汽車缺芯帶來創業空間:國內企業如何突圍?

  原標題:汽車缺芯帶來創業空間:國內企業如何突圍?

  隨著汽車行業的變革,車聯網、新能源、智能化、自動駕駛四個領域趨勢為汽車行業帶來了新的半導體需求,新需求為國內新進晶元企業進入汽車帶來全新的產業機遇。

  21世紀經濟報導見習記者 馬婷婷 北京報導

  隨著汽車行業電動化和智能化程度的提高,汽車整體產業價值鏈構成隨之升級,車規級晶元需求量持續攀升。海思在2021中國汽車半導體產業大會發佈的數據顯示,2021年全球汽車半導體市場規模約為505億美元,預計未來5年這一規模將以30%以上的年化增長率高速增長,到2027年,行業市場總規模將接近1000億美元。作為全球最大的汽車消費市場,中國車載半導體市場穩步上升,2020年市場規模約1000億人民幣。 

  目前,新能源汽車滲透率的快速提高更加速了汽車晶元行業的發展。據天風證券研究報告測算,電動車半導體含量約為普通燃油車的兩倍,智能車用量則為燃油車的8-10倍。2020年,全球約需要439億顆汽車晶元,預計到2035年,這一數字將達到1285億顆。未來,汽車電子在汽車總成本中佔比將達到50%。車規級晶元有望成為半導體行業發展的新驅動力,重構整個汽車行業價值鏈。 

  汽車行業車聯網、新能源、智能化、自動駕駛等趨勢為汽車行業帶來了新的半導體需求,新需求為國內晶元創業企業帶來全新的產業機遇。華山資本董事總經理杜波在近日天風產融線上論壇上表示,「智能電動車這個領域,還處於一個早期的市場,市場格局還遠遠沒有穩定,雖然國內在機械車時代,產業鏈遠遠落後於國外,但在智能車時代,下游活力非常大,也有一些未來能夠跟特斯拉形成競爭的潛在對手,隨著國內下游市場的興起,上游晶元企業也有巨大的機會。」

  缺芯帶來創業空間和試錯機會

  自2020年四季度以來,全球汽車行業開始出現缺芯現象。兩年間,這一現象非但不見好轉,反而有愈演愈烈的趨勢,特別是進入2022年以來,時有車企由於缺芯問題遭遇停產風波。 

  2021年,由於晶元短缺,通用汽車位於北美的8家工廠曾一度停產,此後,Stellantis、吉利、一汽等諸多車企也都曾爆出過暫時停產消息。今年5月份,何小鵬還在社交媒體上發佈影片,用玩具可達鴨「急求晶元」。 

  汽車缺芯一方面是由於汽車行業電動化和智能化的提速,再加之國內外對新能源汽車的支持政策持續加碼,都造成了汽車單車晶元用量的激增,雖然過去兩年間,全球主要晶元廠商都在持續擴產中,但仍然無法滿足需求。同時,由於疫情的影響,在晶元生產和物流方面,都加劇了晶元供應不足的情況。另外,日益複雜的國際形勢、地緣政治等因素,也為晶元供應帶來麻煩,烏克蘭是半導體產業中惰性氣體的最大出口國,約佔全球供應量的70%。 

  據悉,2022年一季度英飛凌積壓的訂單金額已經是2021年全年營收的三倍有餘,其中,超過五成是汽車晶元。目前看來,積壓訂單已遠遠超出英飛凌的交付能力。另一晶元巨頭意法半導體也公開表示,目前積壓訂單能見度約18個月,遠高於意法目前已規劃的2022年產能。天風證券研究顯示,2022年3月,全球汽車晶元平均交付周期(晶元從訂購到交付的周期)相較於2月增加了兩天,達到26.6周,創下了自2021年3月以來的歷史新高。 

  目前汽車行業缺芯是全面性短缺。細分到汽車晶元來看,根據廣汽研究院測算,汽車缺芯的主要種類包括主控晶元的MCU(微控制單元)、功率類的電源晶元和驅動晶元,三者合計佔到中高風險缺芯的74%,其次是信號鏈晶元CAN/LIN等通信晶元。雖然晶元的短缺,直接造成整車生產成本的不斷攀升,但也為國內車規級晶元企業撕開了一道口子,為中國本土的汽車晶元企業導入供應鏈提供了機會。 

  九鼎投資對此表示,缺芯問題短期內給國內創業公司帶來的較大的創業空間和試錯機會,但該機會亦存在一定的窗口期。因為國外汽車半導體龍頭企業都在大幅地擴充產能,以滿足隨著新能源快速普及而帶來的較高增速的汽車晶元需求,所以對於國內一級市場創業企業而言,應準確評估並把握住此次難得的行業機遇期,大力提升研發實力的同時盡量與整車廠進行深度合作或業務綁定,以實現快速崛起。

  國際巨頭圍剿,國內企業仍有細分優勢 

  由於投資大、周期長、技術壁壘高等特點,全球晶元行業仍由國外晶元巨頭把持,呈現出「贏者通吃」的格局。車規級晶元方面,前五大廠商分別為英飛凌、恩智浦、瑞薩、德州儀器、意法半導體,目前全球前十大車規級晶元廠商中尚無國內企業入圍。在2020年全球前25強中,唯一一家中國企業聞泰科技名列第19位。根據中國汽車工業協會的調查,在汽車晶元行業,中國的自主率尚不足5%。 

  根據具體應用,汽車晶元可細分為,主控晶元、功率晶元、存儲晶元、感測器晶元、模擬晶元等。在2020年的市場佔有率中,主控晶元規模佔比23%,功率晶元佔比22%,感測器晶元佔比13%,存儲晶元佔比9%,其他佔比33%。雖然整體上,中國本土企業與國際晶元巨頭尚存在明顯差距,但在主控晶元、功率半導體等個別細分中,仍有創業企業憑藉自身優勢,佔有一席之地。 

  自動駕駛晶元領域,一方面需要滿足更高的安全等級,同時需要更高的算力支持,因此推動了SoC晶元和AI計算平台的迭起。目前,多家頭部晶元企業實現L2-L5全覆蓋,英偉達在算力方面更加領先,超過1000tops。 

  相比國外廠商,國內企業也具備自身優勢,國內晶元企業不僅能提供晶元,還能與國內車企共同定製開發獨有的生態系統,同時還為國內車企提供二次調試等本土化服務,這都是傳統晶元巨頭無法滿足的需求。 

  主控晶元:新興企業AI技術表現出眾

  隨著智能汽車的發展,特別是疊加高算力的智能座艙和自動駕駛概念的興起,SoC(系統級晶元)應運而生。其中,智能座艙晶元相比於自動駕駛晶元,對安全的要求相對更低,晶元本身也將朝小型化、集成化、高性能化的方向發展。天風證券研究顯示,由於智能座艙晶元不涉及底盤控制,安全壓力小,技術實現難度低,成果易感知,可迅速提升產品差異化競爭力,因此國內OEM在等待自動駕駛關鍵技術成熟的檔口,開始逐步將精力轉移到智能座艙的落地,從而加速了這一領域的國產化進程。 

  目前,智能座艙SoC玩家可分為,傳統汽車晶元企業、消費級晶元企業、國內新興晶元企業。其中,國內新興晶元企業在AI技術方面表現出眾,通常可為客戶提供「演算法+晶元」的軟硬體耦合的全棧式解決方案。例如國內創業企業黑芝麻則定位Tier 2(汽車零部件二級供應商)並與車企和Tier 1(汽車零部件一級供應商)合作,提供從座駕域到座艙域的全域智能方案。目前已與一汽、蔚來、上汽、博世、滴滴等,在L2/3級ADAS(高級駕駛輔助系統)和自動駕駛感知系統解放方案上展開商業合作。 

  地平線是國內領先的邊緣人工智慧晶元及解決方案提供商。面向智能駕駛提供高性價比的邊緣AI晶元、極致的功耗效率、開放的工具鏈、豐富的演算法模型樣例和全面的賦能服務。其第三代高性能、大算力自動駕駛晶元征程5面向L4自動駕駛,單顆算力高達128TOPS,是業界第一款集成自動駕駛和智能交互於一體的全場景整車智能中央計算晶元。目前地平線已與比亞迪達成定點合作,比亞迪將在其部分車型上搭載征程5,打造更具競爭力的行泊一體方案,實現高等級自動駕駛功能,預計此款車型最早將於2023年中上市。 

  從技術路線來看,九鼎投資認為,未來汽車行業的終局是實現自動駕駛的智能終端,自動駕駛SoC晶元將是汽車晶元未來的核心。目前,自動駕駛技術受到全球科技巨頭的熱捧,自動駕駛晶元有望成為這一趨勢的制高點。智能座艙SoC晶元的滲透只是「前菜」,自動駕駛SoC晶元才是自動駕駛產業的核心。根據特斯拉、英偉達、Mobileye、地平線等主流處理器架構分析及對比,「CPU+ASIC」的簡化架構或將成商業化主流。 

  功率半導體:價值增量最大 

  新能源汽車的功率晶元價值大約是燃油車的4倍,成為價值量增幅最大的領域。其中,IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)被應用於汽車的多個零部件中,是核心器件之一。Omdia的報告顯示,2019 年中國車用IGBT市場規模為2.8 億美元。而隨著新能源汽車滲透率的增加,車規級IGBT的需求量還在持續攀升中。因此IGBT不僅是國產功率半導體企業的布局重心,也是車廠與半導體大廠強強聯手的破局點,目前IGBT功率器件國產率超三成。2019年比亞迪在中國新能源乘用車電機驅動控制器用IGBT模塊的市場佔有率已達18%,全球排名第二。 

  在談及國內企業在車規級IGBT晶元的發展機遇時,九鼎投資表示,功率半導體市場存在較大供需錯配,行業缺芯凸顯晶元國產化瓶頸現狀,國產廠商迎來供應鏈導入良機。國內的時代電氣、斯達半導、士蘭微等廠商IGBT性能不斷改善,已逐漸在以國產車企為主的主機廠客戶中放量出貨,未來幾年將進入加速發展窗口期。  

  汽車產業鏈和生態均有望重構

  近年來,傳統汽車行業生態正消然發生變化,OEM+Tier1+Tier2的金字塔格局正在受到挑戰。現有供應鏈合作模式,已難以適應標準化的大規模工業生產與用戶日益增長的個性化需求。 

  車廠開始主動改變傳統的供應鏈合作模式,嘗試與晶元企業尋求直接合作,晶元企業由Tier2轉變為新的Tier1,甚至還出現部分車廠親自下場,直接參與晶元投資和研發。通過這種新的嘗試,車廠一方面希望未來可以改善晶元的供應情況,提高對整個晶元產業鏈的掌控能力,與此同時,還能結合自身特點,更好地滿足個性化需求。2021年以來,寶馬、福特、StellantisNV和通用等,都在優化晶元供應鏈方面,做了主動嘗試。 

  未來的OEM除了跟傳統部件合作之外,有些車企還會考慮自建平台,例如大眾在2019年正式成立「Car.Software」車載軟體開發部門,宣稱做自己的操作系統。平台車廠自建或和供應商合建,除了平台車廠還需要和演算法供應商、生態夥伴、投資夥伴等合作。天風證券認為未來合作模式是以車廠為中心的平台+生態的合作模式,逐步走向平台+開放帶來更多的開放和創新。未來汽車產業的生態圈將會從過去的「整車廠是主導」,發展到「掌握核心技術關鍵環節的企業(如晶元)是主導」,而且可能是一個圈和另外一個圈形成生態的競爭,從而組成一個更大的新一代汽車生態體系。

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