“缺芯”加剧,半导体产业链能否冲出第二个宁德时代?
我国工程院院士吴汉明还指出,中国至少还需要8个现有中芯国际产能,才能改善当下的芯片供给状况,因为中国芯片需求太高了。
全球晶圆制造能力划分(地区),图片来源:BCG
此外,在产品层,国内大部分芯片公司对ISO 26262标准的接触还不深,目前仅有极少数公司通过了该体系认证。
据中国电子技术标准化研究院陈大为透露,国内的车规芯片厂商在2010年时就只有几家;2015年10家左右,但多集中在后装市场;2020年的时候成长到了40家;而到6月为止,统计大概有70家车规芯片厂商,250种准车规芯片。
即便如此,依旧有很多车规芯片其实“名不副实”。“目前国内大部分芯片公司对ISO 26262标准才刚刚开始接触,可能只有极少数公司刚通过了ISO 26262体系认证,但是芯片认证可能现在还正在进行。” 陈大为指出。
这反映在产品上,主要是相关的测试认证十分不完善。据陈大为介绍,在由中国集成电路创新设计联盟牵头做的汽车电子创新产品目录中,73家单位的293款产品里,就只有25家提供了38份AEC-Q100报告,绝大部分的产品在AEC-Q100合规性测试验证方面都不完善,这显然不符合汽车电子的严格要求。
汽车芯片全产业链各阶段的标准要求,盖世汽车整理
另外,芯片行业上游存在一定技术壁垒,与消费类芯片和一般工业类芯片相比,车规级芯片开发难度更高,工作环境也更严苛,由于涉及到人身安全,还要求极高的安全性和可靠性,这也从源头上遏制了一些本土企业的积极性。
“像使用环境,汽车芯片比传统工业类和消费类芯片更加严苛,设计寿命差别大,消费类芯片只考虑三年生命周期就可以了,三年之后可能就换代了。但是汽车芯片必须维持十年以上的生命周期,还有20万公里的寿命要求,温湿度要求都跟传统的消费类电子不一样,产品良率还要高。”鲍海森指出。
但另一方面,汽车芯片的回报周期却比消费类芯片更长。据鲍海森透露,目前汽车半导体的回报周期基本要七八年,从研发投入到流片到最终验证,验证之后还有产品的试验上车,最后到下线,这个周期很长。“所以很多SoC芯片投资回报基本上是1000万片以上,但是汽车上到1000万片是非常难的,事实上由于高配和低配设置问题,芯片规模上量没有那么快。”
正因为如此,鲍海森指出,并目前很多本土供应商其实都处于“以消费电子芯养汽车芯”的困境中。
本土半导体产业的突围路径
在疫情和中美贸易争端的大环境下,芯片国产替代不再是一句口号。当前车企、Tier1、Tier2都在加大引进本土供应商及产品认证的力度,这为重塑国内车用半导体产业链提供了窗口契机。
据盖世汽车研究院整理分析,多家自主车企已与互联网公司、EDA公司签署了战略合作协议,深度绑定共同研发以实现汽车芯片自主供应的战略目标。如北汽携手Imagination成立北京核芯达科技有限公司,东风集团携手中国中车合资组建智新半导体,吉利子公司亿咖通也通过与Arm China合资成立芯擎科技(Siengine),布局芯片研发,提升芯片自给能力。
尤其是在自动驾驶、智能座舱芯片等细分领域,已有一些自主芯片公司开始展露头角。“因为随着汽车电子电气架构的逐步演进,对芯片的种类和功能要求会不断变化,比如自动驾驶、智能座舱域,甚至进入车载计算机的时代,可能会需要集中度更高、性能更高、算力更大、功能安全要求更严苛的芯片,围绕核心大算力芯片形成完整的生态体系和供应链体系,这给我们这些新进入的芯片创业企业提供了机会。”黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣指出。
对此,杨玉良也表示赞同,并提出“智能座舱芯片是前哨战,自动驾驶芯片才是国产超车战争的制高点”。以地平线、黑芝麻为首的科技类企业已成为高算力自动驾驶芯片主力军,且在逐步完善自身产品矩阵。据悉,地平线目前已与长安、理想、一汽、广汽、比亚迪、长城、上汽等车企达成了合作,多款搭载有地平线AI芯片的车型已经成功上市。
此外,国内传统芯片厂商也在新一轮革命中嗅到了发展机会。以MCU为例,近几年取得了明显的进步,甚至在门槛高、周期长、安全性强的汽车前装市场也已经有32位产品推出。
例如,杰发科技在2018年年底、2020年上半年,分别推出了国内首颗自主研发达成量产的车规级32位MCU芯片AC781X,以及经过功能优化及成本控制后的AC7801X系列产品,目前该公司MCU芯片已被多家汽车电子零部件厂商纳入供应链系统中。
杰发科技产品框图,图片来源:杰发科技
同样在车规级MCU取得突破进展的还有芯旺微电子和兆易创新,芯旺微电子KF32A15X系列MCU目前已初步导入到国内汽车厂商,兆易创新预计2021年其MCU业务营收将翻倍,并成为主要营收增量。
在自身研发实力逐步增强的同时,有企业还通过投资并购的方式来快速覆盖产能资源。7月5日晚间,闻泰科技宣布旗下全资子公司安世半导体已完成对NEPTUNE 6 100%股权的收购。据悉,NEPTUNE公司的主要资产为8英寸晶圆厂Newport Wafer Fab,是英国仅存的最大的半导体工厂,现有月产能为3.2万片8英寸晶圆,最大月产能可扩充至4.4万片,主要产品为应用于汽车行业的MOSFET、IGBT芯片,以及CMOS、模拟芯片。
在此发展态势下,SIA预测,中国有望在未来10年增加约40%的新产能,成为全球最大半导体制造基地。
国家层面也认识到,完整的产业链对于国家安全的重要性,正在积极利用政策“东风”引导半导体产业。恰逢十四五开局之年,浙江、山西等多地先后发布“十四五”规划,点名着重发展第三代半导体。国家也在十四五重申了科技兴国战略以及扶持半导体的计划,芯片“内循环”投资布局正在如火如荼上演。
尤其值得一提的是国家集成电路产业投资基金的成立,以市场化投资的形式推动该产业的发展。据悉,国家大基金一期从“强长板、补短板”的角度出发重点投资了52家公司,兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业;国家大基金二期进一步针对半导体行业的薄弱环节(成熟制程晶圆制造)进行突破。目前大基金二期公开投资项目已超过10个,总投资金额已超300亿元。
不仅是产业基金,其实民间资本也在持续支持半导体行业。据云岫资本给出的数据显示,过去一年,共有534个半导体公司获得融资,总融资额达1536亿。值得一提的是,资金多由民间资本推动,这在发展历史上十分罕见。另据报告分析,融资主要集中在数据中心、汽车和半导体制造三个赛道。
过去一年,半导体公司融资风向,图片来源:云岫资本
一出好戏,需要好的“台子”。可以肯定的是,国产汽车半导体已经有了一个肥沃的生长土壤,但是在泡沫相随的窗口期,我们也需要想清楚,想得长远。
盖世汽车CEO周晓莺也直言,“这个领域研发投入大,回报周期长,也需要政产学研共同推动,才能真正形成本土力量。现在有越来越多的关注度,对于行业发展,是个好的开始。路阻且长,行则将至。”
突破很难,但是一旦突破,光是庞大的中国市场就足以成就一家超大型企业,你看宁德时代。
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