中國車規(guī)級芯片企業(yè)版圖

作者|章漣漪   來源|賽博汽車(ID：Cyber-car)

在汽車不斷朝著智能化方向發(fā)展的今天，芯片價值越發(fā)顯現(xiàn)，根據(jù)麥肯錫數(shù)據(jù)預(yù)計，2030年國內(nèi)僅L3及以上的高階自動駕駛汽車的半導(dǎo)體規(guī)模即可達(dá)到130億美元。根據(jù)半導(dǎo)體在智能汽車上應(yīng)用領(lǐng)域的不同，開源證券將其分為計算及控制芯片、存儲芯片、傳感器芯片、通信芯片、能源供給芯片等。

Δ 中國車規(guī)級芯片企業(yè)

目前，中國汽車芯片市場長期被國外廠商壟斷，國產(chǎn)芯片市占率不到10%。但，一方面，“芯片荒”問題持續(xù)發(fā)酵，芯片持續(xù)供不應(yīng)求；另一方面，美國對中國芯片的“封殺”，也讓國內(nèi)市場感受到技術(shù)壓力?；诖?，一大批國產(chǎn)芯片企業(yè)正在萌芽發(fā)展，尋求國產(chǎn)替代可能性。

01

計算及控制芯片：老將與新秀

計算及控制芯片智能汽車之“眼”，以微控制器和邏輯IC為主，主要用作計算分析和決策，包括主控芯片和輔助芯片。從應(yīng)用場景來看，計算芯片可以劃分為智能座艙芯片和自動駕駛芯片、車身控制芯片。

智能座艙和自動駕駛芯片方面，英偉達(dá)、高通、英特爾、三星、瑞薩等廠商憑借優(yōu)越的芯片性能和供應(yīng)鏈積累，在中高端座艙芯片領(lǐng)域占據(jù)大半江山。國產(chǎn)領(lǐng)域近年來，除了華為，也有如地平線等初創(chuàng)企業(yè)沖出突圍，開始落地上車。

Δ 極狐阿爾法S華為HI版

目前，華為智能座艙芯片已搭載入極狐阿爾法S華為HI版，根據(jù)此前信息顯示，新車車內(nèi)座艙搭載的是麒麟990A芯片，具有3.5TOPs算力，支持5G網(wǎng)絡(luò)連接；自動駕駛芯片上，華為主要采用將傳感器、芯片、算法綁定銷售的全家桶式方案，能夠幫助主機(jī)廠快速上車量產(chǎn)，有消息稱，搭載入極狐阿爾法S華為HI版或為麒麟990A芯片。

地平線合作伙伴也以中國品牌為主，已經(jīng)公布搭載地平線征程系列芯片的車型有長安UNI-T、UNI-K、奇瑞螞蟻、智己L7、廣汽埃安Y、廣汽傳祺GS4 Plus、嵐圖FREE、思皓QX、2021款理想ONE等。上市車型目前多搭載征程2和征程3芯片，且智能駕駛和智能交互芯片為兩個系統(tǒng)。據(jù)地平線創(chuàng)始人余凱稱，伴隨著征程5的發(fā)布，未來智能駕駛和智能交互會合在一個芯片上進(jìn)行計算。且與一些芯片公司不同，地平線所有芯片擁有完全開放的生態(tài)和完備易用的工具鏈， OEM廠商可以在芯片、算法中的任意層次購買服務(wù)。

相對而言，車身控制芯片對算力要求較低，通常以8位或32位的MCU芯片為主。這部分芯片也被外資廠商高度壟斷。它是汽車的微控制單元，可以理解為控制汽車各個部分的中樞神經(jīng)，用以承載并實(shí)現(xiàn)不同的功能，一輛傳統(tǒng)汽車平均用到70顆以上的MCU芯片，每輛智能汽車可能采用超過300顆MCU，因為也是“缺芯”浪潮中最“缺”的品類。在此次背景，比亞迪電子、杰發(fā)科技、芯旺微等一批企業(yè)正在加速替代。

Δ  全球車規(guī)級MCU市場被外資廠商高度壟斷。數(shù)據(jù)來源：IHS、開源證券

幾乎在造車的同一時間，比亞迪已經(jīng)開啟了半導(dǎo)體研發(fā)之路。不過，由于車企背景，比亞迪的半導(dǎo)體主要是內(nèi)部供應(yīng)，從其公布的客戶名單來看，2018年-2020年比亞迪一直穩(wěn)居比亞迪半導(dǎo)體第一大客戶的位置，銷售額貢獻(xiàn)超50%。盡管比亞迪半導(dǎo)體招股書稱，其已進(jìn)入小康汽車、宇通汽車、福田汽車、北京時代、英威騰、藍(lán)海華騰、匯川技術(shù)等廠商的供應(yīng)體系。這些都不算主流乘用車企，且外界觀望態(tài)度更多。不過，隨著比亞迪半導(dǎo)體尋求獨(dú)立上市，或能拿下更多客戶。

成立于2013年的杰發(fā)科技為四維圖新全資子公司，下設(shè)上海途擎微電子有限公司。杰發(fā)科技專注于汽車電子芯片及相關(guān)系統(tǒng)的研發(fā)與設(shè)計，在合肥、深圳、上海、武漢設(shè)立有研發(fā)及市場銷售中心。杰發(fā)科技于2018年推出車規(guī)級MCU芯片AC7811，截止2020年12月已累計出貨幾百萬片。第二代MCU芯片于2020年推出，目前已上車。根據(jù)官方信息，杰發(fā)科技已落地通用、大眾、上汽、一汽、長安、吉利、東風(fēng)、奇瑞等多家車企旗下車型。

02

存儲芯片：剛剛才起步

存儲芯片，顧名思義，主要用于數(shù)據(jù)存儲功能，包含DRAM（動態(tài)存儲器）、SRAM（靜態(tài)存儲器）、FLASH（閃存芯片）等。

傳統(tǒng)汽車上存儲產(chǎn)品多數(shù)應(yīng)用在導(dǎo)航系統(tǒng)、儀表盤等場景中，汽車智能化趨勢下，車載存儲應(yīng)用逐漸豐富，開始應(yīng)用在360環(huán)視、自適應(yīng)巡航、高端HUD系統(tǒng)等，車載儲存產(chǎn)品單車用量提升。

與此同時，智能汽車對瞬時計算的要求提高，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎闫脚_，車輛需要對傳感器所捕獲的大量資料進(jìn)行實(shí)時處理，這就對帶寬和空間需求提出了更高的要求，越來越多的芯片企業(yè)聚焦這一領(lǐng)域。

不過，國內(nèi)相關(guān)供應(yīng)商較少，此前存儲芯片供應(yīng)商多聚焦于消費(fèi)電子領(lǐng)域，僅2019年底，北京君正通過并購北京矽成（ISSI）進(jìn)入了車載存儲芯片領(lǐng)域。

Δ 存儲芯片占汽車半導(dǎo)體份額不斷提升（單位：億美元）。數(shù)據(jù)來源：IHS、開源證券

ISSI主要產(chǎn)品包括存儲芯片和模擬芯片，主要有DRAM、SRAM、Flash 和Analog四種，下游領(lǐng)域包括汽車、工業(yè)級醫(yī)療等行業(yè)。北京君正此前從事國內(nèi)CPU設(shè)計，收購?fù)瓿珊蟠罱ㄆ鹆?ldquo;CPU+存儲芯片”平臺，北京君正希望雙方能形成有效聯(lián)動，一方面，ISSI可以借助君正大力開拓國內(nèi)車用存儲芯片市場，另一方面君正可以借助ISSI的車載平臺將CPU設(shè)計能力逐步導(dǎo)入至汽車市場。

但，ISSI在車規(guī)級存儲芯片領(lǐng)域還未有更多經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)。根據(jù)北京君正發(fā)布的2021年第三季度財報數(shù)據(jù)顯示：芯片方面，汽車智能化使得汽車上的數(shù)據(jù)量越來越大，數(shù)據(jù)的傳輸、連接和融合需要互聯(lián)芯片，這塊市場保持高速增長。公司今年加大對車載互聯(lián)芯片的研發(fā)投入，Q3單季度虧損約670萬美金，預(yù)計明年將開始貢獻(xiàn)營收，并有望在將來為公司成長提供長期動力。

盡管兆易創(chuàng)新、聚辰股份等存儲芯片供應(yīng)商也在加快向車載領(lǐng)域開拓，不過總體來看，國內(nèi)供應(yīng)商在這一領(lǐng)域動作較慢。

03

傳感器芯片：自研加并購

傳感芯片，主要是用于探測、感受外界的信號，并將探知的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚱渌栊问絺鬟f給其他設(shè)備。主要包括CMOS圖像傳感器（CIS）、圖像信號處理器（ISP）、激光雷達(dá)芯片等。

CIS芯片是車載攝像頭中價值量最高環(huán)節(jié)，目前已有國內(nèi)廠商進(jìn)入頭部。根據(jù)Couetpoint數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019年全球車用CIS市場份額前三的廠商分別為安森美（60%）、豪威科技（29%）、索尼（3%）。

其中，豪威科技于1995年成立于美國加州。2016年初，美國豪威科技被華創(chuàng)投資、中信資本和金石投資收購，成為北京豪威科技有限公司的子公司；2019年8月1日，韋爾股份收購了北京豪威科技有限公司85.53的股權(quán)。

從2005年開始量產(chǎn)第一顆車用圖像傳感器至今，豪威科技在汽車領(lǐng)域出貨量累計已超過8億顆。2014年4月，豪威科技加入英偉達(dá)自動駕駛汽車發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)，并推出了第一組與英偉達(dá)DRIVE AGXAI計算平臺兼容的CIS系列。

目前，豪威車用CIS 主要銷給歐洲客戶，產(chǎn)品用于奔馳、寶馬、豐田、大眾、特斯拉等整車。

Δ  豪威科技CIS產(chǎn)品在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用場景。數(shù)據(jù)來源：資料來源：國盛證券

ISP芯片方面，豪威也有布局。除此之外，富瀚微早在2018年便發(fā)布首款車規(guī)級前裝ISP芯片，能夠支持前視、環(huán)視和車內(nèi)攝像頭等不應(yīng)用場景；今年4月，北京君正也擬定增14億，其中2.37億元用于車載ISP系列芯片的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項目。

激光雷達(dá)芯片上，一部分激光雷達(dá)企業(yè)選擇自研，以企業(yè)禾賽科技為例，其在招股書上顯示，公司擬募集資金20億，投向激光雷達(dá)的研發(fā)設(shè)計、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)制造等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。具體而言，主要用于智能制造中心項目、激光雷達(dá)專屬芯片項目和激光雷達(dá)算法研發(fā)項目。在禾賽看來，自研芯片的使用為產(chǎn)品在性能、集成度和成本上帶來了競爭優(yōu)勢。

另有一部分專門從事激光雷達(dá)芯片的企業(yè)，包括縱慧芯光和長光華芯、南京芯視界、博升光電、睿熙科技等，前三家華為都有投資入股。其中，縱慧芯光在車規(guī)芯片領(lǐng)域，已完成AEC-Q102車規(guī)認(rèn)證，且公司自有外延產(chǎn)線；長光華芯擬通過IPO發(fā)展VCSEL及光通信激光芯片項目；南京芯視界產(chǎn)品包括單光子雪崩二極管SPAD芯片，可實(shí)現(xiàn)超高靈敏度光電探測以及單光子器件陣列高密度集成度。

與此同時，睿熙科技已與多家車企合作，完成用于車載激光雷達(dá)的VCSEL芯片定制開發(fā)，該芯片峰值輸出功率數(shù)百瓦，支持逐行按序點(diǎn)亮；博升光電可通過單層HCG光柵替換現(xiàn)有100多層的DBR反射鏡，大幅簡化了VCSEL外延結(jié)構(gòu)，縮短了外延生長時間，提高了生產(chǎn)效率。

04

通信芯片：優(yōu)劣勢分明

通信芯片，則主要用于發(fā)送、接收以及傳輸通信信號，包括基帶芯片、射頻芯片、信道芯片、電力線載波通信芯片等。無論是對于單車智能，還是車聯(lián)網(wǎng)，通信芯片都足夠重要。

目前基帶芯片領(lǐng)域，在海思芯片短缺的背景下，高通一家獨(dú)大。

車規(guī)級通信模組上，國產(chǎn)廠商具有絕對優(yōu)勢。根據(jù)開源證券相關(guān)報告，2020年上半年，國產(chǎn)廠商在國內(nèi)前裝通信模組市場份額超過90%，其中移遠(yuǎn)通信（35.99%）、慧瀚微電子（17.53%）、SierraWireless（17.04%，廣和通收購其車載模塊業(yè)務(wù)）位列前三。

Δ  2020年上半年中國市場前裝車載通信模組供應(yīng)商。數(shù)據(jù)來源：Counterpoint、開源證券

涌現(xiàn)出華為、大唐、高新興、移遠(yuǎn)通信等為代表的一大批C-V2X芯片\模組企業(yè)，大唐高鴻順利實(shí)現(xiàn)C-V2X車規(guī)級模組DMD3A量產(chǎn)。

此外，國外企業(yè)高通與高新興、移遠(yuǎn)通信等國內(nèi)模組廠商廣泛合作，推動C-V2X芯片組在中國的推廣應(yīng)用，Autotalks積極與大唐等中國廠商進(jìn)行C-V2X芯片組級互操作測試。

另一個重要的通信芯片——以太網(wǎng)芯片形勢則是不容樂觀。

在智能汽車時代，電子電氣架構(gòu)和軟件架構(gòu)齊變革，車載以太網(wǎng)將成新一代主干網(wǎng)絡(luò)。不過目前全球僅NXP、博通、Marvell、瑞昱、Microchip、德州儀器六家供應(yīng)商能夠?qū)崿F(xiàn)以太網(wǎng)芯片量產(chǎn)。國內(nèi)僅裕太微電子等少數(shù)企業(yè)在進(jìn)行研發(fā)，不過遠(yuǎn)未到可以量產(chǎn)階段。

裕太微電子是一家車載核心通訊芯片研發(fā)商，成立于2017年，該公司在蘇州高新區(qū)和上海市張江高科技園區(qū)兩地均設(shè)有研發(fā)中心，于2021年第四季度正式推出第一代2.5G以太網(wǎng)芯片并對外送樣測試，值得一提的是，華為、小米都投資了裕太微電子。

05

能源供給芯片：自給率不足

能源供給芯片主要用于保證和調(diào)節(jié)能源傳輸，以分立器件為主。具體包括電源管理芯片、晶體管（IGBT、MOSFET等）等。

縱觀全球電源管理芯片市場分布情況，歐美大廠同樣占據(jù)絕大部分份額，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，德州儀器、高通、模擬器件、美信、英飛凌、安森美、恩智浦、戴洛格半導(dǎo)體、瑞薩電子合計市場份額超過75%。

國內(nèi)產(chǎn)業(yè)長期面臨自給率嚴(yán)重不足的局面，直至國際貿(mào)易形勢變化觸發(fā)了芯片國產(chǎn)化的浪潮，這一局面才出現(xiàn)一些轉(zhuǎn)變。包括聞泰科技、南芯半導(dǎo)體等企業(yè)加速向電源管理芯片拓展。2021年7月，聞泰科技發(fā)布公告，子公司擬收購英國晶圓制造資產(chǎn)Newport Wafer Fab（NWF）100%權(quán)益，加碼功率半導(dǎo)體與車載電源管理芯片業(yè)務(wù)全球化布局。

IGBT產(chǎn)品上，英飛凌依舊是絕對的龍頭老大，從2019年國內(nèi)新能源汽車IGBT模塊市場來看，市場占比58.2%。比亞迪市占率為16%，另一家中國企業(yè)斯達(dá)半導(dǎo)為13%。而從全球IGBT市場看，比亞迪半導(dǎo)體和斯達(dá)半導(dǎo)話語權(quán)更低，所占據(jù)的市場份額均不到2%。

Δ  斯達(dá)半導(dǎo)與比亞迪半導(dǎo)體對比情況。資料來源：國海證券

從制造工藝看，目前，比亞迪已經(jīng)發(fā)展到第五代IGBT，可對標(biāo)英飛凌第四代IGBT產(chǎn)品，后者已經(jīng)做到第七代；斯達(dá)半導(dǎo)稍快一步基于第六代Trench Field Stop技術(shù)的650V/750V IGBT 芯片及配套的快恢復(fù)二極管芯片，已在新能源汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

“中國現(xiàn)在冒出來很多企業(yè)，也是和華為一樣，專心致志做一件事的。一個人一輩子能做成一件事，已經(jīng)很不簡單了。為什么，中國13億人，我們這幾個人把豆腐磨好，你那幾個企業(yè)好好去發(fā)豆芽，把豆芽做好，我們13億人，每個人做好一件事，拼起來就是偉大祖國。”

這是幾年前，華為創(chuàng)始人任正非在新聞聯(lián)播節(jié)目上的一段講話。

如今，在科技日益發(fā)達(dá)、全球化不斷加速、產(chǎn)品越發(fā)精細(xì)化的今天，專心做好一件事格外重要。期待在全球“缺芯”的當(dāng)下，中國有企業(yè)能夠“補(bǔ)位”，專心做好一件事，成為芯片領(lǐng)域的“華為”，亦或是“寧德時代”。

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號：賽博汽車(ID：Cyber-car)，作者：章漣漪