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汽车“四化”带给半导体新机会

时间: 2024-05-16 15:12:43 | 作者：贝博足球app平台

今年下半年以来，我国宏观经济在全球各主要经济体中实现率先回暖，乘用车零售销量也连续保持月度同比正增长，9月，车销售更是出现了翻倍。10月，国务院常务会议通过的《新能源汽车产业高质量发展规划（2020-2035）》提出力争经过15年持续努力，使我们国家新能源汽车核心技术达到国际领先水平，质量

我国汽车产业加速向电动化、网联化、智能化、共享化（简称“四化”）方向发展。“四化”作为未来汽车行业变革的主旋律，大部分的技术创新都和半导体紧密相连。汽车电子更有望成为半导体行业中最具发展活力与潜力的市场方向。

我们正在进入软件定义一切的时代，软件定义汽车意味着汽车将被重新定义，汽车变成了四个轮子上的超级计算机，其架构也从原来电子电气架构向中央计算架构方向演进。未来智能汽车产业会形成“芯片算法+数据+软件”的全新布局，这使得传统汽车企业与有软件和AI计算能力的芯片公司做战略合作成为趋势，目前BMW与Mobileye，奔驰与英伟达，中国车企与地平线等纷纷进行合作。

汽车“四化”演进，将给整个汽车半导体产业都带来新的机会，带动包括传感、功率、MCU模拟、逻辑、存储在内的整个汽车半导体市场需求快速增长。

其中，功率器件作为控制及驱动模块弱-强电、交-直流电能转换的核心，在电路中起到整流、放大及开关的作用，在电控系统、电机驱动系统等场合获得广泛应用，给功率半导体器件在汽车电子的应用带来增长。

而MCU作为汽车的大脑，扮演核心的思考、运算、控制的功能。在“四化”的趋势下，对MCU提出了新的挑战。从目前来看，MCU仍需突破技术瓶颈，在功能安全、域控制器等领域取得突破，同时产品需要更丰富、更系列化，给客户平台化的选择。

汽车电子需求的变化，给谋求变局的中国半导体公司能够带来新的机会，有望从跟跑进入并跑轨道。

与其他消费类电子科技类产品不同，汽车电子中的元器件需要在严苛的环境中进行工作，因此就需要采用框架形式的封装来满足更高可靠性的要求。

汽车朝自动化、无人化、智能化的方向发展，需要应用到汽车半导体产品的领域会慢慢的多，不管是内燃机控制、燃油控制，还是从自动化、舒适性以及娱乐化等方面考量，都需要使用汽车半导体产品。

目前，市场对更薄的晶圆和性能有更强劲的需求，驱动晶圆切割技术进一步发展。现在主要的切割技术有三种：刀片切割、隐形切割以及等离子切割，其中等离子切割技术优势明显，具有广泛的前景，主要应用于3D package、MEMSLEDRFID等。

在汽车电子应用上，另一个重要技术是传感器制造MEMS。传感器在汽车上的应用非常广泛，无论是光学、压力还是气体传感器，都有大量的需求。目前针对传感器的主要封装方式分成三种：pre-mold、partial-mold、cavity-lid。

汽车电子在整车价值中的占比越来越高。预计2030年，特斯拉中汽车电子占比将增至整车成本的45%。AI让出行更安全、更智能，同样海量数据和复杂场景也带来前所未有的AI算力挑战，以一辆自动驾驶车辆平均每天产生600TB-1000TB数据计算，仅2000辆自动驾驶车辆产生的数据就会超过2015年全球一天的数据量。

由海量数据处理需求驱动，智能驾驶产业正掀起一场算力“军备竞赛”，随着ADAS等级的提高，AI算力要求和芯片价值不断攀升。一个值得注意的趋势是，传统主机厂与有软件能力的芯片公司进行整体战略合作是必由之路。

车载AI芯片开发周期长、难度大，处于AI、智能汽车与集成电路三大战略性产业的交汇点，是当代硬科技的珠穆朗玛。车载芯片将超越手机芯片，成半导体技术引领者。

随着汽车向智能化、电气化发展，驾驶舱环境对GPU算力的要求越来越高，GPU不仅用来计算，还可应用于人脸识别、ADAS等场景。与此同时，汽车场景中与计算相融合的场景慢慢的变多，比如在导航的时候需要把障碍物标注出来，这也要求对GPU的能力进行划分。

目前看，虽然GPU可进行AI运算，但NPU仍是在功耗和性能上达到最好的方式。随着自动驾驶L3、L4级别的技术不断发展，对于算力的需求会慢慢的升高，因而对神经网络加速器提出了新的要求，除了更高的性能、更小的功耗外，还需更好的可扩充性、灵活性及标准化的软件接口。

Imagination是一家半导体IP公司，有三个产品线：一是GPU，二是AI神经网络加速器NPU，三是类似WiFi的连接IP。Imagination今年发布了XS系列产品，它是面向汽车行业的GPU。

“四化”正在改变汽车电子产业。其中网联化将加速云端服务的扩展部署，自动化将带来L4无人驾驶，共享化将催生新的业务模式，电气化将带动EV市场高速增长，实现零排。

新一代电子电气架构具有更加集中化的趋势，并且“集中化ECU”会在未来相当一段时间内存在，直到新一代通信接口出现，并在现有总线接口的基础上实现大的提升。

当所有的车都联网，网联化带来便利的同时，黑客对它进行攻击也更方便，黑客在家就能远程攻击车辆。如何解决这个问题？从半导体芯片的角度，需要集成符合业界标准的加密模块。目前瑞萨推出的所有MCU和SoC产品里面都集成了目前业界符合相应标准的加密模块。

2019年全球功率半导体市场规模有所缩减，但中国市场保持上升势头，主要归功于汽车电子、5G等技术的迅猛发展。据预测，到2022年，中国功率半导体市场将从2020年的1616亿元增长至1960亿元。

目前国内网络通信消费电子仍是功率半导体主要市场。2019年，用于汽车的功率半导体销售额为209.6亿元；未来两年，汽车行业在功率半导体器件应用方面的占比将逐步提升。

新能源汽车的快速增长进一步拉动了功率半导体器件的需求，SiC器件是未来发展趋势。SiC是最有发展前景的新能源汽车功率半导体，它具有损耗小、体积小等特点，提升续航的同时还能大幅降低成本。

MOSFT和IGBT将成为市场新的增长点。目前平均每台车配备约120个MOSFET，绝大多数为硅基低压MOSFET，预计未来高端纯电动车上高低压MOSFET总数量有望达到400个。

中低压MOSFET的技术迭代发展将呈尺寸小、功耗低、散热佳的趋势，芯片技术将从平面技术向Trench技术再到SGT技术的方向发展。封装技术发展将向更小的封装体积和更好的散热能力方向进行改进。

汽车智能化已成为汽车产业发展的战略方向。在智能汽车上有很多传感器，这些传感器获取外部数据之后，需要有一个大脑进行处理、运算与控制，MCU就是做这个事情。

现在平均每辆车用到的MCU至少70颗以上，随着汽车智能化和电子化的发展，每辆车采用MCU有可能达到上百颗。为什么需要这么多？因为随着传感器导入数据的增加，需要慢慢的变多的MCU帮它进行运算和处理。

从国内外厂商的占比来看，MCU整体市场逐年稳步上涨，国产MCU占比低，市场空间大。车规级MCU主要以国外厂商为主导，国内厂商占比比较少，但未来市场空间巨大。在消费市场，国内MCU厂商要跳出价格战，寻找自己的定位。在汽车市场，国内企业需突破技术瓶颈，在功能安全、域控制器等领域取得突破，在产品的丰富度与平台化上进行更多的推动。

行业传奇而动荡的历史中发掘出一些意义的事情都会引起我的注意。正如台积电所解释

在深圳签署了重要的战略合作协议，旨在稳定SiC芯片的供应，共同应对新能源

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