Omdia 最新調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，到 2025 年，汽車半導體行業(yè)將以 12.3% 的年復合增長率 (CAGR) 飆升。而根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的預計，汽車單車所需芯片數(shù)量將由傳統(tǒng)燃油車時代的 600 至 700 顆/輛增長至最高 3000 顆/輛。

近兩年來，全球范圍內(nèi)缺芯，特別以車用MCU、IGBT、MOSFET等功率半導體最為嚴重。據(jù)美國汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預測公司AutoForecastSolutions研究顯示，2022年全球汽車行業(yè)因為芯片匱乏問題，減少生產(chǎn)了450萬輛車。AutoForecastSolutions預測，芯片匱乏將在2023年繼續(xù)影響全球汽車產(chǎn)業(yè)，2023年將因此減產(chǎn)300萬輛。

近日，中國電動汽車百人會理事長陳清泰直言，芯片與軟件是被海外“卡脖子”的難題，中國汽車芯片的自給率不足10%，當務之急是解決芯片依賴進口的問題。國內(nèi)車企、IC設計公司在車載芯片的國產(chǎn)替代有哪些重大舉措和進展，本文進行詳細解析。

一、車企構(gòu)建芯片供應鏈：吉利牽手積塔共建CIDM芯片聯(lián)盟，多家車企布局芯片賽道

2023年1月12日，吉利科技宣布，與積塔半導體簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將圍繞車規(guī)級芯片研發(fā)、制造、市場應用、人才培養(yǎng)等領(lǐng)域開展全面合作，共同致力于車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，推動國產(chǎn)半導體關(guān)鍵技術(shù)的突破，建立成熟穩(wěn)定的汽車半導體產(chǎn)業(yè)生態(tài)。 此次合作，雙方將共建國內(nèi)首家汽車電子共享垂直整合制造（CIDM）芯片聯(lián)盟，設立聯(lián)合實驗室，聚焦汽車電子MCU、功率器件、SoC、PMIC等芯片的研究開發(fā)、工藝聯(lián)調(diào)、生產(chǎn)制程，致力于車規(guī)可靠性測試及整車量產(chǎn)應用。同時，雙方著力先進制成能力及人才隊伍培養(yǎng)打造，保障車規(guī)級芯片供應鏈的安全性和長期可持續(xù)性。

上海積塔半導體成立于2017年，由中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團CEC旗下子公司華大半導體投資成立，是國內(nèi)最早從事汽車電子芯片、IGBT芯片制造的企業(yè)，公司生產(chǎn)的BCD、IGBT/FRD、SGT/MOSFET、TVS、SiC器件等芯片廣泛服務于汽車電子、工業(yè)控制、電源管理、智能終端，乃至軌道交通、智能電網(wǎng)等高端應用市場，生產(chǎn)車規(guī)級的IGBT、碳化硅等功率器件產(chǎn)品主要性能指標達到國際先進水平，有力促進了汽車芯片的國產(chǎn)化進程。

吉利科技與積塔半導體的合作，一方面是深化自身新能源業(yè)務，另外一方面也是給吉利汽車半導體自主化鋪路。吉利旗下功率半導體公司晶能微電子聚焦于新能源領(lǐng)域的模塊研發(fā)與制造，采用虛擬IDM模式，發(fā)揮“芯片設計+模塊制造+車規(guī)認證”能力，為新能源汽車、電動摩托車、光伏、儲能等客戶提供性能優(yōu)越的功率產(chǎn)品和服務。

2022年12月，晶能微電子宣告完成Pre-A輪融資，由華登國際領(lǐng)投，嘉御資本、高榕資本、沃豐實業(yè)等機構(gòu)跟投。據(jù)悉，此輪融資主要用于功率半導體模塊的研發(fā)投入、產(chǎn)線建設以及技術(shù)團隊搭建等方面。

除了吉利汽車之外，上汽、北汽、一汽、廣汽等都與芯片廠商聯(lián)手，布局芯片賽道。

“從目前看，今年芯片短缺相比去年雖有好轉(zhuǎn)，但總體仍是供應偏緊的狀態(tài)。在當前疫情散發(fā)反復、供應鏈仍不穩(wěn)定的情況下，各家車企仍然在不遺余力地搶芯片，加強資源儲備，加快多點布局，加大力度推進車規(guī)級芯片的國產(chǎn)化替代?！鄙掀瘓F董事長陳虹透露。據(jù)悉，在汽車芯片領(lǐng)域，上汽集團已推進75款芯片完成國產(chǎn)化開發(fā)并進入整車量產(chǎn)應用；同時，以產(chǎn)業(yè)投資賦能技術(shù)創(chuàng)新，投資地平線、晶晨半導體、芯鈦科技、芯旺微電子等10余家芯片公司，不斷加快汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈布局。

北汽形成了“北汽產(chǎn)投+安鵬”，重點投資智能駕駛、汽車半導體領(lǐng)域；廣汽集團加強了在芯片領(lǐng)域的布局，廣汽資本積極布局粵芯半導體、地平線等芯片領(lǐng)域重點企業(yè)，粵芯半導體是廣東省主要的12吋芯片生產(chǎn)線之一，其產(chǎn)品主要面向汽車電子領(lǐng)域，這些舉措助力供應鏈自主可控以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同效應發(fā)揮。長安汽車投資了同光半導體，正式進軍第三代半導體產(chǎn)業(yè)。

國產(chǎn)大算力芯片加速上車 和國際芯片公司正面競爭

在政策和市場的雙重作用下，2022年中國新能源汽車依然保持爆發(fā)式增長，全年產(chǎn)銷量分別完成705.8萬輛和688.7萬輛，同比分別增長96.9％和93.4％。中金公司研究數(shù)據(jù)顯示，到2025年，高級別自動駕駛滲透率將達到65.5%，中國智能駕駛芯片市場需求將達到1383萬片。未來3-5年，智能駕駛迎來高速發(fā)展期，汽車行業(yè)將迎來巨大機遇。

在汽車算力芯片領(lǐng)域，歐美日等國外芯片廠商把持關(guān)鍵技術(shù)，國內(nèi)汽車大算力芯片國產(chǎn)化率不足5%。業(yè)界普遍認為，汽車所需算力可根據(jù)車內(nèi)傳感器采集到的數(shù)據(jù)量綜合推算出來，其中L2級別的自動駕駛，計算能力大致需要10TOPS；L3需要100TOPS以上的算力；到L3+的算力級別已經(jīng)上升到1000TOPS以上。在車規(guī)級大算力芯片領(lǐng)域，除了英偉達、高通等老牌獨占市場局面被逐漸打破，以華為、地平線、黑芝麻為代表的品牌加入戰(zhàn)局，2022年或2023年將成為中國國產(chǎn)大算力芯片的量產(chǎn)年。

華為擁有覆蓋L2~L5 自動駕駛的全場景能力，并構(gòu)建起高、中、低全系列的自動駕駛生態(tài)圈。華為自動駕駛產(chǎn)品線逐漸完善，2019年，華為推出 MDC 300F，開啟 MDC生態(tài)建設，2020北京車展華為發(fā)布了 MDC 210與 610，2021年上海車展，華為發(fā)布了MDC 810，其綜合算力達400+TOPS，2022年華為將發(fā)布MDC 100，實現(xiàn) L2到L5級自動駕駛能力全覆蓋。
地平線公司官方微信顯示，征程5是地平線面向高級別自動駕駛應用場景推出的第三代車規(guī)級產(chǎn)品，兼具高性能和大算力特點。征程5單顆芯片AI算力高達128TOPS，搭載地平線新一代BPU貝葉斯深度學習加速引擎，充分發(fā)揮軟硬協(xié)同優(yōu)化的技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)業(yè)界領(lǐng)先且可持續(xù)成長的真實AI計算性能。征程5也是最具量產(chǎn)成熟性的百TOPS級國產(chǎn)大算力AI芯片。據(jù)悉，地平線基于全新BPU納什架構(gòu)打造的征程6芯片正在研發(fā)中，AI算力可實現(xiàn)數(shù)倍提升，將充分滿足未來面向全車智能中心的更高等級計算需求，助力汽車產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型加速。 黑芝麻發(fā)布的華山二號A1000 Pro是目前國產(chǎn)性能和算力領(lǐng)先的車規(guī)級自動駕駛計算芯片，采用異構(gòu)多核架構(gòu)，16 核Armv8CPU，16nm工藝制程，可支持L3/L4高級別自動駕駛功能，目前已流片成功。A1000 Pro基于黑芝麻智能兩大自研核心IP——車規(guī)級圖像處理器NeuralIQ ISP以及DynamAI NN車規(guī)級低功耗神經(jīng)網(wǎng)絡加速引擎打造，得益于DynamAI NN大算力架構(gòu)，A1000 Pro支持INT8稀疏加速，INT8算力為106TOPS，INT4最高算力可達196TOPS，在國內(nèi)自動駕駛芯片最高算力方面領(lǐng)先。

車載電源芯片國產(chǎn)替代進展

Research And Markets預測，受技術(shù)進步和高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)需求不斷增長驅(qū)動，到2031年，全球汽車電源管理IC市場規(guī)模將從2021年的41.76億美元增長至101.86億美元，2022年~2031年間年復合增長率達9.5%，ADAS和安全功能、遠程信息處理及車身電子、信息娛樂系統(tǒng)和動力總成等應用推動了汽車電源管理芯片市場的強勁增長。

當前汽車行業(yè)主要有兩個大熱的領(lǐng)域，一是智能座艙，以及未來基于智能座艙的元宇宙應用，二是自動駕駛域，以及當前階段的ADAS。智能座艙中顯示屏越來越多，電流消耗也越來越大，帶來對大電流DC-DC等需求；另一方面，“雙碳”目標下低能耗的需求，對電源芯片本身提出更低功耗的要求。

新能源汽車的電子系統(tǒng)離不開車規(guī)級電壓基準芯片，國內(nèi)模擬芯片龍頭企業(yè)之一的圣邦微電子于2021 年正式啟動了電壓基準芯片的 AEC-Q100 車規(guī)標準升級，首款支持 AEC-Q100 車規(guī)標準的電壓基準芯片 LM431BQ 已經(jīng)正式規(guī)模交付用戶，在激光雷達、車載娛樂系統(tǒng)、車載電源管理系統(tǒng)有廣泛應用。

11月，鈺泰半導體首次亮相了六款車規(guī)級電源管理芯片樣品，包括四顆DCDC，1顆LDO和1顆LDSW。這些產(chǎn)品繼承了鈺泰在模擬電源上的長期優(yōu)勢，具有高效、低功耗、高電流密度、小封裝的特點，在汽車市場很多應用模塊上比較通用，有大量需求。據(jù)悉，鈺泰首批車規(guī)級電源芯片樣品正在公司內(nèi)部做各種PET測試，并進行AEC-Q100車規(guī)認證，部分意向客戶已基于樣品進行功能性和可靠性測試，預計2023年一季度相繼量產(chǎn)，二季度則將有更多新產(chǎn)品推出。

希荻微在汽車超級快充芯片領(lǐng)域，公司自主研發(fā)的車規(guī)級電源管理芯片產(chǎn)品達到了AEC-Q100標準，且其 DC/DC 芯片已進入 Qualcomm 的全球汽車級平臺參考設計，并實現(xiàn)了向奧迪、現(xiàn)代、起亞等知名車企的出貨。

車載功率器件國產(chǎn)替代進展

全球缺芯潮已逐漸演變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性缺芯。汽車芯片，尤其是車規(guī)功率半導體的缺貨和漲價仍在持續(xù)。其中，功率半導體最重要的兩大細分市場是MOSFET和IGBT。IGBT 市場長期被英飛凌、富士電機、三菱電機等海外公司壟斷。但近兩年，由于國外供應鏈無法滿足中國市場需求，本土供應商發(fā)展機遇全面顯現(xiàn)。車用MOSFET領(lǐng)域，國產(chǎn)廠商也有積極的進展。

受益于功率半導體應用領(lǐng)域快速延伸到新能源和汽車電子等新興市場，2022年上半年，華潤微電子IGBT收入同比增速高達70%，汽車電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，批量供應汽車空調(diào)市場頭部客戶。工控領(lǐng)域，光伏IGBT獲得全球頭部客戶認證并進入規(guī)模供貨。前三季度，IGBT銷售額同比增長168.55%。

斯達半導體公司持續(xù)推進IGBT 產(chǎn)品在新能源客戶端的滲透率，強化高端品類布局。在新能源汽車業(yè)務方面，2022H1，公司車規(guī)級IGBT 模塊持續(xù)放量，合計配套超過50萬輛新能源汽車，公司第七代車規(guī)級650V/750V IGBT芯片通過客戶驗證，下半年開始批量供貨。

聞泰科技旗下的安世在汽車功率器件業(yè)務不斷擴大，2022年上半年，安世MOSFET 營收占比30%，正在提升中高壓MOS 等高毛利率產(chǎn)品占比。新品方面，IGBT 已流片成功。聞泰科技公司自有產(chǎn)能規(guī)模持續(xù)加大；Newport 晶圓廠正由代工向 IDM 逐步轉(zhuǎn)換；上海臨港 12 寸車規(guī)級晶圓項目也已全面開工建設，未來將支撐公司半導體產(chǎn)能持續(xù)擴充。

去年8月，時代電氣公司國內(nèi)新能源乘用車IGBT 功率模塊搭載量約5.5 萬套(占10.6%)，位列第4。此外，公司成為法雷奧IGBT 模塊供應商，預計總交貨量超250 萬只，實現(xiàn)了海外市場的開拓。

揚杰科技在IGBT、MOSFET和SiC業(yè)務持續(xù)增長，2022 年前三季度，這三大領(lǐng)域新產(chǎn)品收入同比增長均超100%，同時由于公司8 吋晶圓制造能力補齊，產(chǎn)能瓶頸逐步打開。應用領(lǐng)域方面，公司汽車電子業(yè)務加速顯著，截至22H1 公司車規(guī)級封裝產(chǎn)能已實現(xiàn)5 倍以上增長。汽車電子產(chǎn)品收入2022 前三季度同比增速超500%。公司采用IDM 模式，具有全產(chǎn)業(yè)鏈的成本優(yōu)化優(yōu)勢及完善的技術(shù)、工藝優(yōu)勢。公司持續(xù)發(fā)力新能源賽道，第三代半導體SiC 產(chǎn)品進展順利。在汽車電子領(lǐng)域，公司已獲得多家海內(nèi)外著名汽車零部件企業(yè)認可，并與超過300家汽車電子零部件企業(yè)開始批量交易。

中信證券最新指出，目前工業(yè)市場已經(jīng)開始走弱，考慮到2023年全球汽車需求的可能挑戰(zhàn)，對汽車與工業(yè)保持謹慎。富途證券認為，汽車芯片是未來幾年成長最快的芯片細分賽道，電動化驅(qū)動IGBT、SiC功率半導體，智能化驅(qū)動MCU、自動駕駛和座艙芯片需求，國產(chǎn)廠商可以充分把握國內(nèi)市場的商機，在汽車芯片的國產(chǎn)替代中找到更多的市場空間。