6月29日—30日,由蓋世汽車主辦的“2021中國汽車半導體產(chǎn)業(yè)大會” 隆重召開。本次會議主要圍繞中國車企缺芯現(xiàn)狀、供應鏈國產(chǎn)化安全建設、車載芯片平臺的搭建設計、自動駕駛、智能座艙領域的芯片需求和應用案例、功率半導體在三電中的應用以及芯片測試和功能安全等話題展開討論,共謀產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展之路。下面是上海海思戰(zhàn)略與業(yè)務發(fā)展部(車載領域)部長鮑海森在本次大會上的發(fā)言。
現(xiàn)場各位朋友,上午好。今天主要是簡單分享一下我們在汽車半導體領域的產(chǎn)業(yè)洞察。今天簡單介紹三部分:車載半導體產(chǎn)業(yè)洞察;半導體產(chǎn)業(yè)機遇與挑戰(zhàn);產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動及建議。
現(xiàn)在我們的消費電子領域已經(jīng)處在智能時代,但是汽車行業(yè)才剛剛經(jīng)過信息時代,因為汽車聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成基礎能力,汽車行業(yè)即將進入新的的智能化時代。汽車的智能化有幾個特點:面向未來的萬物互聯(lián),萬物感知,萬物智能。汽車作為智能化終端,進入新的智能時代必須具備四類基礎能力。從物理世界的感知到物理世界的表達,中間要經(jīng)過基礎連接和基礎的計算。中國半導體行業(yè)整體無論是感知、連接、還是表達,每一個領域都有很多路要走,因為這里面涉及大量的芯片能力,包括傳感、數(shù)字、模擬。
從半導體行業(yè)發(fā)展歷程看,總結過去幾十年半導體行業(yè)的發(fā)展看,半導體一直是由核心的關鍵應用場景帶動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在2000年以前半導體是以專用領域、航天軍軍工和家電集成電路需求帶動,2000年以后是計算機筆記本帶動的新需求,過去十年是以手機、平板電腦和云計算帶動的,現(xiàn)在我們面臨新的十年,半導體迎來新的發(fā)展機遇,也面臨新的挑戰(zhàn),殺手級應用是什么呢?有可能是邊緣計算,也有可能是AI,甚至可能是汽車。尤其中國的汽車智能化已經(jīng)在國際上處于半領先地位,所以有可能我們的汽車將成為引領下一代半導體發(fā)展的驅動力。我們現(xiàn)在到底是否為新的半導體驅動動能做好準備?實際上這是打問號的,這也需要業(yè)界一起持續(xù)來發(fā)力。
根據(jù)去年的統(tǒng)計數(shù)據(jù),中國大陸占全球60%以上半導體的采購,同時又消耗了3成,有一半成了來料加工。整體看來,中國自主化率還比較低,基本維持在10%以下,更多的芯片領域接近于0,同時也看到像移動處理芯片、分立器件已經(jīng)實現(xiàn)了突破。很多中國企業(yè)在努力朝各個方向發(fā)力,五年之后相信這個比例會有大幅度的改觀。
汽車半導體是全球五大行業(yè)當中第四大應用領域,計算機、通信、消費電子、工業(yè)電子,汽車半導體占整體市場大概12%,汽車半導體應用仍然集中在五大領域,包括發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、底盤、影音娛樂。中國最領先的是影音娛樂,但是我們在基礎的車身動力系統(tǒng)領域是比較落后的,基礎半導體能力也有待提升。
過去做汽車行業(yè)拓展以及產(chǎn)業(yè)宣傳的時候,就一直嘗試推動國內自主可控,多給國內廠家機會。媒體也在積極推動呼吁,實際上國內自主可控獲得機會比較少,投資機會比較大,導致過去發(fā)展一直是比較緩慢的。
以新能源汽車為例,目前涉及到的半導體仍然是國外十大廠家占絕對份額,中國占比是相對比較低的,而且國內廠家主要聚焦在低端的電源、分立器件、邏輯器件等領域,產(chǎn)業(yè)鏈完全自主可控還有比較長的路要走。
從2017年開始,自動駕駛成為一個非常熱點的話題,但是從2019年開始自動駕駛也開始逐漸的引起反思,根據(jù)現(xiàn)在推測看,未來十年仍然是以人工駕駛為主,自動駕駛可能在少量特種場景,比如說礦場、園區(qū)等有所應用,主流仍然是L4以及L4以下以人工駕駛為主,但是這同時也會帶來很多新機會,比如說對ADAS的需求,還帶來了模擬器件、DSP、SOC領域增長比較快速。原來我們估計13-15%,現(xiàn)在看下來應該超過20%,這個增長還是比較快。
我們簡單統(tǒng)計了一下近年來智能汽車行業(yè)的發(fā)展,持續(xù)火熱,甚至超過了中國經(jīng)濟增長的火熱程度。同時由于智能汽車火熱帶動芯片需求旺盛,去年爆發(fā)的汽車芯片荒在國際上開始受到重視。過去汽車半導體屬于小眾市場,但是由于汽車行業(yè)對GDP影響非常大,芯片荒導致汽車生產(chǎn)受限,所以國際上開始重視起來。
傳統(tǒng)車企也在逐步啟動自主可控計劃,這里簡單梳理了一下媒體的公開報道,還有互聯(lián)網(wǎng)新勢力開始進入汽車行業(yè),有的是造車,有的是做零部件,有的是做相關核心部件。說明從汽車智能化以來,關注的廠家多了,也對這個行業(yè)帶來了新的活力。
從前景來看,汽車電子在整車上的成本占比會持續(xù)上升,前景還是持續(xù)看好。目前來看,2020年汽車電子占汽車零部件比例達到了1/3以上,在2030年甚至有可能會超過50%,所以未來汽車80%以上的創(chuàng)新是汽車電子。
另外受國際政治影響,自主替代需求越來越強烈,同時一些傳統(tǒng)的消費類芯片廠家也開始切入到汽車電子領域。一直以來老牌汽車芯片廠家占了絕對的份額,導致國內半導體企業(yè)在汽車電子領域是沒有話語權的,自主化可控規(guī)模極低,去年統(tǒng)計數(shù)據(jù)是1%以下,今年可能會上升,但是規(guī)模不會太大。同時由于傳統(tǒng)消費類或工業(yè)類芯片廠家也在切入汽車領域,為行業(yè)引來新的競爭,包括計算機領域的,通信領域的等。
一方面,我們面臨著國際新巨頭的進入,對于中國自主替代也帶來了新的挑戰(zhàn)。第二方面,這兩年雖然芯片研發(fā)、制造仍然是熱點話題,雖然媒體一直講摩爾定律即將達到極限,但是看下來到2030年摩爾定律還是有效的,2030年之前電子發(fā)展還是按照摩爾定律前進。同時新的神經(jīng)元計算、量子計算、光子技術有可能得到新的應用,這也對半導體行業(yè)帶來新的機會,同時微型化芯片工藝會帶來一些可穿戴設備的應用。過去十年是我們口袋設備的機遇,未來十年可能是可穿戴設備的機遇,當然給汽車領域也會帶來啟示。
簡單做了一個總結,整個芯片行業(yè)用四個詞:大行業(yè),小市場,寡頭格局,深度定制。大行業(yè)是指整個芯片行業(yè)看上去雖然有將近4萬億美元的規(guī)模(全球),光中國就占了一半多的市場規(guī)模,行業(yè)很大,但是市場很小,因為芯片有很多分類,它覆蓋著千行百業(yè),每一個垂直行業(yè)的空間又非常小,未來看市場空間比較大的是SOC,現(xiàn)在主要份額是MCU等為主,但MCU也就160億美金左右。這里面還劃分了工業(yè)、汽車等各個領域的應用,產(chǎn)品分類是成千上萬。甚至像很多接口類芯片的細分市場,全球市場規(guī)模只有5個億美金,所以這叫大行業(yè)小市場,每一個行業(yè)產(chǎn)品都很小。
從寡頭格局來說,全球TOP10廠家基本上占據(jù)了全球90%市場。另外在汽車半導體行業(yè)還有深度定制,現(xiàn)在看到很多汽車廠家介入芯片設計,實際上并不是每個車企都要投資到半導體制造和設計,它更多是參與深度的定制化工作。
做半導體做久了之后看到的都是問題,但是也有機會,當然新的機會同時也面臨一些挑戰(zhàn)。就汽車半導體行業(yè)來講我們叫“高富帥”(貶義詞),首先是高投資,投資規(guī)模比較大。富就是技術人員密集,技術含量相對比較高。帥就是規(guī)格優(yōu)勢,如果產(chǎn)品規(guī)格不具備優(yōu)勢,在市場上根本站不住腳。
像使用環(huán)境,汽車芯片比傳統(tǒng)工業(yè)類和消費類芯片更加嚴苛,設計壽命差別大,消費類芯片只考慮三年生命周期就可以了,三年之后可能就換代了。但是汽車芯片必須維持十年以上的生命周期,還有20萬公里的壽命要求,溫濕度要求都跟傳統(tǒng)的消費類電子不一樣,產(chǎn)品良率還要高。為什么過去中國的企業(yè)不愿意投入汽車半導體?因為長周期低回報。我們過去講汽車電子行業(yè)大概要8年回報周期,實際上汽車半導體回報周期也基本上在七八年。從研發(fā)投入到流片到最終驗證,驗證之后還有產(chǎn)品的試驗上車,最后到下線,這個周期很長,基本上芯片回報8年之后是比較樂觀的。因為很多SOC芯片投資回報基本上是1000萬片以上,但是汽車上到1000萬片是非常難的。事實上由于高配和低配設置問題,芯片規(guī)模上量沒有那么快。
另外認證嚴格,導致大部分汽車半導體廠家是以消費類芯片養(yǎng)汽車芯片,這算是一個實實在在的現(xiàn)狀。
汽車領域質量體系要求特別嚴格,因為汽車領域要求汽車零部件進行車規(guī)級認證,導致半導體的要求會進一步嚴格。我們簡單梳理了一下國際上,包括中國、美國、歐洲的質量要求,看下來對芯片要求是最嚴格的,所以汽車半導體行業(yè)其實做得是比較辛苦。
另外汽車需求也會帶來新的變化,我們都在講汽車進入新的電子電氣架構,過去分布式架構向域控制器集中式架構轉變,這就帶來挑戰(zhàn),對半導體設計和制造都會有新的需求。比如說軟件定義汽車,過去汽車是一個獨立的部件,未來的汽車都要聯(lián)網(wǎng),都需要云端服務,還要實時的OTA更新。商業(yè)模式也會帶來變化,我們的芯片設計也需要跟著這個變化進行新的設計。同時新的實時連接又要求汽車跟手機還不一樣,手機可以24小時開機,但是汽車每天平均開車時間(轎車2.8小時),在短時間內又要聯(lián)網(wǎng),又要碎片化的適應汽車的需求,導致新的連接肯定會帶來新的設計變化。
另外就是成本和效率,因為未來通訊節(jié)點越來越多,數(shù)據(jù)量越來越大,導致從成本和效率角度考慮,還要設計多域共用的器件,那設計上就要考慮多場景多應用,同時也會帶來開發(fā)周期的延長,由于未來多域控制,軟件還要復用,開發(fā)周期要考慮到模塊化、定制化。
最關鍵一點是安全的挑戰(zhàn),汽車網(wǎng)聯(lián)化帶來最嚴重的風險就是安全挑戰(zhàn),它跟手機安全還不一樣,手機安全頂多是財務損失,但是汽車安全可能就是生命損失,所以未來汽車安全應該是提到一級重要程度。高性能和低功耗,我看大家關注比較多的是AI人工智能,汽車又要智能,但是國家又提倡碳中和,那么汽車要求就是高性能低功耗,這些對芯片設計都是挑戰(zhàn)。
看完挑戰(zhàn)還是有些機會,汽車半導體的業(yè)務穩(wěn)定,一旦進入這個行業(yè),整個市場是穩(wěn)定的、快速增長的。而且格局壟斷,過去可能是傳統(tǒng)國際大廠壟斷,未來中國企業(yè)有沒有可能進入市場,我們的服務優(yōu)勢、產(chǎn)品優(yōu)勢有可能在一些細分市場得到體現(xiàn)。
汽車市場今年增長還是比較快的,尤其中國是最明顯的,所以汽車產(chǎn)業(yè)恢復增長,汽車零部件和半導體同步快速的恢復增長。在汽車半導體領域,有可能在2027年之前就超過了1000億美金。像ADAS、通信、電動車領域新需求對半導體提升都是非常快的。
就汽車半導體細分市場來看,隨著數(shù)字化、智能化、電動化加速,半導體年復合增長率超過12%,到2025年會翻一番。因為汽車半導體還有一個優(yōu)勢,對工藝要求并不嚴苛,除了在域控制器和AI計算之外,絕大部分的處理器、屏顯、MCU、通信類基本上都是28納米以上的成熟工藝,相對來說還是有很多切入的機會。
我們根據(jù)國內車企半導體采購規(guī)模做了一個簡單的統(tǒng)計,把車拆分出來做了一個分析。目前看下來,里面60%主要是SOC和MCU構成。目前中國自主企業(yè)切入比較多的是功率器件和電源,其他像收發(fā)、驅動、存儲,MCU和SOC剛剛開始介入,中國企業(yè)可能還有比較長的路要走。尤其是SOC,因為英特爾和傳統(tǒng)的芯片大廠直接是通過工業(yè)類器件切入到汽車領域,所以還會面臨與芯片巨頭的競爭。
簡單看一下分類的市場空間,汽車器件分類非常多,第一個是座艙類,全球2025年可以達到29億美金規(guī)模,客戶要求的是高性能、車規(guī)級、零門檻,直接是交鑰匙工程。ADAS,這個增長也比較快,2025年接近70%的滲透率,目前滲透率還比較低,所以它的增長還是比較快的。MCU市場空間大,這是現(xiàn)在半導體行業(yè)不太關注的領域,因為它是比較成熟的工藝,由于去年MCU供貨緊張,直接影響汽車大規(guī)模制造,導致短時間停產(chǎn),所以開始引起關注。從MCU市場格局劃分和銷售規(guī)模來看,汽車領域占了37%的規(guī)模,所以車載MCU單價還是比較高的。
汽車MCU主要廠家目前還是以國外幾個大的老牌廠家為主。同時看到還有一個新的發(fā)展趨勢,就是RISC-V架構,它的最大優(yōu)勢是自主可控,它有可能成為未來MCU三分天下有其一,甚至有可能近兩年就開始逐步切入到汽車領域。
去年美國發(fā)布了半導體行業(yè)新十年計劃,我們可以作為借鑒,但是不一定完全照搬,就是借鑒它的超前思路,積極開展半導體新技術開發(fā)。他這個計劃里面有幾個點,第一類是全新的計算芯片,因為現(xiàn)在的計算方式、計算模式,根據(jù)模型測算到2040年發(fā)電廠供的電都不夠未來計算芯片耗電,所以新型計算芯片一定要有新的模式出現(xiàn),有可能在五年之后或者十年之后開始嘗試,比如說神經(jīng)元、量子等的計算方式。
第二個是新的內存器件。根據(jù)現(xiàn)在的存儲需求,存儲技術發(fā)展到2040年,現(xiàn)在生產(chǎn)的硅片都不夠存儲的,因為現(xiàn)在信息增長太快了,所以存儲技術也要發(fā)生新的變革。
第三個是信息安全挑戰(zhàn),萬物互聯(lián)、萬物感知之后,信息安全絕對是第一優(yōu)先級的,因為信息的連接最大的挑戰(zhàn)就是數(shù)據(jù)的安全。
第四個是模擬器件,過去聲光電相關的技術已經(jīng)發(fā)展很快了,實際上對于全新的模擬還遠遠不夠。到了智能化社會,汽車可能就是未來的機器人狀態(tài),大量的傳感器一定需要很多模擬器件。
第五個,新型通訊技術,現(xiàn)在產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是海量的,但是即使用5G技術還是遠遠不能傳輸實時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量。
所以這幾個領域會成為未來半導體的發(fā)展新機會,當然對汽車領域影響最深的,一個是計算,一個是安全。
大概分享這點內容,如果現(xiàn)場專家有什么疑問或者建議可以隨時溝通,因為我們對于整個行業(yè)的推動方式還是開放的,謝謝。
來源:蓋世汽車