競(jìng)逐汽車(chē)芯片：從研發(fā)迭代到上車(chē)應(yīng)用的賽跑

在消費(fèi)電子行情依然復(fù)蘇的當(dāng)下，對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈上游的半導(dǎo)體廠商來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)新能源車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，則從另一個(gè)維度提供了發(fā)展機(jī)遇。

天風(fēng)證券統(tǒng)計(jì)指出，電動(dòng)車(chē)的半導(dǎo)體含量約為燃油車(chē)的2倍，智能車(chē)則為8-10倍。預(yù)計(jì)需求增量從2020年全球約439億顆汽車(chē)芯片，到2035年增長(zhǎng)到1285億顆。由此汽車(chē)將有五大板塊的芯片需求：主控（MCU和SoC）、功率（IGBT、MOSFET）、模擬（電源管理、信號(hào)鏈）、傳感、存儲(chǔ)。

汽車(chē)向“四化”發(fā)展進(jìn)程中，對(duì)供應(yīng)鏈的既有態(tài)勢(shì)也帶來(lái)一定變化。有芯片行業(yè)從業(yè)者對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示，早年間Tier1廠商以海外為主，因此也慣性引入海外芯片廠商的產(chǎn)品。隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)新能源車(chē)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，也為國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入整車(chē)驗(yàn)證和應(yīng)用帶來(lái)更多機(jī)會(huì)。近日舉行的慕尼黑上海電子展上，汽車(chē)芯片就是備受關(guān)注的議題。記者在現(xiàn)場(chǎng)走訪(fǎng)發(fā)現(xiàn)，在一些展商的展位上，陳列汽車(chē)場(chǎng)景相關(guān)產(chǎn)品的位置似乎更受關(guān)注。

由于整車(chē)對(duì)上游芯片和元器件提出了相比消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品更高的要求，但也帶來(lái)成倍數(shù)級(jí)別的需求增長(zhǎng)，這都成為在汽車(chē)芯片市場(chǎng)有所突圍廠商的重要業(yè)績(jī)支撐點(diǎn)；此外國(guó)內(nèi)芯片公司也已經(jīng)在積極尋求向更高難度的汽車(chē)芯片領(lǐng)域突破，當(dāng)然這將呈現(xiàn)循序漸進(jìn)的路徑。

A

需求量倍增

不同于消費(fèi)電子產(chǎn)品，汽車(chē)電子對(duì)于安全性、使用時(shí)效的要求極高，同時(shí)由于其體量和承載的功能遠(yuǎn)比手機(jī)復(fù)雜，對(duì)基礎(chǔ)元器件的需求也成數(shù)倍級(jí)別增長(zhǎng)。

在電子元件廠商村田制作所的展位上，記者看到其當(dāng)前主要聚焦在四大主要應(yīng)用場(chǎng)景：通信、汽車(chē)、環(huán)境+工業(yè)、健康，其中在近年來(lái)備受關(guān)注的汽車(chē)類(lèi)場(chǎng)景方面，村田在慕尼黑展現(xiàn)場(chǎng)展示的其車(chē)載產(chǎn)品線(xiàn)，包括車(chē)載陶瓷電容器產(chǎn)品（MLCC）、車(chē)載激光雷達(dá)(LiDAR)探距的硅電容及硅集成器件、車(chē)載高耐熱薄膜電容器（HTFC）、車(chē)載濾波器及電感器（EMI）、車(chē)規(guī)級(jí)時(shí)鐘元件等。

村田（中國(guó)）投資有限公司總裁佐藤俊幸對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示，車(chē)載移動(dòng)市場(chǎng)是目前中國(guó)發(fā)展最為火熱市場(chǎng)之一，村田在車(chē)載市場(chǎng)不單關(guān)注車(chē)載（in-vehicle）市場(chǎng)，還關(guān)注出行的方方面面、車(chē)與其它設(shè)備的連接（out-vehicle）等場(chǎng)景。

“車(chē)載市場(chǎng)相比之下會(huì)追求更高的可靠性和安全性，這也是村田車(chē)載產(chǎn)品的重要特征。”他尤其指出，此次展示的一款汽車(chē)用高耐熱薄膜電容器，是目前世界唯一一款已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)、可應(yīng)對(duì)超高溫度的薄膜電容產(chǎn)品。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅村田其中一類(lèi)主要產(chǎn)品MLCC（多層陶瓷電容器）的使用量，在汽車(chē)上就有5000-8000個(gè)的需求，而在智能手機(jī)上大約需要1000個(gè)左右。

村田中國(guó)商品市場(chǎng)部總監(jiān)堤野正視分析道，可以想象，在未來(lái)更高階的自動(dòng)駕駛功能汽車(chē)上，對(duì)電容器的使用數(shù)量不排除可能超過(guò)1萬(wàn)顆。

B

國(guó)產(chǎn)化加速

國(guó)內(nèi)廠商陸續(xù)在汽車(chē)芯片市場(chǎng)也有一定業(yè)績(jī)釋放，當(dāng)然這將遵循由易到難的進(jìn)程。

國(guó)民技術(shù)汽車(chē)業(yè)務(wù)市場(chǎng)總監(jiān)程維在展臺(tái)向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示，從***上車(chē)的進(jìn)度看，行業(yè)通常分為容易、難、極難三個(gè)層級(jí)。國(guó)內(nèi)對(duì)極難的部分還在尋求突破，該領(lǐng)域多以NXP、英飛凌、TI等廠商的產(chǎn)品為主，主要場(chǎng)景在底盤(pán)域、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、啟動(dòng)電源、轉(zhuǎn)向盤(pán)等，當(dāng)然還有對(duì)算力有較高要求的自動(dòng)駕駛芯片；目前國(guó)內(nèi)絕大部分MCU和功率半導(dǎo)體產(chǎn)品主要應(yīng)用在車(chē)身、座艙的非安全項(xiàng)場(chǎng)景中。

究其原因，一方面在于相關(guān)研發(fā)投入需要最少2年的時(shí)間沉淀，另一方面通過(guò)車(chē)規(guī)的功能安全驗(yàn)證通常也要超過(guò)1年時(shí)間周期。其中還伴隨整車(chē)廠對(duì)實(shí)際應(yīng)用和成本之間平衡的考量。

此前整車(chē)廠一度希望用一顆芯片控制所有的中央處理器和域控制器，核心要求是做好區(qū)域控制器，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，由于這對(duì)器件的數(shù)量需求很少，導(dǎo)致這類(lèi)域控制器成本整體很高。從實(shí)用性考慮，最終還是選擇用分布式架構(gòu)的方式進(jìn)行整車(chē)控制。

這也是國(guó)產(chǎn)汽車(chē)電子廠商的發(fā)展機(jī)會(huì)。隨著越來(lái)越多***廠商投入對(duì)汽車(chē)電子的產(chǎn)品應(yīng)用和量產(chǎn)，就可以進(jìn)一步將成本和技術(shù)門(mén)檻拉低。屆時(shí)也將迎來(lái)國(guó)產(chǎn)汽車(chē)電子芯片的黃金發(fā)展時(shí)期。

程維分析道，當(dāng)前整車(chē)廠通常會(huì)將車(chē)型分為多個(gè)域，但無(wú)論如何區(qū)分，車(chē)上所有跟控制相關(guān)的場(chǎng)景都需要用到MCU，因此有較大需求量。若僅從數(shù)量上看，MCU在車(chē)上應(yīng)用最多的是各類(lèi)型燈，諸如尾燈、氛圍燈、音樂(lè)律動(dòng)燈等；其他涉及MCU能力控制的還有雷達(dá)、座椅、雨刮、倒車(chē)影像等方面。

據(jù)介紹，國(guó)民技術(shù)在汽車(chē)電子質(zhì)量體系方面，已通過(guò)汽車(chē)功能安全I(xiàn)SO 26262 ASIL D等級(jí)流程認(rèn)證，發(fā)展全系列車(chē)規(guī)級(jí)MCU、安全芯片、車(chē)規(guī)級(jí)BMS AFE等核心器件。其中，車(chē)規(guī)級(jí)MCU N32A455系列產(chǎn)品、車(chē)規(guī)級(jí)安全芯片N32S032產(chǎn)品通過(guò)AECQ100認(rèn)證，已應(yīng)用在汽車(chē)照明系統(tǒng)、汽車(chē)電源、智能座艙、車(chē)身電子等應(yīng)用領(lǐng)域。

極難的部分也在尋求突破。程維介紹，新能源車(chē)的電池倉(cāng)就屬于極難實(shí)現(xiàn)上車(chē)的部分，國(guó)民技術(shù)已經(jīng)有針對(duì)模擬前端的產(chǎn)品即將量產(chǎn)，且符合最高安全等級(jí)要求，預(yù)計(jì)到明年會(huì)正式推出市場(chǎng)。

“電池的電控、電機(jī)、電池‘三電’系統(tǒng)中，針對(duì)電池部分國(guó)民技術(shù)有BMS產(chǎn)品線(xiàn)在積極布局。在800V的新能源車(chē)平臺(tái)上，大約需要10-12顆模擬前端，搭配一顆MCU，我們做的是這部分模擬前端。”程維表示，其主要功能是對(duì)汽車(chē)內(nèi)的每顆電池電量情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)。

當(dāng)然在電池的主控MCU部分依然面臨一些難題，那需要最高的安全等級(jí)，即便有海外廠商可以提供產(chǎn)品，但還面臨成本很高的難題。

“2021-2022年間，因?yàn)樾酒袌?chǎng)緊俏，整車(chē)廠對(duì)于導(dǎo)入國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的積極性很高。目前我們感受到汽車(chē)電子芯片國(guó)產(chǎn)化是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)?！背叹S分析道，在容易和難兩個(gè)層級(jí)的芯片部分，***已經(jīng)在陸續(xù)上車(chē)，且成本下降速度更快。但極難層級(jí)部分，還在爬坡發(fā)展進(jìn)程中，待后續(xù)有部分廠商實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和上車(chē)后，也將來(lái)到國(guó)內(nèi)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展時(shí)期。