国产汽车智能驾驶芯片替代曙光已显

初雪未央 2021-02-18 11:47:59

国产汽车智能驾驶芯片替代曙光已显


“缺芯”成为春节期间全球汽车行业的“极限挑战”。


2月17日,由于美国德州遭遇极寒天气停电,汽车芯片最大制造商之一恩智浦半导体表示,该公司在奥斯汀地区的两家工厂已停产。英飞凌在奥斯汀的工厂也被迫关闭。此外,全球第二大的半导体制造商三星电子也表示,该公司也关闭了奥斯汀工厂的生产。


13日,日本福岛近海海域发生强震。全球车载芯片市场份额排名第三位的日本瑞萨电子,在与福岛县相邻的茨城县境内有一家主力工厂,受地震影响一度停电。为了确认无尘车间内的生产设备和芯片产品是否完好无损,瑞萨电子在地震后暂停了这家工厂的生产线。


16日,瑞萨电子重启该工厂生产,但产能完全恢复到地震前预计需要一周左右,这一状况可能使目前日本车企面临的芯片荒雪上加霜。


由于缺少关键芯片,福特、菲亚特克莱斯勒将一些工厂停工,包括通用、马自达、斯巴鲁、日产和大众在内的企业则削减了产量。IHS Markit的研究认为,本季度全球产量将减少近70万辆。咨询公司Alix Partners认为,由于芯片短缺,汽车行业可能在2021年损失610亿美元。


国产汽车智能驾驶芯片替代曙光已显


但“缺芯”对中国来说却危中有机。


2月9日,工信部在官网发布消息表示,建议汽车芯片供应企业高度重视中国市场。与此同时,中国汽车智能芯片供应商(参数|图片)地平线连续发布了与舜宇智领、长城汽车的合作协议,宣布C轮融资已达9亿美元(参数|图片),并着力指出在投资机构外,“还获得众多汽车产业链上下游明星企业的战略加持,包括(按首字母排序)比亚迪、长城汽车、长江汽车电子、东风资产、舜宇光学、星宇股份等。”


点石成金,地平线这样的自动驾驶芯片提供商,正走上一条全然不同于中国芯片行业前辈的发展道路。


“目前已获得数十个前装定点,正在推进的合作项目超过50个,今年冲击百万出货量,2023年拿下中国自动驾驶芯片市场占有率第一。”地平线代表了中国芯片在汽车领域的另一种发展路径和可能性。


目前,全球汽车半导体市场规模约为410亿美元,明年或将达650亿美元。但市场份额上,欧洲、美国和日本公司分别占据37%、30%和25%,中国公司仅为3%。


而且,中国顶级芯片公司主要是通过收购而来。


闻泰科技收购Nexperia(安世半导体),拥有MOSFET(金氧半场效晶体管)13%的市场份额,在汽车级MOSFET领域全球排名第二,仅次于英飞凌。


君正集成收购ISSI(芯成半导体),在DRAM,SRAM和NOR闪存等存储领域具有核心竞争力,是博世、德尔福和大陆集团等汽车零部件巨头的主要供应商;


上海韦尔收购Omnivision(豪威科技),在汽车图像传感器(CMOS)领域拥有22%的市场份额,仅次于美国ONSemi的36%。


此前中国芯片企业要拿到车企订单,主要面临“资历”不足和满足行业标准的“门槛”挑战。


一方面,汽车芯片产品需在严苛的环境中满足约15年左右的汽车全生命周期的可靠性需求,考虑到汽车研发周期,芯片企业则需有数十年的可靠记录,车企自然偏爱“老朋友”。


另一方面,为保证在多种环境下的稳定性,芯片供应商需满足包括AEC-Q100(可靠性)、ISO 26262(功能安全)、ISO/TS 16949(质量管理)等多种行业标准。而通过这些标准本身耗时耗资巨大。


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但中国市场对智能驾驶的需求偏好,以及中国车企在此领域的先发优势,为中国智能驾驶芯片企业提供了从未有过的市场机会。


2015年创业的地平线,在2019年8月推出了中国首款车规级AI芯片——征程2。2020年,长安汽车与地平线基于该芯片联合开发了智能座舱NPU计算平台,并搭载长安UNI-T(参数|图片)上,去年UNI-T累计销量近7万辆,征程2业已成为首个上车量产的国产AI芯片。


此后,SUV奇瑞蚂蚁也搭载征程2车规级AI芯片,实现了L2+级自动驾驶。


在智能驾驶域的ADAS应用和智能座舱域的人机交互应用方面,征程2芯片已成功签下两位数的量产定点车型。


去年9月,地平线又推出了符合AEC-Q100和ISO 26262车规级标准的,搭载地平线高性能计算架构BPU3.0的征程三代芯片,形成覆盖从L2到L3级别的“智能驾驶+智能座舱”芯片方案的完整产品布局,并将于2021年上半年面向L3/L4级别自动驾驶推出业界旗舰级的征程5芯片(Journey 5),单芯片AI算力高达96TOPS,在MAPS评估标准下,征程5的跑分高达3026 FPS,性能超越目前世界最领先的量产自动驾驶芯片——特斯拉FSD。


下一步,地平线还会推出性能更为强劲的汽车智能芯片征程6(Journey 6),采用车规级7nm工艺,人工智能算力超过400 TOPS。


国产汽车智能驾驶芯片替代曙光已显


技术进步和市场需求将为中国芯片企业争夺芯片产能提供重要的话语权。


为应对全球芯片短缺,台积电已表示将优先通过其晶圆厂生产汽车相关芯片,并重新分配晶圆产能。同时,今年台积电还将至少增加47%的资本投资以提高产量。这笔支出在250亿美元至280亿美元之间。


另一大代工厂,联合微电子公司希望今年在资本投资上花费15亿美元,高于2020年的投资额。另一家亚洲芯片制造商SK海力士是全球第二大存储芯片制造商,表示计划在两年内将其8英寸生产工厂迁至中国,以削减成本。


智能自动驾驶变革和中国车企的迅速崛起,为中国芯片厂商崛起提供了一线难得的曙光。


在以“汽车大脑”为定位的智能和自动驾驶芯片领域,中国已出现包括地平线、芯驰这样的创业公司,也有华为等行业一线玩家,在中国企业长于芯片设计环节的基础之上,正直接切入汽车芯片市场。


全球汽车产业缺“芯”为哪般


眼下,全球汽车行业正经历一次极不寻常的缺“芯”窘境。2020年第四季度以来,受制于芯片短缺,包括大众、戴姆勒、福特、丰田、日产等在内的全球汽车厂商陆续传出减产甚至停产消息。


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分析认为,此次汽车行业芯片断供危机主要有两个原因。


一是半导体行业产能转移。


新冠肺炎疫情迫使世界各国采取一系列封锁措施,居家隔离和居家办公成为普遍现象。居家时间增加,导致对娱乐和办公类电子产品的需求急剧上升,笔记本电脑、智能电视和游戏主机等产品成为“抢手货”。


全球半导体行业自然也就根据市场需求迅速将产能转移至相关领域,导致汽车芯片遇到快速增加产能的瓶颈。目前,汽车芯片仅占整个半导体行业产能的不到10%,与消费电子产品行业等其他芯片大客户相比,汽车行业在芯片市场的谈判和议价话语权整体上处于弱势,进一步增加了稳定供应链的难度。


二是疫情打乱生产节奏。


去年受疫情冲击,汽车行业大幅减产,各国车企取消了大量订单。但下半年随着疫情缓解,全球汽车市场持续复苏,各大车企开始迅速增产,产能远超此前预期,车企和供货商普遍面临备货不足的局面。根据戴姆勒、大众等车企的评估,当前芯片供应紧张的窘境虽有缓和,但还将持续一段时间。各大厂商可能在今年下半年才会彻底恢复正常的生产秩序。


为什么芯片对汽车行业如此重要?专家指出,现在芯片在汽车行业中的地位已经不亚于发动机等汽车传统核心零部件。当今的汽车高度依赖电子设备,芯片作为电子设备的核心,发挥了愈发重要的作用。


一辆传统燃油车所需的电子控制单元(ECU)数量大约在70个至150个左右,而智能汽车的ECU数量已经达到300个以上。未来汽车对ECU的需求会进一步提高,这决定了汽车行业对芯片半导体行业产能的高度依赖仍将持续下去。


芯片半导体产业具有高度全球化的特点。汽车行业需要的电子零部件一般要经过多道工序,而这些工序大多由分布在全球各地的不同工厂完成。这种全球化的生产模式虽然极大提高了效率、降低了成本,但也蕴藏了风险。


生产环节过多,使生产流程缺乏灵活性,任何一个环节出了问题,都会导致生产进度停滞和供货延误。此外,电子部件生产的流程长达数月。时间越长,不可控因素也就越多。


市场分析认为,鉴于全球芯片半导体行业对经济形势、地缘局势等因素高度敏感,即便在疫情结束后,汽车行业缺“芯”危机极有可能再度重演。


这次芯片断供危机使得德国这样以汽车工业为重要支柱的国家意识到问题的严重性。德国汽车工业联合会呼吁德国政府采取行动帮助企业解决芯片断供危机。作为回应,德国经济部部长阿特迈尔在不久前联络有关芯片生产厂商,推动其加快加大对德国汽车企业的供货速度和供货量。阿特迈尔表示,稳定充足的芯片和传感器供应将对德国汽车工业乃至世界经济复苏产生直接影响。


虽然欧洲在机械制造、汽车等领域一直处于世界领先地位,但在芯片领域发展相对较弱。


近日,大众集团呼吁欧盟加大对芯片半导体产业的投入,提升欧洲自主设计研发和生产芯片的能力。大众集团主管研发的董事会成员马库斯·杜斯曼表示,汽车企业不会尝试自己生产芯片,但欧洲半导体行业必须具有同亚洲和美国一样的芯片生产能力。杜斯曼呼吁欧盟行动起来,将芯片半导体产业纳入“欧洲共同利益重要项目”计划,从而在政策上予以更多扶持。


去年年底,欧盟19国签署实施“欧洲电子芯片和半导体产业联盟计划”,该计划旨在加强欧盟成员国间在芯片半导体领域的合作,加大在该行业全产业链,包括设备、原材料、设计、先进制造和封装等环节的投资。


在芯片行业迅速发展的当下,如何能够保证芯片供应链稳定运行已成为汽车行业亟待解决的问题。分析人士指出,汽车企业要想解决缺“芯”问题,仍需要加强生产计划的统筹协调,做到未雨绸缪。同时,各方还需积极想办法为供应链多元化创造条件,增加芯片全产业链的灵活度和应对风险的能力,从而提升产业链的稳定性。


来源:搜狐汽车,新华网

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