汽车芯片疯狂内卷,中国公司坐上牌桌

xilinx18软件使用方法

在2023年的中国汽车芯片市场上,一颗白菜真的有可能被进口芯片取代。

德州仪器的明星产品TPS51200DRCR在两年前的缺芯潮中一度飙升至70元,如今已跌至1元。意法半导体的L9369-TR是用于电子稳定车身系统(ESP/ESC)的关键芯片,价格从最高时的1500元降至13元。

两年前,车企排队购买芯片的场景仿佛恍如隔世,海外芯片制造商在突破防御的同时也经历了中国冲击。

自2020年芯片供不应求以来,中国汽车芯片自给率从5%翻了一番,达到10%【1】,本土厂商的涌入颠覆了供应端由国际六大巨头主导的局面,价格瞬间失控。

去年5月,德州仪器全面下调中国市场芯片价格,且“无保证金、无底线限制”。然而,当TPS51200DRCR国产替代芯片的成交价达到7分钱时,六大汽车芯片巨头集体破大防。

根据《日本经济新闻》的报道,近三年来,国内汽车芯片的自给率从5%迅速提高到10%。虽然看起来不高,但它很重要,因为这可能只是一个开始。

洗牌:5%的上车难度

在汽车芯片自给率5%的增长中,主要角色是功率半导体、MCU和传感器三类芯片。

功率半导体主要用于汽车的电能转换和电路控制,如交流到直流、高压到低压、变频等。这类芯片在电动汽车中尤为重要,是当前运行的中心,也一直是我国替代度最高的领域【3】。

众所周知的功率半导体,即IGBT,是国内突破的主要方向之一。比亚迪半导体、CRRC时代等国内IGBT已相继上车。

MCU是一个微控制单元,俗称单片机,可以理解为CPU的简单版本,在汽车中执行单一任务或功能,例如智能雨刷和自动锁定。

传感器是汽车的“眼睛”,是汽车用来感知环境和自身状态的。除了传统的图像传感器和车载摄像头外,高端产品还包括毫米波雷达、激光雷达等。国内公司的突破主要围绕CMOS图像传感器展开,也就是数码圈俗称的“底层”。

这三款芯片最显著的共同特点是技术门槛不高,不需要先进的制造工艺。

纯电动汽车的芯片负载往往超过1000个,与燃油车的近500个相比增加了一倍。其中最重要的是自动驾驶芯片和座舱芯片,这也是Mobileye和NVIDIA Lida Brick Flying的主场;剩下的大大小小几百款芯片是大量的MCU和功率半导体,市场份额长期被瑞萨、恩智浦、德州仪器等六大巨头把持。

两者研发的难点在于,前者更像是高考数学的最后一道大题,写了解不做也没用。后者类似于高考语文作文。如果你有足够的800字,你可以得到一些分数。

高通的座舱芯片SA8295P已经使用了5纳米工艺;相比之下,MCU最先进的产品仍处于16/28nm的成熟工艺序列,大量产品位于90nm以上,因此制造门槛不高。

根据麦肯锡的计算,超过70%的汽车芯片正在使用90纳米以上的成熟工艺,14纳米以下的先进工艺仅占6%。

将90纳米以下技术用于汽车MCU的供应商屈指可数。

难度不大,但自给自足的进展缓慢,主要有几个问题:

一是验证周期过长,认证难度大。

汽车芯片制造产品只是第一步,进入车企供应链需要两三年的验证周期。一旦经过验证,车企不会轻易更换供应商。海外巨头早期进入市场时掌握了先发优势,国内厂商作为后来者很难突围。

二是要求综合能力高。

一辆汽车需要多达几十种类型的芯片,每种芯片多则几十个,少则一两个。因此,车企更倾向于一次性采购全家桶,降低了供应链管理的难度。海外厂商通过多次并购建立了丰富的产品矩阵,而国内厂商布局较晚,品类较少,相对处于劣势。

三是市场吸引力太小。

与其他汽车零部件一样,大多数汽车芯片走的是薄利多销的路线,而这种薄利多销也极有可能不如手机等消费电子产品。毕竟换车周期比后者更长,燃油车对芯片的整体消耗相对更小。

门槛不高,但是跨过去了也赚不了多少,自然就缺乏动力了。直到前所未有的芯片短缺,机会出现了。

机遇:前所未有的缺芯

2020年疫情期间,市场对汽车销量的预测较低,汽车公司也因销量下降而减少了芯片订单。大量代工厂为其他芯片安排了生产线。由于汽车芯片利润率低,拥有自建产能的芯片制造商不愿扩大生产,芯片库存逐渐逼近红线。

但谁也没想到,疫情期间新能源汽车爆发了,消失的订单又回来了。

电动汽车的芯片消耗较高,在L4自动驾驶水平下甚至高达3000个芯片/辆【4】。长期的缺货让车企对零库存产生了怀疑,开始疯狂备货,造成了前所未有的产能挤兑。中国作为新能源汽车最大的生产国和消费国,自然成为汽车芯片短缺的重灾区。

这个上车的机会被国内汽车芯片企业抓住了,他们并不打算放过。

一直以来,困扰国产汽车芯片的最大问题不是海外芯片太贵,而是海外芯片太便宜。

汽车芯片大多采用IDM垂直集成模式,设计、制造、封装、测试一手抓。只有少数溢出订单会交给台积电等代工厂。MCU前六玩家都是IDM模式;除麦格纳转型为无晶圆厂制造商外,IGBT前十大制造商均处于IDM模式。

在IDM模式下,假设A和B两家公司生产同一种芯片,A的产能是100万片芯片,B的产能是30万片芯片,那么B的利润不会是A的30%,很可能会亏损。

芯片必须通过大规模生产来稀释,R&D的成本和工厂建设的资本支出以及生产能力和销量直接决定了芯片的成本。因此,在存储、面板和汽车芯片等高度标准化的领域,率先发起价格战的往往不是新玩家,而是那些极其富有的老牌霸主。

没有一定的市场份额,就没有打价格战的资格。

因此,与高通和英伟达在12英寸硅片上挑战物理极限的艺术相比,汽车芯片的竞争模式相当朴实无华:生产控制。

芯片产能的建立需要非常长的时间,在此期间市场供需将发生巨大变化。如果计划产能过多,供应将超过需求。计划产能太小,市场给了同行。

缺芯潮之前,汽车芯片格局稳定,六大巨头各自产能大致可知,即使芯片价格下跌也在预测范围内。即使供应超出预期,车企可供选择的供应商也很有限。工厂无缘无故起火也不是不可能。

在此过程中,六大巨头将通过大量并购扩大产品组合,巩固份额优势。在过去的十年里,日本汽车芯片制造商瑞萨先后收购了Intersil、IDT和美国Dialog公司,填补了电源管理芯片、无线网络和数据存储芯片以及无线通信芯片的短板。

在这样的竞争形势下,我们可以理解缺芯潮对中国汽车芯片公司的意义。由于市场对汽车销售的悲观预期,车企纷纷削减订单,就像德州仪器和英飞凌等制造商开始从8英寸生产线升级到12英寸生产线并关闭旧生产线一样。于是,新能源汽车市场爆发,芯片价格直接涨到了天上。htct328w手机屏幕

只要有一点产能,就成了稀缺标的,业绩一路飙升。瑞萨的净利润和收入接连创下历史新高,德州仪器的收入连续七个季度实现两位数增长,IGBT大榭安森美的收入打破了历史记录。

然而,“六大”可能没有想到,在2020年至2023年的短短三年时间里,中国汽车芯片供应商数量从数十家暴增至300多家【6】,大量新产能释放,价格战随之而来。二维码营销

出生:死后出生

对于车企来说,面对库存红线和芯片价格飙升,汽车规格验证和产品矩阵都是优先级较低的次要问题。为了保证汽车的交付,车企不得不对国产汽车芯片开绿灯,以取代迟迟无法供货的海外产品。

另一方面,大部分国产新势力拥有充足的工程经验,相对熟悉自己的电子电气架构,更倾向于使用国产芯片。

开头提到的意法半导体的拳头产品L9369-TR,其大部分客户是一级供应商,如博世和ZF,一级供应商将芯片放入整个ESP系统并将其交给汽车公司,而汽车公司实际上并不知道具体的架构。曾执掌大众电气化转型的赫伯特·迪斯曾表示,大众“几乎没有一行软件代码是我们自己编写的。”

在这种情况下,R&D团队的种草平台指数或多或少决定了更换芯片供应商的心理负担。国内汽车公司在R&D的投资很高,同时车型相对较少,因此它们上车的意愿更强。

2023年,刚刚上车的国产汽车芯片再次迎来了一场硬仗。在今年的中国汽车市场上,“降价”贯穿始终,国内外老牌车企和造车新势力都来了场肉搏战:

大众ID.3打出12.59万元的历史最低价,特斯拉在新年献上降价礼包。小鹏、蔚来和理想汽车不敢落后,立即跟进。在过去的三年里,中国市场推出了170多款车型,几乎每两天就有一款新车发布。

惨烈的价格战背后,是中国作为全球最大的汽车市场竞争激烈的事实。甲方率先割肉,作为乙方的汽车芯片,自然不可能置身事外。

德州仪器去年在中国发起的整体降价是为了依靠较低的生产成本从中国制造商手中夺回失地。在相同的市场价格下,老牌制造商仍在赚钱,但国内制造商已经在亏损。但老玩家显然低估了国内市场的内卷化程度。

2023年,德州仪器的销售额下降了13%,这是十年来最大的降幅,其中在中国的收入下降了32%,是最大的拖累。

国内公司破釜沉舟的决心自然来自于上车难。毕竟,目前出现了前所未有的缺芯潮,很可能不会有第二次。10%的国产化率看起来不高,但很可能只是国产汽车芯片的冰山一角。

海面之下,很多国产汽车芯片距离上车——整车法规级验证只有一公里之遥。

与手机等消费芯片不同,汽车芯片需要考虑更极端的工作环境。比如工作温度范围,前者要求0℃到+70℃,而汽车芯片要求-40℃到+86℃。车企供应链的验证周期通常需要两三年,很多产品可能已经到了测试验证的最后阶段。

因此,尽管国产化率刚刚达到10%,但《日本经济新闻》仍表现出强烈的焦虑【8】:即使是技术难度极高的芯片,也有望在5至10年内被中国国产化取代。

作为日本汽车半导体的独子,让瑞萨抢Mobileye和NVIDIA的地盘简直是力不从心;放下姿态,更偏向东亚的中国公司就有些出格了。高端望洋兴叹,低端遭遇冷枪可能是六大巨头共同的烦恼。

对于国内汽车芯片企业来说,突破底线的价格战是残酷的,但半导体行业的竞争一直无处不在。在这场惨烈的战争之后,这家芯片公司只是“坐在了牌桌上”。一个行业的进步总是需要比我们想象的更长的时间,成本也总是比我们预期的更高。

参考数据

【1】许尔曼:2030年中国汽车芯片市场规模将达290亿美元中国经济网。

【2】核心不缺。TI德州仪器告急,核心在全球。

【3】关于汽车芯片的自主化和国产化,分销商巨头EET-中国大会是这样认为的。

【4】智能汽车“芯”时代:汽车芯片的现状与前景,与高瓴资本有关。

【5】2023年国产汽车芯片关键词:递车规则、落地、降价、电子发烧友网

【6】袁:“重生”与“淘汰”的汽车芯片,智库君

【7】芯片内卷化的现状,破碎的防御,核心世界的阶段

【8】中国车载芯片90%依赖进口,10年实现国产替代。

编辑:李

视觉设计:稀疏而清晰

责任编辑:李

封面图片来自ShotDeck。

未经允许不得转载:科技让生活更美好 » 汽车芯片疯狂内卷,中国公司坐上牌桌