汽车缺芯带来创业空间:国内企业如何突围?

2022年06月24日 09:58   21世纪经济报道 21财经APP   马婷婷
随着汽车行业的变革,车联网、新能源、智能化、自动驾驶四个领域趋势为汽车行业带来了新的半导体需求,新需求为国内新进芯片企业进入汽车带来全新的产业机遇。

21世纪经济报道见习记者 马婷婷 北京报道

 

随着汽车行业电动化和智能化程度的提高,汽车整体产业价值链构成随之升级,车规级芯片需求量持续攀升。海思在2021中国汽车半导体产业大会发布的数据显示,2021年全球汽车半导体市场规模约为505亿美元,预计未来5年这一规模将以30%以上的年化增长率高速增长,到2027年,行业市场总规模将接近1000亿美元。作为全球最大的汽车消费市场,中国车载半导体市场稳步上升,2020年市场规模约1000亿人民币。 

目前,新能源汽车渗透率的快速提高更加速了汽车芯片行业的发展。据天风证券研究报告测算,电动车半导体含量约为普通燃油车的两倍,智能车用量则为燃油车的8-10倍。2020年,全球约需要439亿颗汽车芯片,预计到2035年,这一数字将达到1285亿颗。未来,汽车电子在汽车总成本中占比将达到50%。车规级芯片有望成为半导体行业发展的新驱动力,重构整个汽车行业价值链。 

汽车行业车联网、新能源、智能化、自动驾驶等趋势为汽车行业带来了新的半导体需求,新需求为国内芯片创业企业带来全新的产业机遇。华山资本董事总经理杜波在近日天风产融线上论坛上表示,“智能电动车这个领域,还处于一个早期的市场,市场格局还远远没有稳定,虽然国内在机械车时代,产业链远远落后于国外,但在智能车时代,下游活力非常大,也有一些未来能够跟特斯拉形成竞争的潜在对手,随着国内下游市场的兴起,上游芯片企业也有巨大的机会。”

缺芯带来创业空间和试错机会

自2020年四季度以来,全球汽车行业开始出现缺芯现象。两年间,这一现象非但不见好转,反而有愈演愈烈的趋势,特别是进入2022年以来,时有车企由于缺芯问题遭遇停产风波。 

2021年,由于芯片短缺,通用汽车位于北美的8家工厂曾一度停产,此后,Stellantis、吉利、一汽等诸多车企也都曾爆出过暂时停产消息。今年5月份,何小鹏还在社交媒体上发布视频,用玩具可达鸭“急求芯片”。 

汽车缺芯一方面是由于汽车行业电动化和智能化的提速,再加之国内外对新能源汽车的支持政策持续加码,都造成了汽车单车芯片用量的激增,虽然过去两年间,全球主要芯片厂商都在持续扩产中,但仍然无法满足需求。同时,由于疫情的影响,在芯片生产和物流方面,都加剧了芯片供应不足的情况。另外,日益复杂的国际形势、地缘政治等因素,也为芯片供应带来麻烦,乌克兰是半导体产业中惰性气体的最大出口国,约占全球供应量的70%。 

据悉,2022年一季度英飞凌积压的订单金额已经是2021年全年营收的三倍有余,其中,超过五成是汽车芯片。目前看来,积压订单已远远超出英飞凌的交付能力。另一芯片巨头意法半导体也公开表示,目前积压订单能见度约18个月,远高于意法目前已规划的2022年产能。天风证券研究显示,2022年3月,全球汽车芯片平均交付周期(芯片从订购到交付的周期)相较于2月增加了两天,达到26.6周,创下了自2021年3月以来的历史新高。 

目前汽车行业缺芯是全面性短缺。细分到汽车芯片来看,根据广汽研究院测算,汽车缺芯的主要种类包括主控芯片的MCU(微控制单元)、功率类的电源芯片和驱动芯片,三者合计占到中高风险缺芯的74%,其次是信号链芯片CAN/LIN等通信芯片。虽然芯片的短缺,直接造成整车生产成本的不断攀升,但也为国内车规级芯片企业撕开了一道口子,为中国本土的汽车芯片企业导入供应链提供了机会。 

九鼎投资对此表示,缺芯问题短期内给国内创业公司带来的较大的创业空间和试错机会,但该机会亦存在一定的窗口期。因为国外汽车半导体龙头企业都在大幅地扩充产能,以满足随着新能源快速普及而带来的较高增速的汽车芯片需求,所以对于国内一级市场创业企业而言,应准确评估并把握住此次难得的行业机遇期,大力提升研发实力的同时尽量与整车厂进行深度合作或业务绑定,以实现快速崛起。

国际巨头围剿,国内企业仍有细分优势 

由于投资大、周期长、技术壁垒高等特点,全球芯片行业仍由国外芯片巨头把持,呈现出“赢者通吃”的格局。车规级芯片方面,前五大厂商分别为英飞凌、恩智浦、瑞萨、德州仪器、意法半导体,目前全球前十大车规级芯片厂商中尚无国内企业入围。在2020年全球前25强中,唯一一家中国企业闻泰科技名列第19位。根据中国汽车工业协会的调查,在汽车芯片行业,我国的自主率尚不足5%。 

根据具体应用,汽车芯片可细分为,主控芯片、功率芯片、存储芯片、传感器芯片、模拟芯片等。在2020年的市场占有率中,主控芯片规模占比23%,功率芯片占比22%,传感器芯片占比13%,存储芯片占比9%,其他占比33%。虽然整体上,我国本土企业与国际芯片巨头尚存在明显差距,但在主控芯片、功率半导体等个别细分中,仍有创业企业凭借自身优势,占有一席之地。 

自动驾驶芯片领域,一方面需要满足更高的安全等级,同时需要更高的算力支持,因此推动了SoC芯片和AI计算平台的迭起。目前,多家头部芯片企业实现L2-L5全覆盖,英伟达在算力方面更加领先,超过1000tops。 

相比国外厂商,国内企业也具备自身优势,国内芯片企业不仅能提供芯片,还能与国内车企共同定制开发独有的生态系统,同时还为国内车企提供二次调试等本土化服务,这都是传统芯片巨头无法满足的需求。 

主控芯片:新兴企业AI技术表现出众

随着智能汽车的发展,特别是叠加高算力的智能座舱和自动驾驶概念的兴起,SoC(系统级芯片)应运而生。其中,智能座舱芯片相比于自动驾驶芯片,对安全的要求相对更低,芯片本身也将朝小型化、集成化、高性能化的方向发展。天风证券研究显示,由于智能座舱芯片不涉及底盘控制,安全压力小,技术实现难度低,成果易感知,可迅速提升产品差异化竞争力,因此国内OEM在等待自动驾驶关键技术成熟的档口,开始逐步将精力转移到智能座舱的落地,从而加速了这一领域的国产化进程。 

目前,智能座舱SoC玩家可分为,传统汽车芯片企业、消费级芯片企业、国内新兴芯片企业。其中,国内新兴芯片企业在AI技术方面表现出众,通常可为客户提供“算法+芯片”的软硬件耦合的全栈式解决方案。例如国内创业企业黑芝麻则定位Tier 2(汽车零部件二级供应商)并与车企和Tier 1(汽车零部件一级供应商)合作,提供从座驾域到座舱域的全域智能方案。目前已与一汽、蔚来、上汽、博世、滴滴等,在L2/3级ADAS(高级驾驶辅助系统)和自动驾驶感知系统解放方案上展开商业合作。 

地平线是国内领先的边缘人工智能芯片及解决方案提供商。面向智能驾驶提供高性价比的边缘AI芯片、极致的功耗效率、开放的工具链、丰富的算法模型样例和全面的赋能服务。其第三代高性能、大算力自动驾驶芯片征程5面向L4自动驾驶,单颗算力高达128TOPS,是业界第一款集成自动驾驶和智能交互于一体的全场景整车智能中央计算芯片。目前地平线已与比亚迪达成定点合作,比亚迪将在其部分车型上搭载征程5,打造更具竞争力的行泊一体方案,实现高等级自动驾驶功能,预计此款车型最早将于2023年中上市。 

从技术路线来看,九鼎投资认为,未来汽车行业的终局是实现自动驾驶的智能终端,自动驾驶SoC芯片将是汽车芯片未来的核心。目前,自动驾驶技术受到全球科技巨头的热捧,自动驾驶芯片有望成为这一趋势的制高点。智能座舱SoC芯片的渗透只是“前菜”,自动驾驶SoC芯片才是自动驾驶产业的核心。根据特斯拉、英伟达、Mobileye、地平线等主流处理器架构分析及对比,“CPU+ASIC”的简化架构或将成商业化主流。 

功率半导体:价值增量最大 

新能源汽车的功率芯片价值大约是燃油车的4倍,成为价值量增幅最大的领域。其中,IGBT (绝缘栅双极型晶体管)被应用于汽车的多个零部件中,是核心器件之一。Omdia的报告显示,2019 年中国车用IGBT市场规模为2.8 亿美元。而随着新能源汽车渗透率的增加,车规级IGBT的需求量还在持续攀升中。因此IGBT不仅是国产功率半导体企业的布局重心,也是车厂与半导体大厂强强联手的破局点,目前IGBT功率器件国产率超三成。2019年比亚迪在中国新能源乘用车电机驱动控制器用IGBT模块的市场占有率已达18%,全球排名第二。 

在谈及国内企业在车规级IGBT芯片的发展机遇时,九鼎投资表示,功率半导体市场存在较大供需错配,行业缺芯凸显芯片国产化瓶颈现状,国产厂商迎来供应链导入良机。国内的时代电气、斯达半导、士兰微等厂商IGBT性能不断改善,已逐渐在以国产车企为主的主机厂客户中放量出货,未来几年将进入加速发展窗口期。  

汽车产业链和生态均有望重构

近年来,传统汽车行业生态正消然发生变化,OEM+Tier1+Tier2的金字塔格局正在受到挑战。现有供应链合作模式,已难以适应标准化的大规模工业生产与用户日益增长的个性化需求。 

车厂开始主动改变传统的供应链合作模式,尝试与芯片企业寻求直接合作,芯片企业由Tier2转变为新的Tier1,甚至还出现部分车厂亲自下场,直接参与芯片投资和研发。通过这种新的尝试,车厂一方面希望未来可以改善芯片的供应情况,提高对整个芯片产业链的掌控能力,与此同时,还能结合自身特点,更好地满足个性化需求。2021年以来,宝马、福特、StellantisNV和通用等,都在优化芯片供应链方面,做了主动尝试。 

未来的OEM除了跟传统部件合作之外,有些车企还会考虑自建平台,例如大众在2019年正式成立“Car.Software”车载软件开发部门,宣称做自己的操作系统。平台车厂自建或和供应商合建,除了平台车厂还需要和算法供应商、生态伙伴、投资伙伴等合作。天风证券认为未来合作模式是以车厂为中心的平台+生态的合作模式,逐步走向平台+开放带来更多的开放和创新。未来汽车产业的生态圈将会从过去的“整车厂是主导”,发展到“掌握核心技术关键环节的企业(如芯片)是主导”,而且可能是一个圈和另外一个圈形成生态的竞争,从而组成一个更大的新一代汽车生态体系。

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