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智能汽車的「芯」戰(zhàn)役 2021-10-28 21:22:40  來源:36氪

「我們正在失去中國市場?!?/p>

大眾汽車 CEO 赫伯特·迪斯最近在某次公開場合說出了這樣一句話,事實上他并沒有危言聳聽,從 2020 年開始的全球范圍的芯片供應緊缺對汽車公司產(chǎn)生巨大沖擊。

根據(jù) Forecast Solutions 的統(tǒng)計數(shù)據(jù),截至今年 8 月全球范圍內(nèi)因芯片短缺導致的汽車減產(chǎn)已達 585 萬輛。其中中國市場減產(chǎn) 112.2 萬輛。預計 2021 年全球汽車減產(chǎn)或?qū)⒊^ 700 萬輛。分析機構認為,芯片短缺或?qū)е氯蚱嚠a(chǎn)業(yè)損失 1100 億美元。

汽車芯片緊缺到什么程度?車企要么減產(chǎn)甚至停產(chǎn),而有一心交貨的汽車公司,甚至需要等貨源充足后,再讓消費者將新車「返廠」,補裝之前無法到貨的傳感器。

當然,行業(yè)中難免有例外,國產(chǎn)廠商比亞迪在此次「缺芯」浪潮中不僅并未受到?jīng)_擊,而且乘用車,尤其是新能源車銷量連續(xù)追高。能在「缺芯」沖擊下獨善其身,正是因為自 2004 年開始布局,經(jīng)過 17 年發(fā)展,比亞迪已經(jīng)建成包括設計、晶圓、封裝和測試一體的汽車芯片生態(tài)。比亞迪半導體成熟生態(tài)的存在,讓比亞迪整車能夠「逆勢飛揚」。

01 芯片界難產(chǎn)「黑馬」

其實,「缺芯」影響的不止是汽車行業(yè),向來以供應鏈能力著稱的蘋果,因為供應鏈問題,最新的手機、筆記本和手表產(chǎn)品都創(chuàng)下交付周期的紀錄。其中的一個原因毫無疑問是新冠疫情的黑天鵝,不僅芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)受到影響,全球物流受阻也讓供應鏈恢復更加艱難。

更重要的原因,是隨著芯片行業(yè)多年發(fā)展,早已形成了設計、晶圓、封裝、測試等上下游環(huán)節(jié)分開,各個環(huán)節(jié)高度集中的格局。例如大家熟知的臺積電,就是主要從事晶圓代工的巨頭,蘋果、華為等公司的芯片設計好后,會委托臺積電進行芯片的生產(chǎn),而封裝、測試工作可能會由其他專門公司進行操作。

術業(yè)有專攻的好處是能夠提升效率,降低成本,缺點是一旦一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,整個生態(tài)遭殃。而且由于芯片產(chǎn)業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)和測試的周期以年計,生產(chǎn)排期都在半年以上,不存在可以臨時增加產(chǎn)能的情況。也正因為每個環(huán)節(jié)都需要大量技術積累,即便有心要殺進半導體領域,沒有十年以上的技術研發(fā)和積累,很難產(chǎn)出能用的芯片。

以本次汽車行業(yè)的「缺芯」為例,其中一個重要原因,是馬來西亞的芯片工廠因為疫情遭到封鎖,而作為汽車芯片的重鎮(zhèn),馬來西亞工廠的封測產(chǎn)能約占全球封測產(chǎn)能的 13%。英飛凌、意法半導體、恩智浦等汽車芯片巨頭都在馬來西亞設立工廠,也因此遭到重創(chuàng)。

而因為上述半導體公司在汽車芯片供應鏈占有市場份額較大,以至于一家供應出問題,全球車廠產(chǎn)線停頓。以英飛凌為例,公司生產(chǎn)的 IGBT(絕緣柵雙極晶體管)芯片,屬于汽車功率半導體,控制能量變換與傳輸,用于電機驅(qū)動控制系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電源系統(tǒng),對于電動車的意義不言而喻。目前英飛凌的 IGBT 產(chǎn)品在汽車行業(yè)中占有 50% 左右的市場,可謂一家獨大。

大型公司在尋找供應鏈時往往會準備多個備選,但是在芯片方面很難實現(xiàn),就是因為芯片行業(yè)進入難、量產(chǎn)難等特性。不過至少在 IGBT 產(chǎn)品層面,全球車廠現(xiàn)在多了一個選擇。

經(jīng)過多年技術攻堅,2018 年比亞迪發(fā)布全新車規(guī)級「IGBT4.0」技術,相比市場上的同類產(chǎn)品,比亞迪的 IGBT 產(chǎn)品電流輸出能力高 15%、綜合損耗降低約 20%、溫度循環(huán)壽命提高約 10 倍。去年,比亞迪又推出了基于 750V 平臺高密度溝槽柵設計的 IGBT5.0 芯片,是比亞迪半導體憑借雄厚的技術積累,直接跨越了普通的溝槽柵技術的一代 IGBT。

截至目前,搭載比亞迪的 IGBT 芯片的車輛已經(jīng)超過百萬輛。根據(jù) Omedia 數(shù)據(jù),在國內(nèi)市場,比亞迪 IGBT 產(chǎn)品市場份額為 19%[l1],在國外同類產(chǎn)品之外,為國產(chǎn)電動車核心芯片撐起一片天。

同時,比亞迪也開始將研究重點移至下一代功率半導體器件 SiC(碳化硅)上。相比于傳統(tǒng)半導體使用的材料硅,碳化硅在熱導率、電子飽和率等方面都有更好的表現(xiàn),更適合高溫、高頻、大功率場景下的使用。而在電動車領域,SiC 有機會讓電動車能耗更低,效率更高,最終節(jié)省成本提高續(xù)航。

行業(yè)巨頭 Cree 指出,預計到 2022 年,SiC 在電動車用市場空間將快速增長到 24 億美元,是 2017 年車用 SiC 整體收入(700 萬美元)的 342 倍。

目前,知名半導體廠商和車企都已經(jīng)加入到 SiC 產(chǎn)品的研發(fā)上。國內(nèi),比亞迪漢已經(jīng)在 EV 車型上開始使用自主研發(fā)的 Sic MOSFET(碳化硅功率場效應晶體管)。無論在國內(nèi)還是全球,比亞迪都是首次將 SiC 產(chǎn)品「上車」的公司。

02 智能汽車的「芯」戰(zhàn)場

「如果不造車,我會去造芯片。」比亞迪創(chuàng)始人、董事長王傳福到底說沒說過這句話,已經(jīng)是一個迷思了。但事實是,比亞迪不僅造了車,而且做了芯片,并且布局很早,已有很深的技術積累。

早在 17 年前的 2004 年,比亞迪就成立了半導體業(yè)務的前身比亞迪微電子,并將科研精力放在核心元件 IGBT 芯片上。2008 年比亞迪成立寧波晶圓工廠,為半導體業(yè)務的下一步發(fā)展奠定了重要基礎。

2010 年,比亞迪自造的 1.0 代 IGBT 芯片問世。2013 年,2.0 代芯片正式裝車比亞迪 e6。2018 年,比亞迪微電子發(fā)布全新一代車規(guī)級 IGBT4.0 芯片。2020 年,在發(fā)布 IGBT5.0 之外,比亞迪微電子更名為比亞迪半導體有限公司。

數(shù)據(jù)顯示,2019 年-2020 年比亞迪半導體在中國新能源乘用車電機驅(qū)動控制器用 IGBT 模塊全球廠商中排名第二,位于英飛凌之后,在國內(nèi)廠商中排名第一。截至去年年底,比亞迪半導體以 IGBT 為主的車規(guī)級功率器件累計裝車超過 100 萬輛。

在 IGBT 之外,比亞迪在 MCU 即微控制單元產(chǎn)品上同樣進行了布局,作為汽車智能化控制的核心元件,MCU 堪稱是電動車的智能中樞。

事實上,不僅 IGBT 和 MCU,經(jīng)過十七年的發(fā)展,比亞迪半導體在 CMOS 圖像傳感器、電流傳感器、嵌入式指紋識別傳感器、LED 光源、LED 顯示屏、ACDC、電池保護芯片等多個方向上進行技術突破,并已形成穩(wěn)定量產(chǎn)產(chǎn)品。其產(chǎn)品不僅涵蓋了大部分智能汽車零部件,同時在工業(yè)級和消費級電子產(chǎn)品方向也極具競爭力。

不久前,蘋果公布了搭載自研 M1 Pro 和 M1 Max 芯片的 MacBook Pro 新品,除了全新設計外觀,其自研芯片「吊打」同行更是人們關注的焦點。

有一種觀點認為,智能汽車就是帶輪子的智能手機,至少從芯片數(shù)量來看,確實如此。和傳統(tǒng)汽車使用 500 個左右芯片相比,智能汽車對于芯片的需求提升至少三倍。小鵬汽車創(chuàng)始人何小鵬曾經(jīng)披露其產(chǎn)品搭載的芯片數(shù)量是 1700 顆左右。

業(yè)內(nèi)人士透露,以新能源汽車為例,2025 年,芯片在汽車中的成本預計會從目前約 4500 元/車上升至 8000 元/車,到 2030 年進一步上升至約 15000 元/車。

本次全球汽車「缺芯」也為車企敲響警鐘——核心芯片供應鏈掌握在自己手里更安心。同時,要使產(chǎn)品在功耗、成本和表現(xiàn)上更有競爭力,重要芯片自研是必然趨勢。

而對于像比亞迪這樣在電池、芯片乃至內(nèi)飾材料上均采用全套生產(chǎn)自研的公司,無疑已經(jīng)搶占先機。

目前,繼比亞迪電池之后,比亞迪半導體在經(jīng)歷過兩輪巨型融資之后,開始考慮分拆上市,其估值據(jù)傳至少 300 億元人民幣。從某種意義上講,這對國內(nèi)乃至全球汽車公司來說都是好事,比亞迪電動車的強勁銷量和表現(xiàn),體現(xiàn)了比亞迪半導體產(chǎn)品的實力,而這樣一個技術生態(tài)的對外開放,也讓汽車公司有了更多選擇,緩解國外半導體壟斷市場所帶來的負面影響。

本文來自微信公眾號“極客公園”(ID:geekpark),作者:靖宇,36氪經(jīng)授權發(fā)布。

關鍵詞: 戰(zhàn)役 智能 汽車

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