競逐汽車芯片：從研發(fā)迭代到上車應(yīng)用的賽跑

在消費電子行情依然復(fù)蘇的當(dāng)下，對于產(chǎn)業(yè)鏈上游的半導(dǎo)體廠商來說，國內(nèi)新能源車行業(yè)的快速發(fā)展，則從另一個維度提供了發(fā)展機(jī)遇。

天風(fēng)證券統(tǒng)計指出，電動車的半導(dǎo)體含量約為燃油車的2倍，智能車則為8-10倍。預(yù)計需求增量從2020年全球約439億顆汽車芯片，到2035年增長到1285億顆。由此汽車將有五大板塊的芯片需求：主控（MCU和SoC）、功率（IGBT、MOSFET）、模擬（電源管理、信號鏈）、傳感、存儲。

汽車向“四化”發(fā)展進(jìn)程中，對供應(yīng)鏈的既有態(tài)勢也帶來一定變化。有芯片行業(yè)從業(yè)者對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者表示，早年間Tier1廠商以海外為主，因此也慣性引入海外芯片廠商的產(chǎn)品。隨著近年來國內(nèi)新能源車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，也為國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入整車驗證和應(yīng)用帶來更多機(jī)會。近日舉行的慕尼黑上海電子展上，汽車芯片就是備受關(guān)注的議題。記者在現(xiàn)場走訪發(fā)現(xiàn)，在一些展商的展位上，陳列汽車場景相關(guān)產(chǎn)品的位置似乎更受關(guān)注。

由于整車對上游芯片和元器件提出了相比消費級產(chǎn)品更高的要求，但也帶來成倍數(shù)級別的需求增長，這都成為在汽車芯片市場有所突圍廠商的重要業(yè)績支撐點；此外國內(nèi)芯片公司也已經(jīng)在積極尋求向更高難度的汽車芯片領(lǐng)域突破，當(dāng)然這將呈現(xiàn)循序漸進(jìn)的路徑。

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需求量倍增

不同于消費電子產(chǎn)品，汽車電子對于安全性、使用時效的要求極高，同時由于其體量和承載的功能遠(yuǎn)比手機(jī)復(fù)雜，對基礎(chǔ)元器件的需求也成數(shù)倍級別增長。

在電子元件廠商村田制作所的展位上，記者看到其當(dāng)前主要聚焦在四大主要應(yīng)用場景：通信、汽車、環(huán)境+工業(yè)、健康，其中在近年來備受關(guān)注的汽車類場景方面，村田在慕尼黑展現(xiàn)場展示的其車載產(chǎn)品線，包括車載陶瓷電容器產(chǎn)品（MLCC）、車載激光雷達(dá)(LiDAR)探距的硅電容及硅集成器件、車載高耐熱薄膜電容器（HTFC）、車載濾波器及電感器（EMI）、車規(guī)級時鐘元件等。

村田（中國）投資有限公司總裁佐藤俊幸對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者表示，車載移動市場是目前中國發(fā)展最為火熱市場之一，村田在車載市場不單關(guān)注車載（in-vehicle）市場，還關(guān)注出行的方方面面、車與其它設(shè)備的連接（out-vehicle）等場景。

“車載市場相比之下會追求更高的可靠性和安全性，這也是村田車載產(chǎn)品的重要特征。”他尤其指出，此次展示的一款汽車用高耐熱薄膜電容器，是目前世界唯一一款已實現(xiàn)量產(chǎn)、可應(yīng)對超高溫度的薄膜電容產(chǎn)品。

據(jù)統(tǒng)計，僅村田其中一類主要產(chǎn)品MLCC（多層陶瓷電容器）的使用量，在汽車上就有5000-8000個的需求，而在智能手機(jī)上大約需要1000個左右。

村田中國商品市場部總監(jiān)堤野正視分析道，可以想象，在未來更高階的自動駕駛功能汽車上，對電容器的使用數(shù)量不排除可能超過1萬顆。

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國產(chǎn)化加速

國內(nèi)廠商陸續(xù)在汽車芯片市場也有一定業(yè)績釋放，當(dāng)然這將遵循由易到難的進(jìn)程。

國民技術(shù)汽車業(yè)務(wù)市場總監(jiān)程維在展臺向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者表示，從***上車的進(jìn)度看，行業(yè)通常分為容易、難、極難三個層級。國內(nèi)對極難的部分還在尋求突破，該領(lǐng)域多以NXP、英飛凌、TI等廠商的產(chǎn)品為主，主要場景在底盤域、發(fā)動機(jī)艙、啟動電源、轉(zhuǎn)向盤等，當(dāng)然還有對算力有較高要求的自動駕駛芯片；目前國內(nèi)絕大部分MCU和功率半導(dǎo)體產(chǎn)品主要應(yīng)用在車身、座艙的非安全項場景中。

究其原因，一方面在于相關(guān)研發(fā)投入需要最少2年的時間沉淀，另一方面通過車規(guī)的功能安全驗證通常也要超過1年時間周期。其中還伴隨整車廠對實際應(yīng)用和成本之間平衡的考量。

此前整車廠一度希望用一顆芯片控制所有的中央處理器和域控制器，核心要求是做好區(qū)域控制器，但后來發(fā)現(xiàn)，由于這對器件的數(shù)量需求很少，導(dǎo)致這類域控制器成本整體很高。從實用性考慮，最終還是選擇用分布式架構(gòu)的方式進(jìn)行整車控制。

這也是國產(chǎn)汽車電子廠商的發(fā)展機(jī)會。隨著越來越多***廠商投入對汽車電子的產(chǎn)品應(yīng)用和量產(chǎn)，就可以進(jìn)一步將成本和技術(shù)門檻拉低。屆時也將迎來國產(chǎn)汽車電子芯片的黃金發(fā)展時期。

程維分析道，當(dāng)前整車廠通常會將車型分為多個域，但無論如何區(qū)分，車上所有跟控制相關(guān)的場景都需要用到MCU，因此有較大需求量。若僅從數(shù)量上看，MCU在車上應(yīng)用最多的是各類型燈，諸如尾燈、氛圍燈、音樂律動燈等；其他涉及MCU能力控制的還有雷達(dá)、座椅、雨刮、倒車影像等方面。

據(jù)介紹，國民技術(shù)在汽車電子質(zhì)量體系方面，已通過汽車功能安全I(xiàn)SO 26262 ASIL D等級流程認(rèn)證，發(fā)展全系列車規(guī)級MCU、安全芯片、車規(guī)級BMS AFE等核心器件。其中，車規(guī)級MCU N32A455系列產(chǎn)品、車規(guī)級安全芯片N32S032產(chǎn)品通過AECQ100認(rèn)證，已應(yīng)用在汽車照明系統(tǒng)、汽車電源、智能座艙、車身電子等應(yīng)用領(lǐng)域。

極難的部分也在尋求突破。程維介紹，新能源車的電池倉就屬于極難實現(xiàn)上車的部分，國民技術(shù)已經(jīng)有針對模擬前端的產(chǎn)品即將量產(chǎn)，且符合最高安全等級要求，預(yù)計到明年會正式推出市場。

“電池的電控、電機(jī)、電池‘三電’系統(tǒng)中，針對電池部分國民技術(shù)有BMS產(chǎn)品線在積極布局。在800V的新能源車平臺上，大約需要10-12顆模擬前端，搭配一顆MCU，我們做的是這部分模擬前端。”程維表示，其主要功能是對汽車內(nèi)的每顆電池電量情況進(jìn)行監(jiān)測和保護(hù)。

當(dāng)然在電池的主控MCU部分依然面臨一些難題，那需要最高的安全等級，即便有海外廠商可以提供產(chǎn)品，但還面臨成本很高的難題。

“2021-2022年間，因為芯片市場緊俏，整車廠對于導(dǎo)入國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的積極性很高。目前我們感受到汽車電子芯片國產(chǎn)化是一個發(fā)展趨勢?！背叹S分析道，在容易和難兩個層級的芯片部分，***已經(jīng)在陸續(xù)上車，且成本下降速度更快。但極難層級部分，還在爬坡發(fā)展進(jìn)程中，待后續(xù)有部分廠商實現(xiàn)量產(chǎn)和上車后，也將來到國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展時期。