最近在车圈,芯片被炒得很热。
蔚来智驾芯片成功流片,小鹏、理想也在加快自研芯片的脚步;供应商方面,黑芝麻智能成国内首个成功上市的智驾芯片供应商,地平线香港IPO通过证监会备案,Momenta也开始造芯。
国内势力奋起直追,都力图改变国外厂商独大的市场格局。
今年7月,新能源汽车的国内零售渗透率达到了51.1%,首次突破50%,也就是说,7月新能源汽车渗透率超过了燃油车。
中国汽车工业协会发布的数据显示,2024年1-6月,新能源汽车产销分别完成492.9万辆和494.4万辆,同比分别增长30.1%和32%,市场占有率达到35.2%,新能源汽车市场仍在高速增长。
然而,与之不匹配的,是国产车载芯片的自主率。
根据中国汽车工业协会的数据,预计到2030年,中国汽车芯片行业的需求量约为1000亿~1200亿颗/年,而目前国产化率仅在10%左右。
也就是说,近九成的芯片都需要采用国外厂商的产品,大量市场份额被国外厂商占据。
01
芯片国产,难点在哪?
为什么即使有很多芯片公司投入大笔研发经费,国产芯片自给率却仍不足?国产车载芯片何时才能崛起呢?
最大的问题在于,芯片的技术壁垒较高,而国内的产业基础相对薄弱。
在汽车智能化之前,燃油车所用到的芯片并不多。一辆燃油车需要用到的芯片在500~700颗,作为对比,新能源汽车所需的芯片普遍在1600颗左右,并且在不断增多,未来有望达到3000颗。
中国的半导体行业虽然发展迅猛,但起步较晚,与国际巨头存在1-2代的差距。以制程为例,目前国内受限于光刻机技术影响,仅能制造7nm制程以上的芯片,更先进的5nm和3nm只能寻求代工。
并且芯片市场中,车规市场在新能源汽车发展壮大前并不受重视,相应的投入也就更少。
在产业基础薄弱的情况下,想要达到同样甚至更好的效果,就需要更多的投入。而芯片行业本身就是高投入的行业,不论是晶圆厂的建设成本,还是设备的采购成本,抑或是工程师的人力成本,都十分高昂。
拿英伟达的Xavier芯片举例,其研发耗资高达20亿美元。这对于许多国内厂商,尤其是初创公司来说是一个巨大的财务负担。
国外的芯片巨头可以将其他领域芯片的经验、投入直接应用到车规芯片中,这是国内厂商所不具备的优势。
因此我们可以看到,国产车载芯片初创公司往往比较烧钱,研发投入占了营收的绝大部分(甚至超过全部营收),并且往往专精于其中一个方面(比如智驾芯片),其背后透露出的就是资金受限的问题。
车规芯片面临的另一大难题,就是漫长的认证周期。
区别于其他的芯片,车规级芯片是除了航天级和军工级以外对可靠性要求最高的。毕竟芯片的可靠性决定了高速行驶汽车的安全。
车规级芯片必须在极端温度、湿度、振动等恶劣环境下保持稳定工作,并拥有长达15年甚至30年的使用寿命和供货周期。
车规级芯片不仅在设计时需要将功能安全放在首位,还要经过漫长的车规级认证,必须满足包括AEC-Q100(IC)、ISO 26262、ISO 21448、ISO21434、IATF 16949等多项标准。
汽车级与消费级及工业级对比(来源:MPS)
车规级认证的过程包括多项测试,如机械冲击、变频振动、恒加速、粗/细检漏测试、包装跌落、盖板扭力测试、芯片剪切试验、内部水汽含量测试等,确保芯片在各种环境和工况下都能可靠运行。
Mobileye用了8年时间才获得第一张车企订单。
对于国产芯片制造商来说,本就投入巨大,漫长的认证周期还让芯片短期内无法获得订单,也就带来了巨大的技术成本、生产成本和时间成本的考验。
02
道阻且长,行则将至
不过,难就不做了吗?
当然不是。
经历了疫情以来的“一芯难求”,国产厂商也发现了车载芯片这个大缺口。
芯片短缺对于汽车的如期生产是致命的,而作为全球最大的新能源汽车市场,中国对于车载芯片的需求量更是巨大。
面对全球供应链的不确定性,加大国产芯片研发力度,能够降低对外部供应链的依赖,从而有效避免芯片短缺带来的风险。
另一方面,从整个汽车产业生态来看,供应链可控也是保证产业生态健康重要的一点。
在当前的国际政治经济环境下,半导体芯片产业已成为国家间竞争的焦点。早在7月底就有消息放出,8月美国将进一步限制对中国芯片的出口。
如果供应链不可控,“卡脖子”事件时有发生,将会对中国汽车产业造成相当不利的影响,极大限制国产汽车的发展。
也因此,有关部门已明确表态,要求央企在关键技术领域优先使用国产芯片,减少对进口芯片的依赖。通过自主研发和创新构建起更加安全、稳定的供应链,避免在关键技术上受制于人。
在市场缺口和政策利好的驱使下,国内布局车规芯片的企业越来越多,芯片也有了更多的上车机会。
前段时间成功在港股上市的黑芝麻智能是国内首个上市的智驾芯片供应商,以其高性能的车规级自动驾驶芯片华山系列A1000而闻名,该芯片支持行泊一体域控制器,是国内目前最成熟、量产车企最多的自动驾驶芯片之一。东风奕派eπ008、领克08等车型都搭载了华山系列芯片。
黑芝麻智能还推出了武当系列C1200,这是业内首个智能汽车跨域计算芯片平台,覆盖座舱、智驾、网关等不同领域。
另一大正在寻求上市的智驾芯片供应商是地平线,其主要产品是包括征程5、征程3、征程2等的征程系列芯片。
地平线的产品也已得到多个主机厂的采用,包括理想L9、L8、L7、理想ONE、广汽埃安 AION Y(参数|询价)等车型都搭载了其芯片。
说完智驾再来说说智舱,目前国内有很多主机厂的智舱采用了杰发科技的芯片。杰发科技提供AC8015、AC8257等智舱芯片,已搭载于上汽名爵、广汽传祺、广汽三菱等品牌的多个车型。
杰发科技的车规级MCU芯片AC7801x系列也已在汽车电子传感器、温控、开关、车灯等车规MCU应用场景中实现量产并获多个合作。
如果目光不局限于智驾和智舱这两个难度较大的芯片,国内在车窗、雨刷、车灯等方面实现量产的芯片还要更多。
得益于国家对半导体产业发展的高度重视,和包括税收优惠、资金扶持在内的一系列国产芯片政策支持,国产车载芯片供应商能够享受到政策倾斜的福利,有助于其加大研发投入,提升技术水平。
并且,国内芯片企业在满足国密认证等车规级芯片重要认证标准方面具有天然优势。
此外,国产供应商更了解国内的新能源汽车市场与客户需求,能够提供更加贴近客户需求的本地化服务,包括技术支持、产品定制等。
这些都是国产供应商相对于国外厂商的优势所在。
前文中提到,国产车载芯片自给率约为10%。不过,在三年前这个数字还只有5%。
短短三年时间内就实现了5%的提升,有理由相信,国产车载芯片在未来会迎来更多的合作与机遇,不再受制于人,真正实现产业链的自给自足。
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