这也是一大新机会。它或许是一个SoC,将所有的传感器、微控制单元、多媒体系统等有机的结合起来,以此来完成多路的输入输出处理。

如同手机处理器一样,在中央处理器领域可能也会存在着“安卓”和“IOS”这两种开放和封闭式生态。目前在积极布局智能汽车中央处理芯片的公司有高通、Nvidia、特斯拉、苹果等。

高通和英伟达大有可能是开放生态一列,因为对于单纯的芯片公司来说,开放才能有更多的出货量;而特斯拉则有“手机界的苹果”之态,作为下一代智能汽车的先锋,特斯拉最清楚自己需要怎样的芯片,也不懈于或者不满足于用外界的芯片,他们能更好的借由自己的汽车来操刀。而对于信誓旦旦要造车、向来追求独立自主的苹果自是不必多说,苹果也有可能研发属于自己的处理器芯片,毕竟一款智能汽车中央处理器的设计将会很大程度决定智能汽车的具体特性和能力,甚至是智能汽车的形态和商业模式,苹果怎么会交由别人来定裁。

一个有趣的事情是,当年那些手机终端厂和芯片厂又开始集中加入汽车造芯or造车行列。如前文提到的高通、苹果,三星也在物色好的汽车芯片卖家,国内的华为大力布局智能汽车,小米狂砸650亿加入智能电动汽车业务。

正是这样一个充满开放且需要革新的市场,给一些创新者带来弯道超车的好机会。

中国能否在汽车领域逆袭?


诚然,整个汽车半导体市场还是国际的大厂占据主导位置,恩智浦、英飞凌、瑞萨、德州仪器、意法半导体占据了整个市场近50%的份额。更有新玩家英伟达、高通、英特尔等在自动驾驶、智能车机、ADAS领域攻城略地。不同于手机这样的消费市场,汽车对车规的认证就难倒一大批供应链,所以国产汽车芯片供应链相比手机芯片供应链来说,其难度更大,更难啃。

但给到国产的机会也是难以说明的大,内行人都知道,其实早在几年前,车厂客户很难找到符合自身设计和技术路线图的芯片,这也就促生了“北汽产投牵手imagination成立核芯达,比亚迪自己成立半导体公司”的现象。而国内的汽车芯片企业具有天然的渠道优势和较高的性价比,更能契合本土车厂的需求。而且这几年国产芯片的认可度不断攀升,给了芯片企业更多的试错机会。那么中国能否在智能汽车方面上演手机的成功史呢?

我们就拿华为重点布局的智能驾驶、智能座舱、智能网联、智能电动、车云服务五大领域,也是未来汽车智能化带来的最主要增量市场,来分析一下中国在智能汽车和汽车半导体上的布局和一些实力情况。

首先在智能驾驶领域,其门槛相对较高,对车规的认证也比较苛刻,国外的特斯拉FSD可以说是顶尖、英伟达和英特尔在这方面是比较有地位的。国内方面,主要有华为海思、阿里、黑芝麻、地平线、芯驰科技。

华为海思的昇腾310 AI芯片和阿里的玄铁910都可以用于智能驾驶场景;黑芝麻的华山一号和华山二号,华山二号 A1000 芯片在算力上达到了40 - 70 TOPS,相应的功耗为8 W,能效比超过6 TOPS/W,在性能与能效比上已经可以与国外竞争对手抗衡;地平线国内首家实现车规级 AI 芯片量产上车的企业,其征程2已出货10万,将在今年正式推出更强大的征程 5,单芯片AI 算力高达 96TOPS ,性能超越特斯拉FSD,地平线在前装量产方面也相对走的比较靠前;芯驰科技的V9芯片是专为新一代智能驾驶辅助系统设计的车规级汽车芯片。

在整个智能汽车领域,智能座舱可以说是目前智能驾驶进程中最为成熟的应用,智能座舱域控制器芯片处于萌芽阶段,国内厂商有望抢占市场份额。国内的智能座舱芯片供应商主要有华为、地平线、芯擎、芯驰科技、全志科技。

华为的麒麟710A工艺已达 12 纳米,和高通 SA8155P 同是8内核设计;地平线的征程2目前算力达 4TOPS,功耗仅2瓦,已实现在长安UNI-T的量产,同上汽、广汽、一汽、理想等国内车企也有合作;芯擎的7nm工艺制程的全新一代高性能智能座舱SoC——SE1000也将于今年流片;芯驰科技的X9芯片是高性能座舱芯片,集成了最新的高性能CPU,GPU,AI加速器,以及视频处理器;全志科技在过去已推出 T 系列(T2、T3、T7)智能座舱芯片,最新的 T7 芯片达到 6 内核设计,同时兼容 Android、 Linux、QNX 三种系统,已和比亚迪达成合作关系。

而智能电动方面,智能电动较传统汽车的核心增量部件主要是“三电系统”,“三电系统”即电池、电机和电控三个部分,电池指电池和电池管理系统 BMS 等,电机指电动机和电动机控制器 MCU等,电控指车载 DC/DC 变换器、车载充电机等。处于这些领域的上游供应链都将受益于这波汽车的宏利。

在这其中,就不得不说一下功率半导体IGBT和SiC。IGBT作为电子电力装置和系统中的“CPU”,高效节能减排的主力军,有着强大的生命力。国内的IGBT企业有斯达半导、宁波达新、陆芯电子、银茂微电子、中科君芯、扬杰科技、华微电子、中车时代、比亚迪、瑞能半导体、广东芯聚能以及富能半导体等,总体来看,国内IGBT已经能够具备一定的产业链协同能力,但国内IGBT技术在芯片设计、晶圆制造、模块封装等环节目前均处于起步阶段。普通IGBT企业想要在新能源汽车领域分一杯羹并不容易,还需有很长的路要走。

至于SiC,业内人士指出,电动汽车行业是SiC应用前景最广阔的行业,SiC技术带来的电池使用效率显著提升以及电驱动装置重量和体积的缩小正是电动汽车技术最需要的。特斯拉的Model 3 率先采用 SiC,开启了电动汽车使用 SiC先河,2020年比亚迪汉也采用了SiC模块。相比于硅技术,国内碳化硅技术的发展更令人欣慰,毕竟国内外碳化硅技术的起跑线是相对接近的。

这几年国内SiC产业阵容不断扩大,从整体产业链来看,相比于世界一流技术,我们大约是处于其五年前的水平阶段,而且这个时间差正在逐渐缩小,部分技术环节甚至是齐头并进。具体来看,国内SiC衬底片以4英寸为主,6英寸还在研发,国外已完成4英寸到6英寸的转化,8英寸衬底已研发出来;在外延片方面,我国六英寸产品可以实现本土供应,建成或在建一批专用的碳化硅晶圆厂等,我们知道瑞能的SiC二极管产品以及产业链上游的碳化硅外延产品,早已在国外市场和全球顶部厂商直接竞争。


车规MCU也是很值得一说的,因为之前车规MCU几乎是由国外垄断,但近几年,陆续有一些MCU厂商敢于打破这种垄断局面,并拿出了一些车规MCU的代表作。比如杰发科技 AC781x/AC7801x系列、比亚迪半导体 BF711x/BF7106系列、芯旺微电子 KF8A/KF32A系列、赛腾微电子 ASM87/ASM30系列、琪埔维半导体 XL6600系列、华大北斗 HD80xx/HD9xxx系列、国芯科技 CCM3310/CFCC2002/CFCC2003系列,此外还有兆易创新、中颖电子、智芯半导体、蜂驰高芯、云途半导体等等。

国内汽车存储业,主要有兆易创新的支持。在缺芯的当下,兆易创新也收获了不少整车厂的订单。GD25全系列的SPI NOR Flash是目前唯一的纯国产化车规闪存产品,完成了全球主要汽车Tier 1的覆盖,主要应用于车载娱乐影音、辅助驾驶、电池管理、充电管理与域控制器等单元。据了解,兆易创新也在研发车规级MCU。

前文我们谈到的汇顶科技,不仅在手机指纹识别领域大杀四方,如今其已经将指纹识别的触角延伸到了汽车领域,国产汽车领克05在其中控产品中采用了其指纹识别芯片,而且其车规级触控方案被现代第十代索纳塔采用,吉利和沃尔沃汽车的应用于智能座舱的车规级指纹识别方案也来自汇顶科技。在汽车智能化的大趋势下,汇顶科技不断发挥其在人机交互、生物识别及物联网领域的技术领先优势,并积极在汽车硬件研发上创新。

结语


“你方唱罢我登场”,手机市场拉下帷幕的今天,国内汽车半导体产业正进入一个前所未有的机会窗口。见证了手机市场繁荣的我们,只需擦亮眼球,静看芯片巨头们如何换道再跑、国产车企如何悄然崛起、国产汽车芯片又将如何起飞的大戏。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


今天是《半导体行业观察》为您分享的第2666内容,欢迎关注。

推荐阅读


那些异军突起的IP公司

愈演愈烈的晶圆代工

苹果芯片的下一个目标:服务器?


半导体行业观察

半导体第一垂直媒体

实时 专业 原创 深度


识别二维码,回复下方关键词,阅读更多

晶圆|集成电路|设备|封测|射频|存储|美国|台积电

回复 投稿,看《如何成为“半导体行业观察”的一员 》

回复 搜索,还能轻松找到其他你感兴趣的文章!