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汽车IC分类一张图,国际大厂与中国步伐有差异

发布时间:2022-12-09 责任编辑:秋天

汽车IC就是车规级产品,满足汽车质量管理体系,符合可靠性和功能安全要求的集成电路。中国汽车芯片产业创新战略联盟(以下简称“联盟”)在2020年发布了《纯电动乘用车车规级芯片一般要求》团体标准,将汽车半导体分为10个大类和60个小类,10个大类分别包括控制芯片、存储芯片、计算芯片、信息安全芯片、驱动芯片、通信芯片、功率芯片、电源芯片、模拟芯片以及传感器。

 

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全球车规IC前五名是英飞凌,NxP,瑞莎、TI和意法半导体,但在细分市场又有功率器件安森美和传感器欧姆龙等版本。麦肯锡和波士顿咨询集团认为汽车芯片短缺问题可能会持续到2026年甚至2030年。据汽车行业数据预测公司AFS的最新数据,截至11月27日,因芯片短缺影响,今年全球汽车市场累计减产约411.76万辆。2022全年,芯片短缺将导致全球汽车减产约448.53万辆。

 

从整车的芯片数量来看,传统车型需要850个到1050个芯片,新能源车型需要920个到1180个。如果不计上二极管、三极管、传感器,一般要用400到500颗芯片,这些芯片分布在汽车的7大系统。遇到新功能增加会导致部分芯片数量增加,从分布式架构到预控制的集中架构变化,则会导致部分芯片数量减少。

 

汽车IC分类一张图

 

 

芯片分类

控制芯片

MCU芯片、MPU芯片、DSP芯片

存储芯片

DRAM芯片、SRAM芯片、NOR FLASH芯片、NAND FLASH芯片、eMMC芯片、EEPROM芯片

计算芯片

GPU计算芯片、ASIC计算芯片、FPGA计算芯片、CPU计算芯片、其他SoC

信息安全芯片

T-Box安全芯片、V2X安全芯片、eSIM安全芯片、ESAM安全芯片

驱动芯片

高低边驱动芯片、桥驱动芯片、预驱动芯片、LED驱动芯片、显示驱动芯片、其他驱动

通信芯片

CAN PHY、CANFD PHY、LIN PHY、ETH   PHY、ETH SWITCH、射频芯片、蓝牙芯片、Wi-Fi芯片、基带芯片、导航芯片、UWB芯片、其他接口芯片

功率芯片

IGBT、MOSFET、二极管、BJT

电源芯片

LDO芯片、DCDC芯片、PMIC芯片、SBC芯片、点芯管理芯片、其他电源芯片

模拟芯片

运算放大器、比较器COMP、数模/模数转换芯片、音视频/感知用模拟芯片

传感器

磁传感器、光电传感器、惯性传感器、压力传感器、温度传感器、激光雷达传感器、毫米波雷达传感器、图像传感器、红外传感器

 

这样划分的依据是,希望每一个工程师拿到芯片的时候,只需要看到分类就可以大体知道芯片基本用在汽车什么位置,在汽车上起到什么作用,这样的分类方式实际上缩短了上下游之间进行技术连接的环节。

 

国际大厂车规IC市场情况

据摩根士丹利表示,瑞萨、安森美目前正削减一部分第四季度的芯片测试订单,显示车用芯片缺货得到明显缓解。造成两大厂商砍单的原因有二。一是台积电第三季车用半导体晶圆产出年增达82%,较疫情前高出140%;二是中国大陆电动车销量11月以来转弱(占全球电动车五至六成),使得部分汽车芯片目前已足额生产,短缺情况已得到明显缓解。

 

但综合其它消息,市场表现和大摩结论仍有明显不同。

 

产能方面,虽然台积电关于汽车芯片的产出在提高,但有消息表示,成熟工艺的汽车芯片仍然供不应求,有汽车制造商正在转向采用先进工艺节点制造其芯片,特别是针对新车型和电动汽车,还试图为其现有车型采用新工艺芯片,以应对成熟芯片短缺。


IC设计人士表示,汽车芯片产品较多,需求状况不同,不应一概地看待。另一方面,特定功能模组的升级潮,带动新技术产品的需求,是汽车芯片至今需求仍强的关键因素。IDM厂商现阶段的调整,只是针对部分供货已经无忧的成熟制程或功率元件,整体来看车用芯片还没有更明确的转坏迹象。具体来看,目前中低阶功率半导体和MCU相对不缺,但新的功能性产品及高阶MCU、ADAS、AI、感测器、车用DDI相关芯片则相对短缺。

 

和近期存储芯片一路下滑相比,汽车芯片总体维持在平稳和向上的趋势,而这也让它成为半导体寒冬下的一把火,让汽车芯片厂商成为行业内少数能盈利的企业。

 

汽车芯片大厂财报喜人。英飞凌2022财年Q3收入36.18亿欧元,相比去年同期同比增长33%,利润8.42亿欧元,利润率23.3%。恩智浦2022年Q2财报中,总营收33.12亿美元,较上年同期增长28%,较2022年Q1增长6%。瑞萨电子2022年Q2总营收为3766亿日元,同比增长近73%。

 

也正是看重汽车芯片无限的前景,各方资本正不断涌入。三星电子为克服存储芯片市场不景气对半导体业务部门的影响,将目标投向了汽车半导体领域。据悉,三星电子可能在欧洲建设工厂,大规模投资成熟制程工艺,用于生产汽车半导体和图像传感器。

 

德州仪器在今年底至明年初将有两个新300mm晶圆厂投产,额外产量有望满足来自汽车电子市场的芯片需求。 

 

动力总成需要多少IC

 

国内目前大概有110家到130家企业开发和生产汽车芯片,其中50%实现了芯片量产应用。从地域上来讲,这些企业主要集中在上海、北京、江苏、广东、浙江这些经济发展比较好的区域,超过70%的企业研发的汽车芯片种类不多于10种,大多数企业自研的汽车芯片种类在1种到5种之间。

 

总体来讲,我国汽车芯片行业还处在发展的早期,具体就是,进入到这个行业的IC企业很多,但是各家的产品类型、数量比较少。

 

目前国内生产控制类芯片的企业很多,部分企业已经实现控制类芯片的量产。

 

在汽车控制类芯片赛道上,低端的产品已经进入市场,高端高可靠MCU有少量企业在开发,并且已经开始给下游的汽车厂做适配,预计未来3年可以看到国内高安全MCU在量产车上的应用。汽车存储芯片少部分已经在小批量的系统中实现量产应用。

 

驱动、模拟芯片的种类比较多,不过市场上国内的产品比较少,满足不了市场需求。目前A股上市公司有20多家模拟器件企业,多数是发展消费类的产品,产品以量取胜,有几家IC企业则宣布已进入车规级市场。

 

计算类芯片方面,预计未来3到5年有望实现大规模SoC类逐步上车,但是在GPU、CPU类芯片方面,国内还缺少相关企业。信息安全类芯片方面,已经有初级的产品上车,

 

在车联通信芯片方面,我国还是比较有优势的,因为我国在北斗导航、5G应用方面有很好的产业应用环境,在功率半导体方面,国内和国际差距比较小,我国不少产品已经上车了。

 

总结:

汽车IC分类能够帮助工程师选择适用的芯片方案。国际大厂的产能数据显示出,在存储芯片一路下滑的趋势下,车规级芯片保持平稳甚至上升的态势。虽然国内汽车芯片还处于发展初期,但是随着IC企业的不断涌入,车规级芯片市场一片向好。


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