國產(chǎn)化潮漲,汽車芯片自主可控還要多久  第1張

  “這兩天來展臺的基本上都是來看國產(chǎn)替代的?!痹诮章淠坏?025慕尼黑上海電子展上,有頭部汽車芯片的代理商FAE告訴記者?!跋葐柧A是哪里的,再問材料供應商是誰……一系列流程問下來,主要圍繞國產(chǎn)化率?!?/p>

  當前,汽車芯片市場由海外企業(yè)主導。根據(jù)IDC數(shù)據(jù),截至2024年上半年,汽車半導體市場前十大汽車半導體公司均為海外廠商,前五大廠商英飛凌科技、恩智浦半導體(NXP)、意法半導體(ST)、瑞薩電子和德州儀器(TI)合計市場占有率超過47.8%。

  但隨著美國宣布對所有貿(mào)易伙伴征收“對等關稅”,后又對芯片等電子產(chǎn)品豁免所謂“對等關稅”,關稅大棒陰影之下,國產(chǎn)替代成為“熱詞”。

  同樣在4月中旬,21世紀經(jīng)濟報道記者從一家Tier1了解到,該公司計劃系統(tǒng)替代美國的電源芯片、通信芯片、驅(qū)動芯片、存儲芯片、模擬芯片。

  從整車看,汽車芯片可分為計算芯片、控制芯片、通信芯片、功率芯片、驅(qū)動芯片、傳感芯片、電源芯片、模擬芯片、存儲芯片、安全芯片等類別。該Tier1擬替換的芯片,是汽車芯片中的中低端類型。

  這與汽車芯片的自主化順序基本一致:IC廠商通常從中低端開始起步,慢慢往高端進階,如本土模擬IC廠商多以電源管理芯片切入汽車市場。

  而眼下,隨著OEM、Tier1對國產(chǎn)車規(guī)芯片的態(tài)度由觀望轉(zhuǎn)為擁抱,汽車芯片有望迎來國產(chǎn)化加速。

  秀肌肉

  慕展期間,英飛凌、ST、TI的展臺前人頭攢動,國產(chǎn)汽車芯片廠商也展出了在功率半導體、傳感器、MCU等關鍵領域的最新產(chǎn)品和技術(shù)突破。

  功率半導體是熱門單品。華潤微(688396.SH)展出的主驅(qū)模塊基于成熟量產(chǎn)的第二代車規(guī)SiC MOS平臺;飛锃半導體展出了1200V/2mΩ SiC MOSFET DCM模塊和1200V/7mΩ SiC MOSFET TPAK產(chǎn)品。

  多家廠商帶來了最新的MCU:中微半導體(688380.SH)發(fā)布了車規(guī)級BAT32A4x9系列,專門針對車身域、連接域、熱管理、小三電等應用;納芯微(688052.SH)展出了聯(lián)合芯弦推出的實時控制MCU NSSine 系列。

  此外,國芯科技(688262.SH)展出了最新車規(guī)級MCU、DSP芯片等;武漢芯必達微電子有限公司首次發(fā)布了SBC產(chǎn)品——IM1169,支持8Mbit/s CAN SIC。

  但汽車芯片的推出,并不意味量產(chǎn),更不意味著成功“上車”。

  盡管目前在MCU、SoC、傳感器芯片、IGBT領域,國產(chǎn)品類已經(jīng)有非常多的上車案例。但整體而言,汽車芯片國產(chǎn)化率僅從過去不到5%上升至15%左右,仍然較低。

  為何較低?

  車規(guī)級芯片的國產(chǎn)化,始于2020年。慕展期間,有汽車芯片設計企業(yè)負責人告訴記者,2019年之前汽車芯片“難以取代”,但自2020年“缺芯潮”開始,車規(guī)級芯片迎來國產(chǎn)化窗口,逐步從低端往高端替代。

  但目前車規(guī)級芯片國產(chǎn)化率仍然較低,一方面緣于汽車芯片的替換成本巨大。

  從時間成本來看,汽車芯片在生產(chǎn)與裝車之間的周期較長,OEM沒法說換就換。

  21世紀經(jīng)濟報道記者了解到,汽車芯片生產(chǎn)出來后,首先要被納入Tier1/OEM的審核名單,和同類產(chǎn)品競爭后獲得Tier1/OEM的定點。定點后Tier1/OEM使用芯片進行產(chǎn)品研發(fā)和測試,經(jīng)過零部件級測試后進行裝車,再通過整車級測試和實驗,才能實現(xiàn)裝車量產(chǎn)。而裝車也要經(jīng)歷從小批量裝車再到大規(guī)模裝車這一漫長的過程。即使在整體流程都順利的情況下,也要花上3—4年的時間。

  從管理成本來看,Tier1/OEM一旦選定一款汽車芯片,再替換要面臨較大挑戰(zhàn)。

  有業(yè)內(nèi)人士告訴21世紀經(jīng)濟報道記者,汽車電子零部件的生命周期很長,以5年為例,如果前2年和后3年該零部件經(jīng)歷了芯片切換,會導致市面上該零部件存在兩種硬件狀態(tài),這兩種硬件狀態(tài)下的軟件不一定兼容。如果軟件不兼容,則會導致無法統(tǒng)一進行OTA升級。芯片切換導致的軟硬件變更也會大大增加Tier1和OEM軟硬件管理成本,他們需要長期維護不同軟硬件之間的排列組合。

  長城汽車股份有限公司EE架構(gòu)總工程師曹常鋒也在2024世界新能源汽車大會上表示,大部分的國產(chǎn)芯片在工具鏈和軟件的生態(tài)上不統(tǒng)一,導致OEM的替換成本較大。

  另一方面,國產(chǎn)芯片的質(zhì)量還有待提高。與國際汽車芯片廠商相比,本土汽車芯片在中低端已經(jīng)可以實現(xiàn)替代,但在高端芯片方面差距較大。

  曹常鋒指出,國內(nèi)缺乏完整的車規(guī)級芯片測試人認證流程和能力。舉例而言,芯片要通過AEC-Q100的認證,但AEC-Q100測試可以自聲明,測試認證過程中一部分的測試項是自聲明的,可能導致問題頻發(fā)。

  “好在這幾年,中國的自主品牌需要國產(chǎn)芯片,國產(chǎn)芯片需要車企品牌,有相互奔赴的時間窗口期。只要有機會上車就有機會迭代,有機會迭代就有機會做得更好。”有業(yè)內(nèi)人士坦言。

  聯(lián)手突圍

  目前在實際應用中,電源芯片、通信芯片、驅(qū)動芯片、存儲芯片、功率芯片(IGBT、MOSFET、SiC)的國產(chǎn)化率相對較高,而高端MCU、SoC以及智能駕駛和智能座艙域控芯片的國產(chǎn)化率仍相對較低。

  其中,功率芯片的國產(chǎn)替代進展較快,IGBT主驅(qū)模塊在電動化浪潮中率先實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

  在此背后,近幾年間,車企通過自建、合資、投資入股等方式布局各類汽車芯片,尤其在功率類芯片布局較為積極。

  車企之所以積極布局功率半導體,是因為在新能源汽車中,電驅(qū)動總成(主要包括電機、電控、減速器)成本約占整車的10%。其中,電機是非常成熟的產(chǎn)品;電控有一定技術(shù)門檻,核心模塊在于IGBT。對于車企而言,只要掌握了IGBT,電機、電控讓第三方自研,則相當于掌握了系統(tǒng)核心。此外,800V快充技術(shù)的普及,也推動車企深度布局功率半導體。

  在其他細分賽道,車廠、Tier1、汽車芯片廠商也在聯(lián)手突圍:廣汽集團與裕太微電子、仁芯科技等公司聯(lián)合開發(fā)了12款車規(guī)級芯片,覆蓋電源管理、底盤、集成安全等多個領域;芯馳科技等本土創(chuàng)新企業(yè),通過與車廠、零部件供應商緊密合作,爭取“上車”機會。

  這也啟示汽車芯片廠商與主機廠深度融合。國信證券研究指出,隨著軟件定義汽車出現(xiàn),部分主機廠逐步加入至核心零部件設計中,使得汽車供應鏈中間商減少。供應鏈簡化后,核心半導體零部件廠商能否與主機廠深度合作成為競爭要素。

  “汽車芯片廠商有本土優(yōu)勢:相較海外供應商,本土芯片廠商可以在設計之初了解客戶的需求和痛點。”有業(yè)內(nèi)人士建議,本土汽車芯片廠商可以組成行業(yè)聯(lián)盟,以良性競爭加速國產(chǎn)化浪潮。