【收錄專題 | 半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀、市場(chǎng)分析及發(fā)展前景】

　　2022年上半年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)一整年的強(qiáng)勁增長(zhǎng)有所緩和。隨著消費(fèi)電子下行周期來臨，半導(dǎo)體行業(yè)也難免受到?jīng)_擊。根據(jù)工業(yè)和信息化部運(yùn)行監(jiān)測(cè)協(xié)調(diào)局統(tǒng)計(jì)，上半年我國(guó)集成電路產(chǎn)量1661億塊，同比下降6.3%。

　　需求疲軟并非“無差別攻擊”所有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的下游市場(chǎng)，汽車領(lǐng)域的需求依舊旺盛，汽車電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化的“新四化”浪潮，成為汽車半導(dǎo)體發(fā)展的主要推動(dòng)力。臺(tái)積電Q2財(cái)報(bào)中，汽車行業(yè)成為當(dāng)季度增速最快的平臺(tái)。德勤表示在過去一年，中國(guó)汽車供應(yīng)鏈在經(jīng)歷了缺芯和原料價(jià)格上漲等沖擊后，將在2022年逐步過渡到穩(wěn)健恢復(fù)期，同時(shí)汽車行業(yè)供應(yīng)鏈將呈現(xiàn)出三大主要趨勢(shì)：供應(yīng)本土化、運(yùn)營(yíng)精益化、產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

　　根據(jù)IHS Markit Automotive數(shù)據(jù)，2022年上半年，國(guó)內(nèi)本土汽車制造商的乘用車銷量同比增長(zhǎng)14.7%，至402萬輛，市場(chǎng)份額從36.4%提高至42%。同時(shí)IHS給出預(yù)測(cè)，2022年全年中國(guó)大陸，輕型汽車產(chǎn)量為2，468萬輛，同比增長(zhǎng)0.4%。旺盛發(fā)展的中國(guó)本土的汽車市場(chǎng)加上全球汽車半導(dǎo)體廠商都面臨的缺貨問題讓國(guó)產(chǎn)汽車半導(dǎo)體廠商迎來了窗口期，讓以車規(guī)MCU為代表的國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體迎來黃金發(fā)展期。

　　車規(guī)MCU僅是汽車半導(dǎo)體的一部分，汽車行業(yè)給半導(dǎo)體帶來的機(jī)遇還有許多，國(guó)產(chǎn)廠商的萬里長(zhǎng)征僅踏上了第一步。

　　國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU迎來上升期

　　在汽車半導(dǎo)體的缺貨列表上，MCU是缺貨的主角之一。IC insights數(shù)據(jù)表示大約 46% 的MCU銷售額來自“通用”嵌入式應(yīng)用(包括智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備、工業(yè)用途和消費(fèi)產(chǎn)品)中的 MCU，汽車系統(tǒng)占MCU應(yīng)用市場(chǎng)比例超40%，已經(jīng)成為MCU最大的應(yīng)用市場(chǎng)。

汽車的部分控制模塊

　　MCU主要用于汽車的控制模塊，既可以用于雨刷、車窗、電動(dòng)座椅等車身控制領(lǐng)域，可以用于車內(nèi)影音娛樂、信息顯示、手機(jī)APP控制等功能。中信證券數(shù)據(jù)顯示每輛傳統(tǒng)汽車平均用到70顆以上MCU，智能汽車則超300顆。

　　車規(guī)MCU市場(chǎng)原本被國(guó)外三家巨頭瑞薩、NXP、英飛凌壟斷，但受多種因素影響，三巨頭的產(chǎn)量都受到了影響。芯片缺貨導(dǎo)致的減產(chǎn)讓整車廠、零件廠都意識(shí)到了供應(yīng)鏈多樣化的重要性。車廠、零件廠都在提升供應(yīng)鏈整體風(fēng)險(xiǎn)管理能力，加緊供應(yīng)源控制并構(gòu)建本土供應(yīng)鏈的完整性。因此本土MCU廠商得到了機(jī)會(huì)。相當(dāng)多的國(guó)產(chǎn)廠商的MCU產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入主流汽車廠商的供應(yīng)鏈。賽騰微批量出貨的汽車主機(jī)廠包括上海通用、上汽通用五菱、奇瑞汽車、吉利汽車、江淮汽車等。復(fù)旦微的車規(guī)MCU也已經(jīng)進(jìn)入上汽、長(zhǎng)城汽車、一汽、蔚來、奇瑞的多個(gè)車型。

　　通過上圖對(duì)比可以看出，雖然國(guó)產(chǎn)MUC已經(jīng)上車，但主要還是聚焦于中低端領(lǐng)域，而國(guó)外的MCU巨頭則更重視在中高端領(lǐng)域的布局。產(chǎn)品也已經(jīng)從MCU向更高端形式發(fā)展，例如恩智浦在發(fā)展的產(chǎn)品——實(shí)時(shí)處理器，實(shí)時(shí)處理器既可以像MCU一樣能夠保持安全確定性操作，同時(shí)結(jié)合了微處理器的典型特點(diǎn)，高速、多應(yīng)用隔離和內(nèi)存擴(kuò)展能力。恩智浦的實(shí)時(shí)處理器計(jì)劃用于電動(dòng)汽車控制和智能驅(qū)動(dòng)。

　　國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU廠商的不斷突破的同時(shí)也緩解了MCU的缺貨，此前價(jià)格曾高達(dá)200元人民幣的意法半導(dǎo)體STM32系列MCU也暴跌至兩位數(shù)的價(jià)格。國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU的成績(jī)已經(jīng)顯而易見，但我們也需要清醒國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU攻占了仍是最底層的產(chǎn)品。表面上看這是國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體確實(shí)取得了一定進(jìn)步，不過可以看到國(guó)外巨頭正在布局更復(fù)雜、更先進(jìn)的產(chǎn)品。

　　汽車行業(yè)的未來趨勢(shì)影響多種半導(dǎo)體

　　事實(shí)上，汽車行業(yè)的新趨勢(shì)不止帶動(dòng)了MCU產(chǎn)品，傳感器、通信芯片、存儲(chǔ)芯片、功率器件等產(chǎn)品均受到積極影響。

　　汽車傳感器是重要的信息輸入裝置。汽車傳感器分為車身感知傳感器和環(huán)境感知傳感器。車身感知傳感器需要收集的信息包括溫度、壓力、速度、流量、位置(指車身部件，如制動(dòng)踏板、變速桿、離合器等)等。環(huán)境感知傳感器則包含視覺、雷達(dá)、定位等。

　　汽車的智能化增加了對(duì)汽車感知傳感器的需求，而自動(dòng)駕駛的趨勢(shì)則提高了對(duì)環(huán)境感知傳感器的需求。MEMS傳感器主要應(yīng)用于動(dòng)力總成系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和底盤系統(tǒng)中，對(duì)汽車的速度、排放、動(dòng)力總成、懸架、氣候控制、環(huán)境控制等起著至關(guān)重要的作用。汽車智能傳感器主要包括車載攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、紅外傳感器、超聲波傳感器等。

　　目前感知類芯片，傳統(tǒng)車領(lǐng)域被國(guó)外企業(yè)高度壟斷;智能車領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)企業(yè)很活躍。汽車傳感器的市場(chǎng)的國(guó)外巨頭主要有意法半導(dǎo)體、英飛凌、博世、森薩塔科技等;而國(guó)內(nèi)的車規(guī)傳感器廠商相對(duì)較少但在細(xì)分領(lǐng)域取得了一定成績(jī)。主營(yíng)產(chǎn)品為車規(guī)CIS的豪威科技目前已經(jīng)進(jìn)入了奔馳、寶馬、豐田、大眾、特斯拉等整車的供應(yīng)鏈。雷電芯片方面，縱慧芯光的芯片完成AEC-Q102車規(guī)認(rèn)證;睿熙科技完成用于車載激光雷達(dá)的VCSEL芯片定制開發(fā);上海加特蘭的毫米波雷達(dá)芯片也已經(jīng)進(jìn)入汽車的供應(yīng)鏈。

　　車規(guī)通信芯片將越來越重要。汽車中的通信芯片的作用包括車身各部件之間的車內(nèi)通訊也包括與外部通信的車聯(lián)網(wǎng)通信，包括基帶芯片、射頻芯片、信道芯片、電力線載波通信芯片等。作為通信芯片龍頭，高通已經(jīng)開始布局車載通信芯片;國(guó)內(nèi)方面的主要企業(yè)有華為，大唐、紫光展銳。但國(guó)外企業(yè)高度壟斷車內(nèi)網(wǎng)領(lǐng)域，車際網(wǎng)和車載互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。國(guó)外以DSRC為技術(shù)路線，國(guó)內(nèi)以C-V2X為技術(shù)路線。

　　汽車存儲(chǔ)芯片需求增長(zhǎng)。隨著智能汽車自動(dòng)化程度提高，數(shù)據(jù)生產(chǎn)量級(jí)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。智能化下占據(jù)車輛車載存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最大份額的是各類傳感器的數(shù)據(jù)，傳感器數(shù)據(jù)主要來自ADAS系統(tǒng)和V2X功能。

　　2021年，汽車存儲(chǔ)占據(jù)汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)的7%，其中大容量DRAM和大容量NAND占據(jù)八成以上份額，多在軟件更新中發(fā)揮作用。此外NOR閃存的需求也在增加，用于信息安全、相關(guān)系統(tǒng)快速觸發(fā)啟動(dòng)等多個(gè)不同任務(wù)中。

　　目前推出汽車存儲(chǔ)的國(guó)外品牌有美光、Marvell;國(guó)內(nèi)的北京君正、兆易創(chuàng)新產(chǎn)品均已導(dǎo)入車用市場(chǎng)。北京君正收購北京矽成后進(jìn)入車載存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，已與博世汽車、大陸集團(tuán)等下游車企達(dá)成緊密合作。兆易創(chuàng)新自2014年以來開始布局汽車行業(yè)，目前，相關(guān)產(chǎn)品在英偉達(dá)、高通、Mobileye、NXP、TI等主芯片平臺(tái)上已經(jīng)或正在得到驗(yàn)證，特別是NOR 閃存領(lǐng)域，兆易已經(jīng)是全球領(lǐng)先者。

　　汽車電子缺貨已經(jīng)逐漸過渡到模擬芯片不足。消息人士稱，2022年下半年，車用IGBT短缺對(duì)中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)的影響可能比車用MCU短缺更嚴(yán)重。消息人士指出，汽車 IGBT 供應(yīng)商的訂單出貨比已經(jīng)達(dá)到 2：1，并補(bǔ)充說英飛凌的汽車 IGBT 總是供不應(yīng)求，而 Onsemi 由于供應(yīng)緊張而不得不停止接受訂單。

　　同時(shí)新能源汽車帶動(dòng)基于碳化硅材料的功率器件的需求。許多領(lǐng)先的碳化硅IDM 宣布擴(kuò)大其制造設(shè)施。Wolfspeed建設(shè)新的200 mm晶圓廠;博世正在德國(guó)建設(shè)新碳化硅專用潔凈室;Rohm 在日本開設(shè)了一家新工廠;英飛凌也在在馬來西亞建設(shè)新的碳化硅工廠。碳化硅解決方案可用于制造用于電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的功率半導(dǎo)體元件。意法半導(dǎo)體最近宣布向賽米控供應(yīng)其SiC技術(shù)，蔚來汽車采用了onsemi的SiC功率模塊。

　　但是，國(guó)產(chǎn)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈還極其不成熟和脆弱。目前能通過大批量驗(yàn)證的襯底廠是空白。因此國(guó)內(nèi)基于碳化硅的產(chǎn)品能夠批量交付的也只是碳化硅二極管，而汽車領(lǐng)域需要的是碳化硅MOS，目前能量產(chǎn)的國(guó)內(nèi)企業(yè)屈指可數(shù)。派恩杰SiC MOSFET產(chǎn)品在新能源汽車OBC應(yīng)用驗(yàn)證取得了重大突破;清純半導(dǎo)體發(fā)布國(guó)內(nèi)首款15V驅(qū)動(dòng)的1200V SiC Mosfet器件平臺(tái)產(chǎn)品已經(jīng)通過了車規(guī)級(jí)測(cè)試，且獲得了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先新能源逆變器制造商的批量訂單。

　　汽車半導(dǎo)體不可偏安一隅

　　從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來看的自主率來看，國(guó)產(chǎn)汽車半導(dǎo)體廠商只邁出了萬里長(zhǎng)征的第一步，但這也意味著國(guó)產(chǎn)汽車電子仍有廣闊的空間可以成長(zhǎng)。

　　未來，汽車將由軟件定義，汽車半導(dǎo)體的主角也會(huì)從MCU邁向SoC等更高端半導(dǎo)體。未來汽車數(shù)據(jù)處理芯片逐步向智能化AI方向發(fā)展，汽車智能化趨勢(shì)，智能座艙和自動(dòng)駕駛對(duì)汽車的智能架構(gòu)和算法算力，帶來了數(shù)量級(jí)的提升需要。汽車芯片快速轉(zhuǎn)向搭載算力更強(qiáng)的SoC芯片，將成為半導(dǎo)體行業(yè)、IC產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。

　　隨著汽車企業(yè)的業(yè)務(wù)越來越多元化。汽車行業(yè)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的影響已經(jīng)越來越大，國(guó)產(chǎn)汽車芯片廠商才剛剛邁出了一小步。