編者按:本文來自微信公眾號「半導體行業觀察」(ID:icbank),作者:杜芹DQ,36氪經授權發布。
在當前特殊的全球貿易背景下,大國博弈愈演愈烈,再一次提醒我們實現自主可控有多麼重要。而在市場容量僅次於手機的汽車晶片領域,關鍵零部件更不能被人「卡脖子」。中國作為汽車最大的產銷國,在新能源、自動駕駛悄然而至的今天,產業升級是必由之路,汽車級半導體在供給端正迎來質變,而中國汽車半導體也有望迎來曙光。那麼國內對汽車晶片產業鏈的布局情況如何?
長久以來,內燃機一直是汽車工業價值和創新的源泉。今天,我們正在進入一個新的汽車時代,汽車將因半導體和電子產品所提供的功能而有所不同。隨著汽車電子技術日益成熟,汽車正在朝著電氣化、自動駕駛、車聯網以及移動性即服務的方向邁進。
在2019年第14次畢馬威全球半導體高管調查中,半導體高管表示,汽車是未來幾年公司增長的第二重要應用,僅次於物聯網(loT),領先於無線通信應用。顯然,汽車市場已經成為半導體行業領導者的首選。
半導體主管意識到汽車應用的重要性(圖源:KPMG)
雖然現在電動汽車僅佔全球輕型汽車銷量的2%,電動汽車的大規模市場可能還需要十年或更長的時間,畢馬威的最新研究表明。但電動智能互聯已是大勢所趨,大多數分析師都認為,到2030年,超過50%的汽車將實現某種形式的電氣化。而且,隨著汽車動力系統從傳統內燃機車轉向電動汽車,每輛車的半導體含量(按價值計算)增加了一倍,如分立半導體、複合半導體和傳感器的使用等等。
再就是自動駕駛,雖然level 5的自動駕駛大規模生產還遙遙無期,但level 4車將在未來兩到三年內出現在城市市場的商用車隊中。而這些車輛的半導體含量(按價值計算)將是沒有自動化的汽車的8到10倍。
汽車電子技術日益成熟對半導體行業的最明顯的影響將是需求的加速增長。汽車半導體器件主要包含MCU(車用微控制器)、功率半導體(IGBT、MOSFET等)、傳感器等等,而自動駕駛汽車所用的半導體器件還包含有ADAS、COMS圖像傳感器、AI主控、雷射雷達、MEMS等一系列產品。
以上所有這些汽車半導體涉及的器件領域,對汽車半導體供應商和整個汽車供應鏈的機遇都是巨大的,在汽車電子產品行業,越來越多的新玩家正在蜂擁而至,傳統汽車玩家要么正在轉變為半導體供應商,要麼與晶片製造商的關係越來越密切。
根據國際汽車製造商協會數據,2018 年全球乘用車產量7057萬輛,其中中國佔據33%。中國是最大的汽車半導體需求市場。全球主要汽車半導體供應企業恩智浦、瑞薩2018 年分別在中國銷售收入佔集團比重為 36.5%、20.2%。但根據全球主要汽車半導體企業銷售區域及中國主要汽車電子企業半導體採購情況分析,可以判斷中國汽車半導體基本依賴進口。
2018 年中國佔據全球乘用車產量的33%(圖源:東莞證券研究所)
然而汽車電動、智能、互聯,車用半導體單車價值將繼續提升,推動全球車用半導體需求將快於整車銷量增速。我們是否做好了準備,迎接汽車新時代的來臨?
我們把國內廠商在車規級半導體領域的布局大致分為三大類:一是傳統半導體廠商和車企,主要為傳統生產車規級晶片的廠商和逐漸過渡為車規級半導體生產商的傳統車企;二是初創或者新加入這個賽道的企業;三是通過併購整合切入汽車級半導體市場的企業。
傳統車企中比亞迪和中車採用自研的方式,而北汽、上汽、吉利等都採用擁抱半導體廠商成立新公司的合作方式入局。如近日,北汽產投與Imagination集團(簡稱Imagination)共同籤署協議,合資成立北京核芯達科技有限公司;吉利集團控股的億咖通科技與Arm中國合資建立了湖北芯擎科技,規劃建設車規級晶片及通訊模組的研發、測試及生產基地;上汽與英飛凌合資組建IGBT企業上汽英飛凌汽車功率半導體(上海)有限公司。
比亞迪自2005年便開始組建IGBT研發團隊,2009年推出首款車規級IGBT 1.0技術,2012年IGBT 2.0研發成功,2018年其推出的IGBT 4.0產品在電流輸出、綜合損耗及溫度循環壽命等許多關鍵指標上超越了英飛凌等主流企業的產品,產能達5萬片,並實現對外供應。此外,比亞迪正加碼對第三代半導體材料 SiC的研究,有望實現全面自主可控。
而中車從1964年開始投入功率半導體技術的研發與產業化,2008年戰略併購英國丹尼克斯公司。公司還擁有國內首條、全球第二條8英寸IGBT晶片線,全系列高可靠性IGBT產品已全面解決軌道交通核心器件受制於人的局面,基本解決了特高壓輸電工程關鍵器件國產化的問題,並正在解決我國新能源汽車核心器件自主化的問題。
華為在汽車行業已布局多年,其主要通過自研和外部投資兩條腿走路。自研最早可以追溯到2009年對車載模塊的開發,2013 年,華為宣布推出車載模塊 ME909T。2019 年1月,華為發布 5G 基帶晶片Balong 5000,據悉,Balong5000是全球首個支持V2X的多模晶片,未來可用於汽車端的車聯網、自動駕駛領域。
而華為投資的企業山東天嶽、深思考、鯤遊光電、好達電子以及裕太車通等企業,也大多與汽車行業的晶片和材料有關。此外還有媒體透露,華為正在從業界知名廠商處挖人做IGBT。可見華為對於進軍汽車領域勢在必行。
在存儲領域,兆易創新自2014年就開始布局汽車行業,去年4月份兆易創新宣布,其GD25全系列SPI NOR Flash產品已完成AEC-Q100認證,是目前唯一的全國產化車規快閃記憶體產品,可為汽車前裝市場以及需要車規級產品的特定應用提供高性能和高可靠性的快閃記憶體解決方案。兆易創新的這一小步,可以說邁出了中國車規快閃記憶體的一大步。
在車規級IGBT領域,據IHSMarkit報告數據顯示,在2018年度IGBT模塊供應商全球市場份額排名中,斯達半導排名第8位,在中國企業中排名第1位,成為世界排名前十中唯一一家中國企業。成立於2018年11月的廣東芯聚能半導體也在布局車規級IGBT這個市場,總投資25億元的項目,目前正在建設建設用於新能源汽車的IGBT和SiC功率器件與模塊生產基地,未來將面向新能源汽車和自動駕駛的汽車功率模塊、半導體器件和系統產品。
全志科技的主要產品為智能應用處理器SoC、高性能模擬器件和無線互聯晶片。在汽車電子市場,全志科技推出了符合車規級認證的SoC產品,並已成功進入前裝市場。公司產品覆蓋了智能車載多媒體、智能液晶儀表、流媒體後視鏡、安全輔助駕駛等領域。
隨著自動駕駛的落地,毫米波雷達、雷射雷達(LiDAR)和攝像頭是自動駕駛汽車必備的傳感器。而中國部分公司也在汽車雷達領域嶄露頭角。成立於2014年的加特蘭微電子,是CMOS工藝毫米波雷達晶片開發與設計的領導者。於2017年成功量產了全球首個汽車級CMOS工藝77/79GHz毫米波雷達射頻前端晶片,率先實現了在汽車前裝市場的突破。還率先推出了集成雷達基帶處理的SoC晶片,為毫米波雷達傳感器的開發實現帶來了全新的變革。
在CES 2020上,DJI大疆的子公司覽沃科技(Livox)發布了兩款雷射雷達傳感器——Horizon和Tele-15,這兩款雷射雷達專為 L3/L4 級自動駕駛而設計。創立於2014年的速騰聚創發布了車規級智能固態雷射雷達RS-LiDAR-M1 Smart,集成了AI 感知算法和 SoC晶片,能提供優質的高解析度三維點雲數據;成立於2015年2月的鐳神智能發布了3款雷射雷達產品LS20B/D/E。
鐳神智能是全球唯一一家同時掌握了TOF時間飛行法、相位法、三角法和調頻連續波等四種測量原理的雷射雷達公司,也是國內唯一一家自主研發出雷射雷達專用16通道TIA晶片、雷射雷達自動化及半自動化生產線、1550nm光纖雷射器的雷射雷達公司。
南京隼眼電子科技有限公司始創於2015年4月,公司依託東南大學毫米波國家重點實驗室、由施雪松先生聯合多名車載電子行業領軍人物組建。公司專注於76~81GHz車載毫米波雷達技術研究與應用。隼眼科技在施雪松先生的帶領下,率先打破了Autoliv、Bosch等國際巨頭的對毫米波雷達壟斷。
此外還有在2014年成立的安智傑科技,於2016年進軍前裝OE市場,迅速得到了客戶的認可,成為了國內領先的汽車毫米波雷達部件供應商。
如果說雷射雷達或毫米波雷達等傳感器是自動駕駛汽車的眼睛,AI主控晶片則是自動駕駛汽車的大腦。國內AI設計公司也是進入車用晶片市場的一股重要力量。
AI獨角獸地平線2017年年底發布第一代「徵程」1.0處理器,面向智能駕駛;2018年推出徵程2.0,並發布了基於徵程2.0處理器架構的自動駕駛計算平臺Matrix1.0。在CES2020上,Matrix 首次公開亮相。相比上一代,Matrix 2在性能方面裝配有16TOPS的等效算力,而其功耗僅為原來的2/3。
說到AI晶片,百度開發的「崑崙」AI晶片,也可以適配於自動駕駛的Apollo系統。在2019年12月舉行的Apollo生態大會上,百度還發布了一款車規級晶片鴻鵠,針對語音技術領域的AI晶片,用於處理車內語音功能,可提升車載系統的語音交互流暢性。
併購是企業成長的重要路線,縱觀國外大廠,無不都是由小到大,通過併購擴張切入新技術領域。在國內比較有代表性的是,聞泰收購安世,打入汽車功率半導體;韋爾股份收購豪威和思比科,進軍CMOS圖像傳感器;北京君正收購 ISSI,入局汽車級存儲晶片。四維圖新是收購傑發科技,投入車載MCU領域。而通過最近這幾家廠商的財報數據,可以看出這些併購整合都是很成功的,汽車級半導體自主可控的雛形漸顯。
根據聞泰科技2019年財報顯示,2019年聞泰科技實現營業收入415.78億元,同比增長139.85%;淨利潤12.54億元,同比增長1954.37%。由於2019年完成了對於安世半導體的收購以及業績的增長,聞泰科技的總資產也增長到了約651.32億元。
安世半導體主要生產分立式器件、邏輯器件與MOSFET器件,豐富的產品組合能夠滿足汽車行業嚴格的標準要求。公司於2017年初獨立。安世半導體在全球汽車半導體領域具備領先地位,2017年公司42%營收來源於汽車領域,其客戶包括博世、德爾福、比亞迪。安世半導體2018年車用功率 mosfet 器件全球市佔率第二。
2019年8月完成對豪威科技收購後,韋爾股份2020年一季度營業收入約38.17億元,同比增長44.21%;淨利潤4.45億元,同比暴增800.03%,這主要得益於其收購的豪威科技、思比科等資產的業績並表。豪威科技與日本索尼、韓國三星並稱為全球領先的三大主要圖像傳感器供應商。伴隨智能汽車興起,汽車領域有望快速增長,根據豪威的計劃,在汽車領域力爭三年內做到第一。
2018年11月,北京君正擬以72億元人民幣收購北京矽成100%股權,於2020年1月1日獲證監會核准。北京矽成主要產品是高速低功耗SRAM和中低密度DRAM,NOR快閃記憶體產品以及高性能模擬和混合信號集成電路。北京矽成的主要目標市場是汽車和工業市場。根據公司披露的2017年、2018年、2019年1-5月數據,汽車領域銷售佔比均在50%以上。
北京矽成的主要經營實體是ISSI,其主要客戶集中在國外,中國佔比相對較少,北京君正的收購,對進口替代空間較大的車規級存儲晶片來說無疑是錦上添花。
2016年四維圖新擬收購傑發科技100%股權,交易作價38.75億元。2017年收購傑發科技之後,四維圖新的汽車晶片業務由旗下傑發科技研發運維,主要包括:車載信息娛樂系統IVI晶片、車載音頻功率放大器AMP晶片、車規級微控制器MCU晶片、胎壓監測系統TPMS晶片。
四維圖新自主研發的MCU晶片作為國內首顆車規級MCU晶片已於2018年12月通過AEC-Q100 Grade1驗證,打破了一直以來國際巨頭的技術壟斷局面,自主研發的TPMS胎壓監測晶片作為國內首顆全集成胎壓監測晶片已於2019年11月實現量產,智能座艙以及新一代4G車聯網晶片已經投放市場,新一代MCU、功放等多款新產品商業化進度也在不斷推進。
不過在此還要提一家企業——大唐恩智浦,其成立於2014年3月,由大唐電信與恩智浦合資建立。大唐恩智浦成立之初的定位是,主要服務於中國本土市場,專注於研發和銷售採用高性能混合信號技術的汽車電子IC,由恩智浦向合作公司轉讓和授權其持有的電源管理(包括電池管理)方面的部分智慧財產權。
大唐電信方面當時在接受採訪時表示,合資公司將藉助恩智浦的技術優勢和專利布局,快速切入汽車電子市場,搶佔市場先機。如今大唐恩智浦的經營狀況良好,2018年經審計的資產總額1.87億元,淨資產1.57億元,收入9436.59萬元,淨利潤2030.79萬元。
在汽車半導體在時代發展的大背景下,我們看到,傳統晶片廠商之間正在通過兼併收購等方式快速擴展技術和產品能力、建立整合優勢;老牌半導體廠商自主技術逐漸突破,迎來曙光;科技巨頭也加緊推進在自動駕駛計算類晶片領域的布局和產品落地,AI智能晶片成為創業企業的發展搖籃。伴隨汽車智能化滲透率提升,傳感器晶片、控制器晶片、智能座艙晶片等市場規模有望快速成長。中國汽車半導體有望迎來需求(電動智能互聯)&供給(進口替代)共振。