智能汽车快速发展,2022年上半年我国智能化汽车渗透率已上升至32.4%,预计到2030年我国新车不同级别的智能驾驶将达到70%;汽车智能化有效拉动汽车芯片数量的增长,预计到2030年我国汽车芯片市场规模将达到290亿美元,数量将达到1000-1200亿颗/年。
智能汽车芯片市场量级变得前所未有的大,牌桌上的玩家正在挪换位置。过去牌桌上都是 Mobileye、英伟达这样的老玩家,而在缺芯的倒逼下,我国汽车芯片设计有了快速的进步,有地平线这样奔向台前的明星企业,征程5既定将搭载于比亚迪、红旗、理想和蔚来的新品牌;也有黑芝麻智能这样闷声定大点的企业,上周14号刚获得东风集团旗下东风乘用车首款纯电轿车和首款纯电SUV两款车型的项目定点。
国产芯片正加快上车,一个新的汽车芯片时代已经到来。业界预期,2025年将成为芯片国产化替代的关键节点。要么上车,要么不必再挤上车。
围绕此现象,本文试着回答以下问题:
1、国产芯片上车经历了哪些波折?
2、推动车芯国产化,目前面临的最大风险是什么?
3、国产芯片如何和英伟达等国外厂商争夺市场?
01 风向变了
中国电动汽车百人会的研究团队和国内的机构一起拆了一辆车后发现,汽车芯片的组成远远超出了任何一个智能终端。汽车芯片涵盖众多产品种类,包括控制、计算、功率、通信、存储、电源/模拟、驱动、传感、安全9大类。其中,IGBT负责功率转换的功率半导体,MCU负责车辆控制。这两类芯片是燃油车以及电动车上数量最多的芯片。SoC大算力系统级芯片,一般负责汽车智能相关的功能。如今车企军备竞赛比拼的自动驾驶芯片、智能座舱芯片以及云端芯片,都是此类。
上车车规级芯片当中,IGBT算是本土企业最早取得突破的一个大类。
20世纪末期,IGBT角斗场上最为重磅的玩家是德日,中国玩家一直没有姓名。
直到2005年,曾就职于西门子(英飞凌)半导体技术研发部的沈华,关注到中国半导体行业的空白现状创立了斯达半导。
与斯达半导不同,比亚迪与中车时代选择收购。2008年,比亚迪以1.7亿元收购宁波中纬半导体公司。同年中车时代以大约一亿元收购了一家掌握IGBT关键技术的英国企业——丹尼克斯。
一年后,比亚迪IGBT 1.0横空出世,让中国在IGBT技术上实现了从零到一的突破,紧接着比亚迪又相继推出了IGBT2.0、IGBT2.5,实现了自产IGBT芯片的初步尝试。
和比亚迪不同,中车时代布局IGBT的初衷不为造车,而是为了造高铁。当时中国每年都要用掉将近10万只IGBT,进口IGBT芯片的金额高达12亿元,产品交货周期极长,无法满足中国高铁建设规模。
于是时任中车株洲研究所董事长的丁荣军果断拍板建设8英寸IGBT生产线。2014年5月,世界第二条8英寸IGBT芯片生产线成功建成投产。
IGBT生产线建立后,这三家都顺利拿下了主机厂的单子。
2015年,比亚迪开始自供,同时给外部商用车供货;2017年,中车时代切入车规级IGBT,拿下了东风、一汽、长安等车企;斯达半导的主机厂客户分布最广,包括奇瑞、江淮、长安、上汽、广汽本田、江淮大众等国内整车厂,也包括雷诺、通用等海外客户。
2019年,比亚迪、斯达半导的市占率已经达到20%、17%。2020年,斯达半导生产的汽车级IGBT模块合计配套超过20万套新能源汽车、市占率进一步提升达15%。根据2021年报,斯达半导应用于主电机控制器的车规级IGBT模块持续放量,合计配套超过60万辆新能源汽车,市占率继续上升。
相比IGBT,车规级MCU国产化晚很多,直到2018年比亚迪成功推出第一代8位车规级MCU芯片,才实现零突破。一年后,比亚迪的第一代32位车规级MCU芯片成功搭载在了旗下的全系车型上。同年,芯旺微将车规级MCU推向汽车市场。实现了汽车前装产品的量产,并发布32位汽车级MCU。但全球汽车MCU市场依然是海外巨头的天下,市占率超过95%。
在SoC芯片方面,地平线、黑芝麻等汽车芯片领域的“新势力”异军突起,与英伟达、高通等国外传统芯片厂正面刚。
2020年6月,地平线的国内首款车规级AI芯片征程2搭载的长安UNI-T上市,实现中国车规级 AI 芯片的首次上车量产,当年这款芯片出货量突破16万片。今年10月大众宣布24亿欧元投资地平线,其旗下的CARIAD也与地平线成立了合资公司。此外,地平线与比亚迪、奇瑞、长城、江汽、理想、哪吒、岚图等厂商也均有合作。
黑芝麻智能的华山二号A1000芯片已完成所有车规级认证,也是首个量产的符合车规、单芯片支持行泊一体域控制器的国产芯片平台。目前,黑芝麻已经获取了15个车企的量产项目。
可以说,国产汽车芯片在当下迎来了更好的发展机遇。自主品牌车企已逐渐开始接受和主动拥抱国产芯片,风向开始转变,一些提早布局的芯片公司也开始享受市场红利。