半導(dǎo)體供應(yīng)鏈重塑，國(guó)產(chǎn)汽車芯企的鏖戰(zhàn)

當(dāng)前，全球消費(fèi)電子市場(chǎng)趨于飽和，行業(yè)砍單聲綿綿不絕，無論曾經(jīng)多么“一芯難求”的消費(fèi)電子芯片，似乎如今都逃不過降價(jià)的命運(yùn)。

恰逢其時(shí)，在智能化、電動(dòng)化和網(wǎng)聯(lián)化的趨勢(shì)加持下，汽車已成為“輪子上的數(shù)據(jù)中心”，汽車半導(dǎo)體用量迅速提升，接過消費(fèi)電子的接力棒，成為半導(dǎo)體市場(chǎng)的主力軍。

尤其是隨著ADAS和自動(dòng)駕駛技術(shù)的興起，智能汽車對(duì)于計(jì)算和數(shù)據(jù)處理能力的需求暴增，推動(dòng)著汽車半導(dǎo)體細(xì)分產(chǎn)品快速迭代升級(jí)，塵封數(shù)十年的汽車芯片市場(chǎng)格局逐漸被打破，在巨頭環(huán)視的車載芯片賽道，“中國(guó)芯”終于拿到了來之不易的入場(chǎng)券，紛紛推出自研芯片產(chǎn)品并商業(yè)化落地。

追溯產(chǎn)業(yè)鏈來看，智能電動(dòng)汽車硬件的三個(gè)基本要素為電芯、功率芯片和高算力芯片，這是三根最基本的柱子。

聚焦于此，圍繞當(dāng)下火熱的車規(guī)級(jí)大算力AI芯片以及SiC功率器件，在第二期“硬核中國(guó)芯·供需交流會(huì)”中，芯師爺特邀芯片原廠嘉賓黑芝麻智能的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理額日特、泰科天潤(rùn)應(yīng)用測(cè)試中心主任高遠(yuǎn)，和終端廠商嘉賓利龍集團(tuán)采購(gòu)課長(zhǎng)歐小琴、電控系統(tǒng)研發(fā)部部長(zhǎng)譚偉做客直播間，一起探討，我國(guó)嶄露頭角的本土汽車芯片企業(yè)，該如何跑贏賽道？

車規(guī)級(jí)大算力AI芯片

車廠核心訴求

無論開車與否，大眾對(duì)自動(dòng)駕駛已不陌生。近年來，自動(dòng)駕駛的普及以肉眼可見的速度加快，根據(jù)1月12日工信部數(shù)據(jù)，2021年新能源汽車銷售352.1萬輛，其中搭載組合輔助駕駛系統(tǒng)的乘用車新車市場(chǎng)占比達(dá)到20%。而兩年前，L2級(jí)輔助駕駛的滲透率僅為3.3%。

相伴而生的，是汽車「大腦」自動(dòng)駕駛AI芯片需求大幅提升，現(xiàn)階段L2級(jí)別自動(dòng)駕駛計(jì)算量已達(dá)10TOPS，L3級(jí)別需要60TOPS，L4級(jí)別算力將超過100TOPS。

“現(xiàn)在我們能看到，有些車型的AI算力達(dá)到了100TOPS左右，這個(gè)是比較高端的車型，隨著算力的進(jìn)一步普及，2025年AI算力估計(jì)可以達(dá)到500TOPS，2030年超1000TOPS算力的芯片將裝車。在此升級(jí)過程中，僅依靠CPU的算力與功能早已無法滿足需求，自動(dòng)駕駛是一個(gè)系統(tǒng)，支持不同的傳感器需要更完整的算力，需要推出將CPU、GPU、DSP以及FPGA、ASIC等通用/專用芯片異構(gòu)融合的SoC方案?！焙谥ヂ橹悄墚a(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理額日特表示。

“很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，整個(gè)行業(yè)還是通過硬件的堆疊和軟件的OTA升級(jí)來實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛，實(shí)際上大算力車規(guī)級(jí)芯片的落地，絕不是一個(gè)簡(jiǎn)單的算力的加成，而是要讓系統(tǒng)計(jì)算能力更加平衡、芯片和軟件更加緊密地結(jié)合?！鳖~日特進(jìn)一步指出。

“對(duì)此，黑芝麻智能針對(duì)智能駕駛的需求自研了ISP和NPU這兩個(gè)核心IP，來打造一個(gè)大算力平臺(tái)，這兩大自研核心IP加筑了黑芝麻智能在芯片設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力?！?/span>

過去的幾十年里，在汽車電子芯片領(lǐng)域，主流供應(yīng)商以歐美和日本廠商為主，外來者鮮少打破此格局，“現(xiàn)階段國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)芯片怎樣打破國(guó)外廠商壟斷的格局？” 針對(duì)利龍集團(tuán)電控系統(tǒng)研發(fā)部部長(zhǎng)譚偉的提問，額日特認(rèn)為：

“傳統(tǒng)燃油車的芯片數(shù)量約在500至600個(gè)左右，但是隨著自動(dòng)駕駛、新能源等功能的增加，現(xiàn)在高端汽車的芯片數(shù)量約在1000至2000個(gè)左右，且種類多、細(xì)分型號(hào)多，疊加國(guó)際緊張形勢(shì)，這給國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)帶來難得的發(fā)展機(jī)遇?！?/span>

碳化硅需求爆發(fā)

電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)主要由電機(jī)、減速器和控制器三部分組成，電機(jī)中最關(guān)鍵的是電機(jī)控制器，而電機(jī)控制器中最核心的是IGBT功率控制模塊。

而比IGBT性能更領(lǐng)先的第三代技術(shù)便是碳化硅（SiC），SiC是一個(gè)比IGBT更先進(jìn)的控制器芯片，能夠承受更大范圍的電壓、更大的電流，且體積更小、開關(guān)損耗更低，省電的同時(shí)工作頻率也更高。

在新能源汽車、光伏等市場(chǎng)需求帶動(dòng)下，全球碳化硅市場(chǎng)正在快速成長(zhǎng)。法國(guó)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole統(tǒng)計(jì)，2021年碳化硅功率器件的市場(chǎng)規(guī)模約10億美元，預(yù)計(jì)到2025年將超過37億美元。在需求的拉動(dòng)下，國(guó)內(nèi)碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈正在快速突破中。

圖源：泰科天潤(rùn)演講PPT截圖

針對(duì)碳化硅的火爆，泰科天潤(rùn)應(yīng)用測(cè)試中心主任高遠(yuǎn)從碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈做了介紹，“碳化硅市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈主要分為晶圓襯底制造、外延片生產(chǎn)、碳化硅器件研發(fā)和封裝測(cè)試四個(gè)部分，其中碳化硅襯底是產(chǎn)業(yè)鏈的核心區(qū)域，碳化硅外延片和器件制造同樣是市場(chǎng)成本的主要貢獻(xiàn)者。封測(cè)分為封裝和測(cè)試兩個(gè)部分，是芯片和器件完成制造后進(jìn)行性能試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)?！?/span>

目前，碳化硅行業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)能供給不足，對(duì)此，高遠(yuǎn)表示，“碳化硅產(chǎn)品從生產(chǎn)到應(yīng)用的全流程歷時(shí)較長(zhǎng)。晶體生長(zhǎng)過程繁瑣，晶圓切割困難，此外，碳化硅外延的質(zhì)量對(duì)器件性能影響較大，其材料具有高品質(zhì)的需求。”

利龍集團(tuán)采購(gòu)課長(zhǎng)歐小琴?gòu)某杀境霭l(fā)，針對(duì)我國(guó)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈比較完整，但成本依然高居不下的現(xiàn)狀提出問題，高遠(yuǎn)指出：

 “第三代半導(dǎo)體迎來廣闊的下游應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)景，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈盡管快速進(jìn)步，但依然存在明顯‘短板’，襯底和外延是最大掣肘，較高的材料成本限制了碳化硅的快速普及。因此，泰科天潤(rùn)緊跟材料發(fā)展，貫通了公司在碳化硅晶圓材料、器件批量化生產(chǎn)供貨、下游規(guī)?；瘧?yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈鏈條協(xié)同?！?/span>

泰科天潤(rùn)是國(guó)內(nèi)較早入局SiC功率半導(dǎo)體的IDM企業(yè)，擁有4英寸和6英寸兩條SiC晶圓產(chǎn)線，其六寸碳化硅芯片項(xiàng)目第一期主要建設(shè)年產(chǎn)6萬片6英寸的碳化硅功率芯片量產(chǎn)線，已經(jīng)于去年批量交付市場(chǎng)，今年4月訂單破億！

結(jié)語

從SiC器件和車載AI芯片的發(fā)展形勢(shì)，我們可以看到電動(dòng)汽車乃至智能汽車的到來，給半導(dǎo)體供應(yīng)鏈帶來了新的轉(zhuǎn)變。

龐大的市場(chǎng)空間，良好的發(fā)展環(huán)境，前瞻性技術(shù)的背書，“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”，在國(guó)內(nèi)車廠的本土供應(yīng)鏈體系中，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商正發(fā)揮越來越重要的作用。