汽车芯片竞争格局解析

国际金属加工网 2021年04月28日

汽车半导体概念宽广,在汽车电动化、智能化、网联化、共享化等各领域发挥重要作用,其按照功能分为汽车芯片、功率器件、传感器等。

芯片是汽车的核心部分,车规级芯片标准远高于消费级,且认证流程长。

一款芯片一般需要2年左右时间完成车规级认证,进入车企供应链后一般拥有5-10年的供货周期。

汽车标准需认证可靠性标准AEC-Q系列、质量管理标准ISO/TS16949其中之一,此外需要通过功能安全标准ISO 26262 ASIL B(D)。

近年来,全球汽车芯片市场规模增速远高于当年整车销量增速。

据ICVTank数据显示,2019年全球汽车芯片市场规模达465亿美元,同比增长11%。受全球新冠疫情的影响,在汽车销量下滑冲击下,2020年全球汽车芯片市场规模有小幅下滑,预计规模为460亿美元。IHSMarkit预测,2026年汽车芯片收入增长到676亿美元。

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汽车芯片分类架构

现阶段,汽车市场上的芯片主要可分为两类:

一类是以控制指令运算为主,算力较弱的功能芯片MCU,另一类是以智能运算为主,算力更强,负责自动驾驶功能的SoC芯片,按照算力需求其演进路线为CPU→GPU→FPGA→ASIC。

MCU是芯片级芯片,又称单片机,一般只包含CPU这一个处理器单元;MCU=CPU+存储+接口单元。

SoC是系统级芯片,一般包含多个处理器单元;如SoC可为CPU+GPU+DSP+NPU+存储+接口单元。

此外,还有多种其他功能的芯片,如摄像头芯片,AMP芯片、功率半导体芯片、胎压监测芯片TPMS、BMS芯片等。

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资料来源:中金公司

汽车MCU芯片

随着全球汽车消费升级,汽车电子化趋势处于快速增长,全球汽车搭载的电子控制单元ECU数量持续增加,一般都是MCU芯片。

目前全球汽车MCU芯片市场集中度较高,行业CR4为43%,行业CR8达63%。

全球市场处于恩智浦、英飞凌、瑞萨等为代表的群雄割据竞争格局。2019年,恩智浦占全球汽车MCU芯片市场14%,英飞凌次之,占比11%。

其它有竞争力的玩家还包括意法半导体、德州仪器、博世、安森美、微芯等。

芯片与车厂的深度绑定,导致个性化定制和外部代工,加剧了供应链的扩产难度。比如:瑞萨与丰田、英飞凌与德系等。

汽车芯片领域主要竞争厂商:

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资料来源:兴业证券

当前所有汽车芯片均较为紧缺,其中MCU缺货最为严重,交期最多延长4倍,tier1及整车厂均受波及。

全球70%以上的汽车MCU生产来自于台积电,而台积电的汽车芯片代工收入2020年占比仅为3%,MCU处于20~45nm的成熟制程(高端自动驾驶SoC芯片需要更先进的7nm制程),代工利润低,没有扩产动力,导致MCU产能吃紧。

根据伯恩斯坦咨询的预计,2021年全球范围内的汽车芯片短缺将造成200万至450万辆汽车产量的损失,相当于近十年以来全球汽车年产量的近5%。

汽车SoC芯片

SoC用一块单芯片就能实现完整的电子系统,在自动驾驶,深度学习等行业有越来越广泛的应用。

未来汽车数据处理芯片逐步向智能化AI方向发展,汽车智能化趋势,智能座舱和自动驾驶对汽车的智能架构和算法算力,带来了数量级的提升需要,推动汽车芯片快速转向搭载算力更强的SoC芯片,将成为半导体行业、IC产业未来的发展方向。

汽车AI芯片市场格局清晰

在高级芯片赛道中,Mobileye(英特尔)、英伟达、高通、华为、特斯拉等厂商拥有较强的先发优势。

全球GPU领域AI龙头英伟达和背靠英特尔的汽车AI芯片龙头Mobileye属于第一阵列。

高通与华为属于1.5阵列,有望快速突围进入第一阵列。

高通在通信及消费电子领域优势明显,基于智能手机芯片的成功经验,已成为智能座舱域芯片龙头。

在智能驾驶领域,高通于2020年1月推出了Snapdragon Ride平台,正加速推广应用中。华为AI芯片云边端领域全覆盖,技术实力雄厚。

地平线属于强势第2阵列,对外可提供解决方案类产品(芯片+算法),也可以单独供应。

作为中立第三方,芯片和算法可分开销售或一体式解决方案,受客户信任,有望逐步实现国产替代。

汽车智能驾驶AI芯片对比:

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资料来源:东吴证券

随着L1/L2级辅助驾驶逐步演进到L3级别智能驾驶,算力、功耗、生态等成为各家AI芯片厂商抢夺市场的核心竞争力。

目前,各大Tier1正在推出或在研的智能座舱平台方案,包括NXP、瑞萨等传统汽车芯片供应商外,以及高通、英特尔等在内的老牌芯片企业和国产芯片商全志科技,都在纷纷推出自家的智能座舱芯片产品。

而以谷歌、亚马逊、苹果等为代表的互联网科技公司、以奥迪、宝马、特斯拉为代表的整车企业大举进军自动驾驶芯片领域,行业未来有望形成多头竞争的格局。

近年来国内芯片厂商也在加速追赶。2020年5月,北汽集团旗下北汽产投与Imagination集团合资成立北京核芯达科技有限公司,在汽车芯片领域提供先进解决方案。

除此之外,上汽、长安、比亚迪、吉利汽车等汽车企业,以及地平线、寒武纪、黑芝麻等高科技企业都在发力车载芯片领域。

汽车电动化和智能化是推动汽车半导体增长的主要驱动力,随着电动汽车数量的增多及智能驾驶的不断渗透,汽车半导体芯片领域有望迎来高速发展。


(是说芯语)

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