半導體供應鏈重塑，國產(chǎn)汽車(chē)芯企的鏖戰

當前，全球消費電子市場(chǎng)趨于飽和，行業(yè)砍單聲綿綿不絕，無(wú)論曾經(jīng)多么“一芯難求”的消費電子芯片，似乎如今都逃不過(guò)降價(jià)的命運。

恰逢其時(shí)，在智能化、電動(dòng)化和網(wǎng)聯(lián)化的趨勢加持下，汽車(chē)已成為“輪子上的數據中心”，汽車(chē)半導體用量迅速提升，接過(guò)消費電子的接力棒，成為半導體市場(chǎng)的主力軍。

尤其是隨著(zhù)ADAS和自動(dòng)駕駛技術(shù)的興起，智能汽車(chē)對于計算和數據處理能力的需求暴增，推動(dòng)著(zhù)汽車(chē)半導體細分產(chǎn)品快速迭代升級，塵封數十年的汽車(chē)芯片市場(chǎng)格局逐漸被打破，在巨頭環(huán)視的車(chē)載芯片賽道，“中國芯”終于拿到了來(lái)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(lái)看，智能電動(dòng)汽車(chē)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，圍繞當下火熱的車(chē)規級大算力AI芯片以及SiC功率器件，在第二期“硬核中國芯·供需交流會(huì )”中，芯師爺特邀芯片原廠(chǎng)嘉賓黑芝麻智能的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理額日特、泰科天潤應用測試中心主任高遠，和終端廠(chǎng)商嘉賓利龍集團采購課長(cháng)歐小琴、電控系統研發(fā)部部長(cháng)譚偉做客直播間，一起探討，我國嶄露頭角的本土汽車(chē)芯片企業(yè)，該如何跑贏(yíng)賽道？

車(chē)規級大算力AI芯片

車(chē)廠(chǎng)核心訴求

無(wú)論開(kāi)車(chē)與否，大眾對自動(dòng)駕駛已不陌生。近年來(lái)，自動(dòng)駕駛的普及以肉眼可見(jiàn)的速度加快，根據1月12日工信部數據，2021年新能源汽車(chē)銷(xiāo)售352.1萬(wàn)輛，其中搭載組合輔助駕駛系統的乘用車(chē)新車(chē)市場(chǎng)占比達到20%。而兩年前，L2級輔助駕駛的滲透率僅為3.3%。

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

“現在我們能看到，有些車(chē)型的AI算力達到了100TOPS左右，這個(gè)是比較高端的車(chē)型，隨著(zhù)算力的進(jìn)一步普及，2025年AI算力估計可以達到500TOPS，2030年超1000TOPS算力的芯片將裝車(chē)。在此升級過(guò)程中，僅依靠CPU的算力與功能早已無(wú)法滿(mǎn)足需求，自動(dòng)駕駛是一個(gè)系統，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(zhuān)用芯片異構融合的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(cháng)一段時(shí)間內，整個(gè)行業(yè)還是通過(guò)硬件的堆疊和軟件的OTA升級來(lái)實(shí)現更高級別的自動(dòng)駕駛，實(shí)際上大算力車(chē)規級芯片的落地，絕不是一個(gè)簡(jiǎn)單的算力的加成，而是要讓系統計算能力更加平衡、芯片和軟件更加緊密地結合?！鳖~日特進(jìn)一步指出。

“對此，黑芝麻智能針對智能駕駛的需求自研了ISP和NPU這兩個(gè)核心IP，來(lái)打造一個(gè)大算力平臺，這兩大自研核心IP加筑了黑芝麻智能在芯片設計中的優(yōu)勢和競爭力?！?/span>

過(guò)去的幾十年里，在汽車(chē)電子芯片領(lǐng)域，主流供應商以歐美和日本廠(chǎng)商為主，外來(lái)者鮮少打破此格局，“現階段國產(chǎn)車(chē)規級芯片怎樣打破國外廠(chǎng)商壟斷的格局？” 針對利龍集團電控系統研發(fā)部部長(cháng)譚偉的提問(wèn)，額日特認為：

“傳統燃油車(chē)的芯片數量約在500至600個(gè)左右，但是隨著(zhù)自動(dòng)駕駛、新能源等功能的增加，現在高端汽車(chē)的芯片數量約在1000至2000個(gè)左右，且種類(lèi)多、細分型號多，疊加國際緊張形勢，這給國產(chǎn)芯片企業(yè)帶來(lái)難得的發(fā)展機遇?！?/span>

碳化硅需求爆發(fā)

電動(dòng)汽車(chē)的電驅動(dòng)主要由電機、減速器和控制器三部分組成，電機中最關(guān)鍵的是電機控制器，而電機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(kāi)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(chē)、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(cháng)。法國市場(chǎng)調研機構Yole統計，2021年碳化硅功率器件的市場(chǎng)規模約10億美元，預計到2025年將超過(guò)37億美元。在需求的拉動(dòng)下，國內碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈正在快速突破中。

圖源：泰科天潤演講PPT截圖

針對碳化硅的火爆，泰科天潤應用測試中心主任高遠從碳化硅產(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)和封裝測試四個(gè)部分，其中碳化硅襯底是產(chǎn)業(yè)鏈的核心區域，碳化硅外延片和器件制造同樣是市場(chǎng)成本的主要貢獻者。封測分為封裝和測試兩個(gè)部分，是芯片和器件完成制造后進(jìn)行性能試驗的重要環(huán)節?！?/span>

目前，碳化硅行業(yè)呈現產(chǎn)能供給不足，對此，高遠表示，“碳化硅產(chǎn)品從生產(chǎn)到應用的全流程歷時(shí)較長(cháng)。晶體生長(cháng)過(guò)程繁瑣，晶圓切割困難，此外，碳化硅外延的質(zhì)量對器件性能影響較大，其材料具有高品質(zhì)的需求?！?/span>

利龍集團采購課長(cháng)歐小琴從成本出發(fā)，針對我國碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈比較完整，但成本依然高居不下的現狀提出問(wèn)題，高遠指出：

 “第三代半導體迎來(lái)廣闊的下游應用領(lǐng)域和場(chǎng)景，國內產(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?；瘧玫娜a(chǎn)業(yè)鏈鏈條協(xié)同?！?/span>

泰科天潤是國內較早入局SiC功率半導體的IDM企業(yè)，擁有4英寸和6英寸兩條SiC晶圓產(chǎn)線(xiàn)，其六寸碳化硅芯片項目第一期主要建設年產(chǎn)6萬(wàn)片6英寸的碳化硅功率芯片量產(chǎn)線(xiàn)，已經(jīng)于去年批量交付市場(chǎng)，今年4月訂單破億！

結語(yǔ)

從SiC器件和車(chē)載AI芯片的發(fā)展形勢，我們可以看到電動(dòng)汽車(chē)乃至智能汽車(chē)的到來(lái)，給半導體供應鏈帶來(lái)了新的轉變。

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(shū)，“海闊憑魚(yú)躍，天高任鳥(niǎo)飛”，在國內車(chē)廠(chǎng)的本土供應鏈體系中，國產(chǎn)供應商正發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。