疯狂“内卷”的造车运动,“核”聚变下的国产半导体

来源:华强电子网 作者:Andy 时间:2021-04-30 16:56

疯狂内卷 造车运动 国产半导体

     造车疯狂“内卷”之下,焦虑中的国产汽车半导体,也开始搭上“华米O疆”的“顺风车”。

  继华为、小米、大疆三巨头官宣“造车”后不久,仅在4月27日一天之内,又有两位互联网科技大佬官宣造车,即360集团领投哪吒汽车D轮约30亿元融资浮出水面,周鸿祎造车终于水落石出;同一时间,另一位亿万富豪、65岁创维创始人黄宏生也发布了创维汽车。时隔一天之后的28日,OPPO创始人陈明永也被传在率领团队筹备造车。

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  先不论最终结果如何,但这波造车“内卷”最终惠及的还是国产半导体企业。毕竟,在历经数年半导体“断供”风波之后的国内供应链,已经充分意识到自主可控的重要意义,尤其是对华为、小米以及OPPO这类对供应链把控经验丰富的终端大厂来说,进入汽车市场有望培育出一大批能承担国产替代的车用半导体企业,进而全面提升本土汽车半导体供应链的稳定性和可控性。

  那么,当前的国内汽车半导体领域,究竟有哪些重量级的“潜力股”?这些玩家主攻的又是哪些细分领域?随着各路大厂陆续官宣造车,这些半导体企业又将能在国产替代上发挥怎样的关键作用?

  1、智能座舱/自动驾驶芯片

  汽车智能化如今正飞速发展,传统MCU显然已经难以满足高性能计算的要求。因此,从国际到国内各家芯片大厂近年来都在加大力度布局可提供AI计算能力的主控芯片。智能座舱芯片/自动驾驶芯片领域,尽管以高通、英特尔(Mobileye)、特斯拉、英伟达、恩智浦等国际大厂仍占据主要市场地位,但国产芯片在该领域也正飞速发展,持续积极布局,代表厂商为地平线、华为、黑芝麻三大厂商。

  地平线

       对于国内半导体圈儿来说,地平线这家公司可能都相当熟悉。作为国内AI芯片第一“独角兽”,同时也是国内首家实现汽车智能芯片前装量产的企业,2019年,地平线推出中国第一款车规级AI芯片征程二代Journey2,这款芯片如今已经搭载在长安UNI-T、智己汽车、广汽埃安AION Y等多款自主品牌车型上。

       随后,地平线于2020年推出征程三代Journey3。搭载地平线征程2的首款车型于2020年6月上市,目前地平线征程2已搭载在长安UNI-T、奇瑞蚂蚁、上汽智己汽车三款主力车型上(目前主要为智能座舱)。2020年12月1日,地平线官方宣布征程2出货量突破10万。

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  截止去年底,地平线的芯片总出货量已经达到16万片,其中征程2是地平线至今出货量最大的芯片,其等效算力超过4 TOPS,功耗为2 W,它可以为ADAS以及智能座舱解决方案提供支持。据地平线披露,今年将推出集成第三代BPU架构的征程5,征程6芯片已经正式投入研发。同时,地平线也于今年早些时候宣布与上汽集团签署协议,地平线将提供基于征程2、征程3和征程5全系列芯片的汽车智能芯片的完整智能驾驶解决方案。如果论及国产替代能力,编者认为有地平线足以,但其现今在规模上可能仍然难以支撑起如此众多造车势力的需求。

  黑芝麻

  2019年8月,黑芝麻正式发布其首款车规级自动驾驶芯片华山一号A500芯片;2020年6月,黑芝麻发布了第二款车规级智能驾驶感知芯片华山二号A1000和华山二号A1000L(A1000 Lite),可通过单芯片、双芯片或四芯片等组合方案,支持L2+级别至L4级别自动驾驶。同在不久前的上海车展上,黑芝麻又发布了新一代高性能车规级自动驾驶计算芯片——华山二号 A1000 Pro、山海人工智能开发工具平台以及面向车路协同的路侧感知计算平台 FAD Edge。

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  其中华山二号 A1000 Pro 自动驾驶芯片采用16nm工艺制程,典型功耗仅为25w,A1000 Pro 芯片在INT8 下的算力为106 TOPS,INT4 的算力达到 196 TOPS,这是目前国内算力最高的自动驾驶计算芯片。只不过,目前华山二号 A1000 Pro 芯片还尚未实现量产,预计今年第三季度A1000 Pro将提供工程样片。而已量产则有华山一A500芯片以及华山二号A1000芯片,目前凭借这两款量产芯片,黑芝麻智能已与中国一汽、上汽集团、蔚来、比亚迪等主机厂达成战略合作。

  而黑芝麻的车路协同路侧感知计算平台FAD Edge,即是基于已经量产的华山二号A1000芯片打造,FAD Edge可以将云端的计算下沉到边缘层,在边缘计算节点完成绝大部分计算,满足车路协同超低延时需求,可与 V2X 系统无缝对接,未来随着A1000 Pro量产,还将升级到A1000 Pro计算平台。黑芝麻算是一匹黑马,但真正能在汽车智能化领域深入到什么程度,还有待考究。

  芯驰科技

  芯驰科技也是汽车芯片领域的新玩家,成立仅有短短两三年的时间,他和地平线、黑芝麻等都算是一批中国芯片新生力量。近期的上海车展上,芯驰科技车也相继发布了四款全新升级的车规级处理器芯片:X9U、V9T、G9Q/G9V。

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  其中,X9、G9、V9均为SoC系统芯片,覆盖了智能座舱、中央网关、自动驾驶三个领域。其中全新X9U处理器AI计算性能达到1.2TOPS,能够实现未来智能座舱各项功能的集成,也可以支持DMS、OMS和自动泊车等ADAS功能。V9T则是一款针对自动驾驶的高性能ADAS芯片,采用了两组完全独立的四核处理器,既可以独立运行来提供更高的性能,也可以互为冗余备份来提升安全性。而G9Q/G9V是面向跨域融合、中央网关的高性能处理器,起到提高系统的集成度、承载更多的应用软件提升OTA能力的作用。

       据闻,目前芯驰科技也已经与国内外十多家主机厂和Tier1企业进行了密切合作,客户覆盖合资及自主品牌。此前芯驰科技就曾与一汽集团研发总院联合发布了“龙驰”中央网关平台,这个“龙驰”中央网关平台就是基于芯驰科技的G9X中央网关芯片开发而来,未来将会覆盖红旗车型。同样作为成立不久的新兴玩家,对于这家公司,编者持保留态度。

  华为

  深入布局汽车产业的华为,除了在软件、车企合作以及各类技术领域都有所建树之外,在芯片领域,华为近些年也是疯狂挺进。比如华为海思昇腾310可用于汽车自动驾驶推理,鲲鹏920作为智能驾驶CPU芯片用于通用计算,麒麟710A则为座舱域SoC。

  2018年10月,华为发布MDC600智能驾驶计算平台,采用鲲鹏系列16核CPU+8颗昇腾310芯片组成,对应L4级别自动驾驶;2019年,华为又发布了面向L3级别有条件自动驾驶的MDC300智能驾驶计算平台;2020年9月,华为再推出MDC210与MDC610,其中MDC210主要面向L2+级自动驾驶,MDC610面向L3-L4级别自动驾驶。

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  如今的华为智能汽车解决方案BU,下设9个部门,其中,架构设计与集成战略部、战略业务发展部、政策与标准专利部、Marketing部门,可视为前台部门;MDC产品部相当于中台,智能驾驶、智能座舱和智能车云,将会成为华为主打的三个产品线;质量运营部为后台部门。当然,在支持国产替代的实力上,华为自不必多说,相信随着未来汽车业务的飞速壮大,华为也将成为国产汽车供应链的中枢。

  2、MCU

  MCU作为最重要的汽车芯片之一,在汽车半导体领域也占据着举足轻重的地位。汽车微控制器芯片市场目前基本由瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、德州仪器、意法半导体等海外巨头垄断,国产芯片厂商在该领域话语权较少,布局车规级MCU的厂商主要有比亚迪半导体、芯旺微、杰发科技、赛腾微等。

  芯旺微电子

  芯旺微电子的MCU产品基于自主内核KungFu,避免了被禁用的风险,可实现自主可控,如今已实现从8位到32位车规级MCU的全覆盖,可应用于智能座舱、车身控制、汽车电源与电机和汽车照明领域。

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  媒体报道称,芯旺微已与国内主流车厂如上汽、东风、吉利、广汽、长安、陕汽等建立合作伙伴关系,部分车型已实现批量供货。据不久前慕尼黑电子展上,芯旺微FAE部经理卢恒洋介绍,2020年,公司车规级MCU的销售额超3000万,32位MCU的出货量也已经实现百万片的销售。但这仅仅只是刚开始,未来这家公司是否能在汽车市场纵横驰骋,仍有待时间的考验。

  比亚迪半导体

  据官方披露,比亚迪半导体于2018年推出第一代8位车规级MCU芯片,2019年推出第一代32位车规级MCU芯片。作为车企比亚迪旗下企业,比亚迪半导体的车规级MCU已批量装载在比亚迪全系列车型上,已累计装车超700万颗。

  今年早些时候,有媒体报道称,比亚迪半导体32位车规级MCU BF7006AMXX系列产品,分别采用LQFP48和LQFP64封装,可与业界广泛使用的某品牌DZ60芯片实现硬件兼容,目前该产品已大批量应用于比亚迪汉、比亚迪唐等旗舰车型,且该MCU供应链稳定可靠,可大批量对外供应。比亚迪半导体在MCU方面的突破,相当于在国外厂商对车规级MCU技术的垄断中撕开了一个口子。

  四维图新/杰发科技

  四维图新旗下的杰发科技于2018年底量产第一代车规级MCU芯片AC7811(Cortex-M3 100MHz, 封装80/64Pin)并实现客户端量产。2020年3月,杰发科技宣布其车规级MCU产品线再添新成员AC7801X,被称为是国产第一颗32位Cortex-M0+车规级MCU芯片。

  据四维图新公告,公司第一代MCU车身控制芯片已量产出货,第2代车身控制MCU芯片已完成了流片工作。车规级MCU产品是AutoChips杰发科技的核心产品线之一,未来将与其他自主设计的汽车信息娱乐系统SOC、MEMS(TPMS)、模拟器件产品线形成有效联动,助力汽车“新四化”,不断推动国产芯片自主化进程。不过,论其国产替代能力,可能目前只能占据替补的位置,毕竟从实力和品牌上看,这家公司仍然存在诸多的不足。

  赛腾微电子

  赛腾微自2016年成立以来就陆续推出两大系列、多款通过AEC-Q100标准认证的车规级MCU,成功应用于汽车LED动态流水灯、车载无线充电发射器以及车窗玻璃升降器等汽车电子零部件中,并批量供货给多家知名汽车厂商,包括奇瑞新能源、奇瑞商用车、吉利汽车、江淮汽车、上汽通用五菱以及东风柳汽等。

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  截至2019年10月,赛腾微车身控制MCU已累计出货100万颗,装车10余万辆。2020年赛腾微产品开发也有了新突破,新推出8位增强型车身控制MCU与32位新能源汽车辅助电机控制专用MCU两款新产品,前者已经在批量出货,后者正在客户方案导入阶段,有望明年一季度实现批量出货,未来还有较大的提升空间。

  华大北斗

  华大北斗前身是中国电子信息产业集团(CEC)旗下华大电子导航事业部,专注从事导航定位芯片、算法及产品的自主设计、研发、销售及相关业务。目标面向民用消费类电子市场和国家命脉行业、汽车领域、物联网领域等专用终端市场,提供芯片及应用解决方案。

       面向车载应用,华大北斗提供有HD8089A车规级芯片,具备高灵敏度、高精确度、快速定位等特点,支持北斗/GPS/GLONASS/GALILEO多种GNSS系统,支持跟踪、捕获、导航、数据输出等功能。这家公司的优势可能更多的在导航和定位服务市场,MCU领域的实力可能稍显疲弱。

  航顺芯片

  航顺芯片是完全国内独资的集成电路设计企业,获国家双高认定,已开发和量产国内首创世界背照/正照CIS1080P高清CMOS图像传感器芯片以及标清图像传感器芯片,广泛应用于安防监控,汽车电子。

  2019年3月,航顺芯片HK32车规级通用32位MCU满足AEC-Q100标准,是当时国内第一家通过这项测试的32位MCU芯片原厂,且良率超过90%,打破国外垄断。近几年,航顺芯片出镜率也挺高,据称其在MCU领域的实力还算不错,出货量也不错,在国产替代的位置上应该能够担当相当重要的角色。

  国芯科技

  天津囯芯科技有限公司是由苏州国芯科技有限公司投资的一家专注于微电子技术和产品的设计、开发、生产销售的高科技企业;其技术起点高,以摩托罗拉高性能低功耗的32位嵌入式CPU技术为起点,通过引进消化吸收,开发出自主知识产权的高性能信息安全加密CPU核心和通用低成本的32位嵌入式CPU核心的系列技术与产品。

  据了解,该公司已推出的CCM3310S-T/CCM3310S-H系列车规级安全芯片基于40nm eFlash汽车电子工艺,符合AEC-Q100标准;车身控制芯片CCFC2002BC主要用于汽车车身控制和网关应用;发动机控制芯片CCFC2003PT基于汽车电子专用工艺,集成CAN、SPI、UART、eMIOS、AD等接口,主要用于汽车动力总成应用。

  3、图像传感器

  如今,随着汽车“三化”的逐步升级,为了更准确地感知行驶环境、改善人车交互体验,整车所搭载的传感器数量和种类正迅速增加,由于汽车智能化程度与传感器数量成正比,传感器已经成为重要的增量市场,其中以COMS图像传感器和毫米波雷达需求增长最为显著。

  COMS图像传感器构成了汽车视觉系统的核心,目前主流车规级COMS图像传感器供应商有索尼、豪威科技、安森美、三星、意法半导体等,其中被韦尔股份收购的豪威科技为国产车规级COMS图像传感器的代表性厂商,国内车规级COMS图像传感器的厂商还有思特威等。

  豪威科技

  豪威科技是车规级COMS图像传感器的主要供应商之一,其在汽车传感器领域已有多款解决方案广泛应用于后视摄像(RVC)、全方位视图系统(SVS)、摄像机监控系统(CMS)、 ADAS (驾驶辅助系统)、e-Mirror(电子后视镜)和DMS等车载系统。

  2021年1月,豪威科技在CES上发布其OX03F10汽车图像传感器,这款传感器扩充了豪威科技的下一代ASIL-C观测摄像头产品系列。豪威科技当时披露,这款新型OX03F10图像传感器已开始提供有限数量的a-CSP和a-BGA封装样品,并计划通过AEC-Q100 2级认证。由于国内CMOS资源相当稀少,更不必说汽车CMOS领域,况且豪威科技在国际市场也占比不错,算是实打实的国产CMOS一哥。

  思特威电子

  成立于2011年的思特威电子最初在安防CMOS图像传感器领域打出了名气,并获得了一定的江湖地位。为了进一步向汽车市场进发,这家公司于2020年其成功收购深圳安芯微(Allchip),开始加速向汽车电子应用领域拓展。

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  据介绍,思特威的AS系列产品是是专门为车载摄像头打造的车规级CMOS图像传感器,可满足前后装细分市场的所有需求点。目前,思特威车载智能驾驶应用系列Automotive Sensor (AS) Series包括SC280AS、 SC120AS、 SC100AS以及SC1330AS等多款产品,SC100AS与SC1330AS两颗芯片已成为行车前装夜视影像市场的明星产品,思特威当下仍在进一步拓展AS产品线,以满足更多汽车场景的需求。随着近些年在汽车市场的持续冲击和发展突破,相信思特威电子未来在汽车CMOS国产替代领域能够担当重要角色。

  4、IGBT

  IGBT是如今新能源汽车电控系统和直流充电桩的核心器件,全球范围内英飞凌、三菱电机等海外厂商依然占据大优势,但是国内厂商国产替代机会正在逐步显现,主要代表厂商有株洲中车时代电气、比亚迪、斯达半导体等。

  比亚迪半导体

  比亚迪半导体拥有包括设计、制造、封装、整车应用等较完整的车规级IGBT产业链环节。据披露,比亚迪半导体2009年推出国内首款自主研发的IGBT芯片,2018年推出IGBT4.0芯片,后续还将推出IGBT5.0和IGBT6.0芯片。

  据官方消息称,截止2020年12月,比亚迪以IGBT为主的车规级功率器件累计装车超过100万辆,单车行驶里程超过100万公里。其自主研发的首款批量装车的SiC功率模块全面应用于比亚迪全新旗舰豪华轿车“汉”车型,SiC电控的综合效率高达97%以上。

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  而从其未来的发展来看,比亚迪半导体如今的主力还是依托于比亚迪汽车,客户太过单一,随着几大终端厂陆续上车,相信未来能够给比亚迪半导体更大一展身手的空间。这也有望让比亚迪半导体逐步发展壮大,成为未来能够匹敌英飞凌等国际大厂的本土化功率半导体品牌。

  中车时代电气

  中车时代电气是国内较早布局IGBT的厂商,其建有6英寸双极器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的产业化基地,已实现650V-6500V IGBT全电压范围覆盖,批量应用于高铁、电网、电动汽车、风电等领域。中车时代电气副总经理余康在2020年度中国汽车工业统计工作会议上表示,中车时代电气2020年9月下线了8英寸车规级IGBT芯片生产线。

  4月的上海汽车展上,该公司也以“绿色新智慧,赋能碳中和“为主题,正式发布C-Car平台。包括C-Power220和C-OrganoSheet,共同构建基于自有功率电子的动力系统解决方案、面向高端的减振降噪及轻量化系统解决方案、面向未来的智慧驾驶系统解决方案。

  目前,中车时代电气IGBT业务已建成从芯片到模块再到封装的IDM产线,第一条线主要定位于轨交、电网、风电等高压领域;第二条IGBT产线主要投向中低压的电动车等市场,目前正处于调试阶段,该行预计,21年年底有望实现批量供货,新产能将为公司半导体产业长期发展提供坚实基础。中车的IGBT实力是非常强劲的,如果未来其能够将更多资源下放给国内的商业化市场,想必能够为国产替代做很好的储备。

  斯达半导体

  斯达半导体作为国内颇为领先的IGBT厂商,2020年该公司生产的汽车级IGBT模块合计配套超过20万辆新能源汽车。目前,该公司在650V、750V、1200V、1700V等中低压IGBT芯片已经实现国产化。

  据斯达半导体公告披露,该公司较早布局新能源汽车行业,生产的IGBT模块、SiC模块已获得包括新能源汽车客户在内的多个领域客户的认可,大批量供应汽车级IGBT模块和SiC模块。而且,其48V功率器件也已快速量产并配套超10万辆燃油车,车规级SGT MOS管预计2021年批量供货,车规级MOS管能力也处于国内领先水平。

  5、存储器

  作为广泛应用于智能座舱、自动驾驶等领域的关键器件,存储器随着自动驾驶等级的提升、5G基础建设的普及等因素影响,车规级存储器未来需求将高速增长。在车规级存储器方面,目前全球市场仍以国际大厂为主导,国内布局的主要有北京君正、兆易创新、澜起科技等厂商。

  北京君正

  北京君正的全资下属子公司北京矽成(ISSI)是全球汽车产业链重要的芯片供应商,自1999年开始提供前装车规级芯片,目前提供各类车规级存储器芯片(DRAM,SRAM,NAND/Nor Flash和eMMC)。

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  去年,君正也通过并购ISSI即北京矽成,已经摇身一变成为国内车规级存储芯片的龙头。据介绍,ISSI产品广泛应用于全球范围内的汽车电子、工业及医疗等多个领域,其中DRAM产品收入规模全球第七、SRAM全球第二。公司主营的易失性存储芯片具体可分为集成度较低、功耗较高的SRAM和集成度较高、功耗较低的DRAM,两者在汽车电子、工业及医疗等多个领域均存在较强的需求。根据HIS数据统计,2018年ISSI的DRAM产品收入规模位列全球第七、SRAM产品收入规模位列全球第二,均处于全球市场前列。

  兆易创新

  今年1月29日,兆易创新在互动平台上表示,公司依据AEC-Q100标准认证了GD25 SPI NOR Flash全系列产品,为汽车前装市场以及需要车规级产品的特定应用提供高性能和高可靠性的闪存解决方案。目前与国内厂商有广泛业务合作,国外一部分Tier 1的厂商已经在导入项目。

  自2014年进入汽车市场以来,兆易创新的市场占有率在不断提升,目前NOR Flash产品线已经进入几乎所有国产车企,同时也进入了部分国际车企,目前在汽车市场可以提供全系列的NOR Flash产品,在汽车存储市场有着相当亮眼的成绩。

  澜起科技

  在存储器领域,澜起科技主要做内存接口芯片。目前在汽车领域已经有了一定的突破,旗下车规级(Grade-2)DDR4 RCD芯片已有小规模出货,直接客户为内存模组厂商,但相关收入占营收的比例很小。该芯片属于标准版DDR4 RCD芯片的延展产品,可用于一些对性能要求更高(比照车规级)的特殊服务器,并有望更广泛地应用于智能汽车领域以及边缘计算领域。不过整体实力来看,可能稍显不足。

  总结:

       总之,当前形势之下,建立国产替代的专属供应链已经是迫在眉睫,尤其是汽车这类强增长型而且极有可能成为下一个国民级智能终端的领域,本土各终端大厂更应该提前做好储备,以应不时之需。

       况且,汽车半导体的入局门槛要比智能手机高得多,国产替代的难度属实也上了好些个台阶。值得庆幸的是,目前在主要领域,中国半导体企业已经拥有了一定的基础,但仍然需要稳扎稳打,并逐步扩展自身业务线,向更多车用半导体细分领域开枝散叶,抓住这波造车“内卷”浪潮,成就真正意义上的车用半导体国产替代。但在这一切真正发生之前,编者认为,如何解决汽车缺芯和产能紧缺问题,才是根本所在。



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