安森美：關(guān)注智能電源和感知，賦能汽車(chē)和工業(yè)

1   可持續發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)：智能電源和感知

如果看一下溫室氣體的排放趨勢，汽車(chē)、工業(yè)領(lǐng)域占了溫室氣體排放的三分之二（其中汽車(chē)14%，工業(yè)52%），這是安森美重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。但在汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域，細分市場(chǎng)非常多，一家公司想要選好陣地很難。安森美的戰略是看可持續發(fā)展的大趨勢。盡管細分市場(chǎng)非常繁多，但共同點(diǎn)是可持續發(fā)展，無(wú)論汽車(chē)行業(yè)還是工業(yè)領(lǐng)域，最后都會(huì )集中到兩個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)：電源技術(shù)，感知技術(shù)。電源是新的前沿，因為氣候和可持續發(fā)展是電氣化和電源高能效主要的需求驅動(dòng)力。同時(shí)汽車(chē)和工業(yè)也在加速電氣化和自動(dòng)化。感知方面，通過(guò)工業(yè)自動(dòng)化可以驅動(dòng)更大的產(chǎn)出，帶來(lái)更高的效率；在汽車(chē)行業(yè)，通過(guò)智能感知可以加速自主功能, 加快L2+ 的自動(dòng)駕駛的步伐。擁有顛覆性技術(shù)和強大生態(tài)的企業(yè)將會(huì )獲勝，尤其在未來(lái)10 年會(huì )獲得好的發(fā)展。如果看智能電源和智能感知，據OMDIA 2020 年7 月的報告，2021—2025 年可以分別實(shí)現6% 和10% 的年復合增長(cháng)率(CAGR)。而汽車(chē)和工業(yè)相關(guān)的領(lǐng)域與這兩項技術(shù)是息息相關(guān)的。通過(guò)智能電源和智能感知技術(shù)，安森美希望讓客戶(hù)實(shí)現“魚(yú)和熊掌兼得”，實(shí)現相輔相成發(fā)展的力量?？蛻?hù)無(wú)需在成本、能效、性能、芯片的占位和重量方面做取舍，即可享受所有這些方面帶來(lái)的優(yōu)勢。例如有了智能電源技術(shù)就可以更好地控制電壓、電流和溫度，然后通過(guò)感知的集成實(shí)現更高的能效?？蛻?hù)甚至可在高溫環(huán)境下非常安全地作業(yè)，同時(shí)降低散熱方面的需求，整個(gè)產(chǎn)品更加輕盈，同時(shí)實(shí)現每個(gè)模塊更少的裸片，提高所需的功率。例如，電動(dòng)車(chē)在額定電池容量下可以實(shí)現更高的功率范圍，達到更長(cháng)的續航里程。智能感知可提供最先進(jìn)的功能，達到最佳的效果，可在最小的封裝之內提高能效，減少系統延遲。因此處理器或傳感器可能處于邊緣/ 攝像頭之內，而不再集中放置，所以能夠提供更好的效果。

2   熱點(diǎn)應用的趨勢

1）云電源和5G。因為現在數據中心部署的步伐加快，數據中心的物理密度增加會(huì )提升功耗；同時(shí)由于5G 全球部署使這些數據中心的發(fā)展步伐非?？?。這些耗電大戶(hù)能耗是一方面，但是另一方面需要考慮的是密度，在服務(wù)器、計算處理器電源功率密度是怎么樣的，密度提升可以提升能效。所以安森美會(huì )投入與功率密度相關(guān)的技術(shù)，包括IGBT 在內，優(yōu)化在碳化硅方面的能效，至于投資主要分了3 個(gè)層面：①底層技術(shù)方面，進(jìn)行相應的投入；②基于技術(shù)構建起來(lái)的產(chǎn)品，在提升產(chǎn)品性能方面進(jìn)行相應的投入；③把產(chǎn)品組合成模塊，在模塊設計和工程方面也會(huì )有相應的投入。安森美的團隊非常專(zhuān)注在這3 個(gè)方面，創(chuàng )新目前都是非常領(lǐng)先的。

2）工業(yè)。主要有3 個(gè)領(lǐng)域：工廠(chǎng)自動(dòng)化、能源基礎設施、電動(dòng)車(chē)充電。

●   工廠(chǎng)自動(dòng)化。安森美專(zhuān)注于提高生產(chǎn)力和吞吐量，還有智能化方面，通過(guò)自主系統根據編程的參數和人工智能（AI）來(lái)做決定，使得機器人和協(xié)作機器人成為可能。

●   能源基礎設施。因為現在的能源需求增長(cháng)非常迅速，需要看可再生能源的發(fā)展，通過(guò)可再生能源去支持能源需求的增長(cháng)。同時(shí)考慮到儲能系統，完善能源連續使用的周期，例如在夜間沒(méi)有太陽(yáng)能的時(shí)候就需要相應的儲能方案。

●   充電。很多企業(yè)在進(jìn)行大量的投資，主要是創(chuàng )新快速充電的系統，這樣電動(dòng)車(chē)不用等待好幾個(gè)小時(shí)才充滿(mǎn)電，而是在20~30 分鐘之內就可完成。

3）機器視覺(jué)。很多高速動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，例如人們快速地眨眼，還有快速移動(dòng)的物體，如果是通過(guò)卷簾快門(mén)的方式去捕捉、曝光，得到的圖像/ 影像是被扭曲的。但是如果有了安森美的小封裝全局快門(mén)，就可以非常清晰地捕捉到動(dòng)態(tài)的、沒(méi)有扭曲的圖像，這在汽車(chē)安全系統和工業(yè)自動(dòng)化系統中是非常必要的。

4）先進(jìn)安全。汽車(chē)駕乘者對于安全的需求是非常高的，而且汽車(chē)行業(yè)的用例和其他行業(yè)不一樣：感知必須要絕對可靠，而且日夜兼程都要有保證。

為了使汽車(chē)攝像頭的智能感知技術(shù)絕對可靠，安森美分析了4 000 多種故障模式——這個(gè)覆蓋面比所有的競爭對手都要廣，而且要做得比人眼視覺(jué)更好，這樣才能夠拯救生命。安森美的先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS) 里智能感知所占的市場(chǎng)份額超越了所有競爭對手的總和。據安森美測算，安森美的解決方案平均每個(gè)小時(shí)會(huì )拯救9 條生命。安森美的優(yōu)勢在于攝像頭比人眼的視覺(jué)強百倍。汽車(chē)的攝像頭非常重要，無(wú)論是白天太陽(yáng)光之下，還是在夜間根本沒(méi)有路燈的道路上，都需要同一個(gè)攝像頭能夠看清所有的圖像，感知到所有的圖像。不像手機在夜間或光線(xiàn)較暗的時(shí)候，可以把手電筒打開(kāi)，汽車(chē)需要同一個(gè)攝像頭，而且要能夠遠距離地去探測到物體。安森美的800 萬(wàn)像素傳感器可以在185 米的距離外檢測到行人和石頭，是人眼視覺(jué)的100 倍。又例如汽車(chē)開(kāi)到了煙霧之中，可能人眼已經(jīng)看不見(jiàn)了，但是汽車(chē)的攝像頭通過(guò)智能感知技術(shù)，能夠看到煙霧之中的前車(chē)在哪里。所以智能感知方案一定要超越人眼，并且要以3D 的方式去看到前面的車(chē)。安森美的這種智能感知技術(shù)是用了最小的占位、封裝，具有能效、重量和性能的絕對優(yōu)勢。

5）電動(dòng)車(chē)

據瑞士信貸（Credit Suisse）2021 年3 月26 日的報告，預計2028 年，電動(dòng)和混動(dòng)車(chē)將占到汽車(chē)銷(xiāo)量的50% 以上（如圖1）。所以這是一個(gè)極大的機會(huì )，能夠支持可持續生態(tài)系統的發(fā)展。

安森美有廣泛的產(chǎn)品組合來(lái)支持快速的汽車(chē)電子含量的增長(cháng)。安森美的產(chǎn)品解決方案能夠使得每輛車(chē)的電源含量達到超過(guò)750 美元，能夠以高能效的電源方案延長(cháng)汽車(chē)的行駛里程。

傳動(dòng)系統和先進(jìn)安全共同推動(dòng)車(chē)輛的電子含量的增長(cháng)，它是一對雙引擎。如果從傳動(dòng)系統來(lái)看，是從內燃機向電動(dòng)機方向逐漸地發(fā)展。先進(jìn)的安全就是自動(dòng)駕駛從L0 級、L1 級一直到L4/L5 級發(fā)展。所以在內燃機時(shí)代，如果是L0 級、L1 級的汽車(chē)，可能車(chē)輛的電子含量只有50 美元，生產(chǎn)到48 V、L2+ 的汽車(chē)，電子含量可能會(huì )達到280 美元。再到電動(dòng)車(chē)、混動(dòng)車(chē)L2+，電子含量會(huì )達到750 美元。未來(lái)如果達到L4/L5 級自動(dòng)駕駛，電子含量的機會(huì )可以達到每輛車(chē)1 600 美元?？匆幌聦?shí)際的客戶(hù)情況（如圖2），如果是L2+ 自動(dòng)駕駛功能或者是汽車(chē)安全用的是電動(dòng)車(chē)或者是混動(dòng)車(chē)，可以達到每輛車(chē)715 美元的含量；而在2019 年的時(shí)候，客戶(hù)只需要131美元，所以?xún)H僅3 年的時(shí)間就翻了5 倍。

所以從內燃機的汽車(chē)時(shí)代一直到L4/L5 級自動(dòng)駕駛的電動(dòng)車(chē)、混動(dòng)車(chē)，可以推動(dòng)30 倍以上的電子含量增長(cháng)。

3   安森美的規劃

據OMDIA 和Gartner 的預測，2021—2025 年智能電源、智能感知和其他半導體的年復合增長(cháng)率為3.5%~4.0%^{[ 注1]}。安森美的年復合增長(cháng)率目標是7%~9%，其中智能電源會(huì )高出市場(chǎng)的平均水平，達到15% 的增長(cháng)；而智能感知也可以達到13% 的增長(cháng)。在汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域，安森美的目標是收入占比從2021 年的60% 增長(cháng)到2025 年的75%。預計未來(lái)幾年的年復合增長(cháng)率達7%~9%，其中汽車(chē)行業(yè)是17%，工業(yè)領(lǐng)域是7%，其他的一些市場(chǎng)有可能會(huì )所下降，但是5G 也是一個(gè)非常重要的市場(chǎng)，預計5G 方面的年復合增長(cháng)率將達11%。安森美的客戶(hù)群是高度多樣化的，前20 大客戶(hù)占到了35%。關(guān)于銷(xiāo)售渠道，40% 是直接銷(xiāo)售，60% 通過(guò)代理。所以通過(guò)這種多元的組合銷(xiāo)售方式，可以更高效地服務(wù)于各個(gè)客戶(hù)。同時(shí)，安森美的整個(gè)業(yè)務(wù)模式也從傳統的垂直整合制造商（IDM）模式逐漸轉向Fab-Liter（輕量級的晶圓廠(chǎng)制造）。因為傳統制造的弱點(diǎn)是需要大規模地擴充產(chǎn)能，但有時(shí)回報率不是很高；今后，安森美會(huì )采取更加靈活的制造路線(xiàn)和策略，同時(shí)利用內部和外部的產(chǎn)能，把資源更多地投入到差異化技術(shù)和戰略增長(cháng)的領(lǐng)域。所以安森美會(huì )退出規模不足的晶圓廠(chǎng)，把重心轉向300 mm 的產(chǎn)能。同時(shí)也會(huì )加大通用封裝后端廠(chǎng)的外部產(chǎn)量，外部產(chǎn)量將從2021 年的34% 提升到約45%。在中國，安森美也會(huì )采取一致性的制勝策略。例如，將順應中國發(fā)展大趨勢，發(fā)展智能電源和智能感知技術(shù)，推動(dòng)2 倍的市場(chǎng)增長(cháng)，尤其關(guān)注汽車(chē)功能電子化、自動(dòng)駕駛、機器視覺(jué)、工廠(chǎng)自動(dòng)化、5G、云電源這些領(lǐng)域。最重要的一點(diǎn)是，安森美會(huì )與中國的戰略客戶(hù)簽訂長(cháng)期的供應協(xié)議，這樣當客戶(hù)需要進(jìn)行產(chǎn)能或者需求擴張的時(shí)候，能夠給他們保證長(cháng)期穩定的供應。同時(shí)安森美也會(huì )支持中國的2030 碳達峰、2060 碳中和的目標。

4   在碳化硅和氮化鎵領(lǐng)域的投資結構

如果看2021 年2 季度的財報，營(yíng)收6% 做了資本投入，投資于新的技術(shù)和產(chǎn)能。未來(lái)2 年在產(chǎn)能方面的投入將會(huì )是現在的2 倍，投入主要有兩個(gè)方面，①擴充300 mm 晶圓廠(chǎng)的產(chǎn)能，②在整個(gè)碳化硅供應鏈環(huán)節，包括從襯底到最終產(chǎn)品到封裝相關(guān)的技術(shù)都會(huì )進(jìn)行較大的投入，未來(lái)5 年公司制造產(chǎn)能將會(huì )是現在的1.3 倍。

5   芯片短缺主要原因及預測

2019 年整個(gè)半導體行業(yè)進(jìn)入了去庫存的階段，因為很多客戶(hù)在2018 年采購了大量的芯片，2019 年還有剩余的庫存沒(méi)有用完，消費不是特別旺盛。因此行業(yè)的產(chǎn)能也有相應的調整。但是到了2020 年疫情席卷全球影響了所有的行業(yè)，大家都處在基本停滯的狀態(tài)。到了2021 年，各個(gè)行業(yè)開(kāi)始逐漸恢復，恢復之后就是所有的行業(yè)，包括汽車(chē)行業(yè)、消費者行業(yè)，因為很多人居家辦公，需求增大。當需求從四面八方來(lái)的時(shí)候，半導體行業(yè)的產(chǎn)能一時(shí)跟不上需求的涌現，所以這是目前芯片短缺最大的原因。未來(lái)是否會(huì )出現產(chǎn)能過(guò)剩的情況？ El-Khoury 認為安森美不會(huì )出現。因為迄今沒(méi)有哪家能夠百分百地將供應和需求完全匹配。盡管供應有所增加，但需求增加得更加旺盛。例如智能電源和智能感知技術(shù)，如果智能電源技術(shù)發(fā)展起來(lái)有了更多的產(chǎn)品，電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域也會(huì )相應有更加長(cháng)足的發(fā)展。

6   未來(lái)自動(dòng)駕駛的落地需要多長(cháng)的時(shí)間

現在市場(chǎng)上人們已經(jīng)開(kāi)始很少談及L4/L5 自動(dòng)駕駛，換了一個(gè)說(shuō)法叫L2+，這其實(shí)是比較好也是可持續的方向。L2+ 現在已經(jīng)具備了，汽車(chē)中電子含量大大增加了，不管是攝像頭還是雷達、激光雷達。El-Khoury認為，未來(lái)5%~10% L2+ 都是舒適區。像AutoX 等公司在一些有限的條件下，能夠在市區環(huán)境實(shí)現完全的自動(dòng)駕駛了。但就大眾市場(chǎng)全面自動(dòng)駕駛的實(shí)現，還得是下個(gè)年代的事情，未來(lái)5~10 年不會(huì )完全落地，要再下個(gè)10 年。

7   為何在汽車(chē)圖像傳感器領(lǐng)域有優(yōu)勢

的確有一些新公司想要進(jìn)入汽車(chē)市場(chǎng)，尤其是進(jìn)入到CMOS 圖像傳感器(CIS) 的領(lǐng)域。但是安森美的業(yè)務(wù)并沒(méi)有涉及到移動(dòng)和消費市場(chǎng)，還是專(zhuān)注于汽車(chē)市場(chǎng)，在汽車(chē)市場(chǎng)安森美的全球市占率達到60%，在A(yíng)DAS的市占率是80%，還是有相當大的優(yōu)勢。因為安森美的技術(shù)從最開(kāi)始就是為汽車(chē)行業(yè)設計，而不是將用于移動(dòng)和消費行業(yè)的相關(guān)技術(shù)拿來(lái)的嫁接到汽車(chē)上。安森美為汽車(chē)從頭進(jìn)行量身定制專(zhuān)屬設計，具備很多優(yōu)勢。例如強調汽車(chē)的攝像頭在非常亮和暗的環(huán)境下一視同仁，有智能感知和高像素范圍，即HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）。全局快門(mén)可以探測到快速移動(dòng)的物體，并且使得這個(gè)圖像成型，這都是安森美具有的優(yōu)勢技術(shù)。另外，車(chē)輛安全最高的等級要求汽車(chē)內部的攝像頭不能夠出故障，必須絕對可靠，這也是安森美的專(zhuān)利/ IP。

8   安森美的最大特色和優(yōu)勢

員工創(chuàng )新的能力和差異化能力是安森美最大的優(yōu)勢。不管是在任何行業(yè)和市場(chǎng)，在員工能力的支持基礎之上，安森美有優(yōu)勢的技術(shù)、器件、封裝等，在市場(chǎng)上處于領(lǐng)先地位，幫助客戶(hù)解決問(wèn)題。無(wú)論產(chǎn)品技術(shù)多好，背后支持的都是員工、人的創(chuàng )新能力，這是最寶貴的資產(chǎn)。

注1：智能電源：包括功率分立器件，功率模塊，模擬電源IC。

智能感知：包括圖像傳感器，激光雷達，超聲波傳感器接口，圖像處理器。

其他：包括連接，邏輯，MCU，光耦，EEPROM，小信號產(chǎn)品，齊納二極管等。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年9月期）