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全球汽车半导体实力大比拼:美国占据主导地位,中国发展空间巨大

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本文来自微信公众号“半导体行业观察”,作者:杜芹。  

据市场研究公司TrendForce预计,汽车半导体市场将从2021年的187.7亿美元增长到2022年的210亿美元,增长12.5%。同时,预计到2022年,汽车出货量将达到8350万辆。IHSMarkit也预测,到2026年,全球汽车半导体市场将达到676亿美元,从2019年到2026年的复合年增长率为7%。面对如此大的市场空间,全球汽车半导体这个市场格局是怎样的?在全球汽车缺芯的当下,谁又有更大的话语权?  

随着汽车半导体的匝道不断扩大,汽车半导体的玩家越来越多,这里面有业界最大的芯片供应商包括英飞凌,恩智浦(NXPI.US),德州仪器(TXN.US),瑞萨和英伟达(NVDA.US)。还有英特尔(INTC.US)、三星、博通(AVGO.US)、台积电(TSM.US)、美光(MU.US)、ASE技术控股有限公司(ASX),还有诸如特斯拉(TSLA.US),蔚来(NIO.US),Waymo,拜腾,以色列的AutoTalks,GeoSemiconductor,IndieSemiconductors和Graphcore等崭新的新兴公司的出现。  

美国占据主导地位  

北美在2019年占据全球市场33%的主导份额。美国,加拿大和墨西哥政府采取了多项举措,以进一步改善汽车制造业。电动汽车细分市场是需求最大的细分市场之一,仍将是市场参与者的主要目标。  

据了解,总部在美国的德州仪器在汽车领域的布局已经超过了30余年,其拥有10万种元件,其中车用级产品达到接近2000种。从产品布局上看,针对汽车半导体领域,德州仪器对五大方面进行了布局,包括先进的辅助驾驶系统、被动安全系统、车身电子装置与照明、信息娱乐系统与集群系统、HEV/EV和动力系统。  

图像传感器是汽车在向智能化方向发展过程中的重要支撑之一,因此,CIS也成为了汽车半导体市场中重要一员。在这个领域当中,安森美则是汽车CIS领域的龙头,其市场占有率超过50%。除了CIS,据了解,自2010年以来,安森美的战略一直聚焦于汽车功能电子化、视觉和自动驾驶、LED照明、车身和舒适、车载网络和电源管理等重点领域。而从安森美近年来的收购以及推出的新产品上看,激光雷达和第三代半导体或许是他未来布局的两个重要方向  

凭借超过40%的市场份额和28年汽车领域经验,总部在美国的美光成为汽车内存领域无可争议的领导企业。美光拥有针对所有汽车细分市场的全套易失性和非易失性内存,分布在全球各地的晶圆厂也针对汽车用产品生产进行了优化。  

Maxim(美信)在汽车市场的实力是ADI以210亿美元全资收购Maxim的原因之一,maxim主要业务集中在汽车,通信和工业三大块。ADI业务中工业占最多,通信第二,汽车第三。最近,英伟达(Nvidia)以创纪录的400亿美元收购Arm的要约明确提到了自动驾驶汽车市场,这是其收购战略依据的一部分。当然,这项合并是否最终获得批准还有待观察。  

再就是一些从由其他垂直行业进入汽车领域的,典型的就是英特尔,英伟达和高通。因为这些公司看到了高端计算领域的机遇,而成熟的汽车半导体企业却没有解决这些机遇。  

他们所采用的策略也大相径庭。英特尔在很大程度上依赖于对Mobileye的收购,从而成为基于视觉的ADAS系统的领导者。英伟达利用其极高端的GPU为自动驾驶汽车所需的人工智能(AI)平台提供动力。高通主要依靠其在蜂窝片上系统(SoC)市场中的领导地位来在远程信息处理和车辆通信(C-V2X)中立足。但是,高通公司最近与Veoneer的合作关系使业界其他人注意到,其Snapdragon平台可能成为ADAS的主要竞争者。  

从历史上看,汽车行业一直是新兴公司(尤其是硬件创业公司)的艰难市场,因为汽车制造商固有的保守性使他们更愿意与知名供应商合作。鉴于行业对质量和供应可靠性的严格要求,以及对供应商保持充足资本储备的期望,这种偏好是可以理解的,这对于资金短缺的初创公司而言尤其是挑战。  

但是一些初创公司却着慢慢发展起来了,例如特斯拉,Waymo,IndieSemiconductors(独立半导体),GeoSemiconductor。特斯拉的完全自动驾驶芯片FSD这几年的步履走的飞快。Waymo是一家研发自动驾驶汽车的公司,为Alphabet公司旗下的子公司。Waymo刚开始是Google于2009年1月开启的一项自动驾驶汽车计划,之后于2016年12月才由Google独立出来,成为Alphabet公司旗下的子公司。  

作为非传统的汽车公司,如果这些颠覆者能够帮助他们更快地推向市场,同时为最终用户提供独特的价值主张,那么他们可以自由使用非汽车合格产品。  

另外,需要值得一提的是,苹果造车的事情最近也被推上了风口浪尖。近日,据媒体的报道显示,苹果将于2024年正式推出自有品牌消费级汽车。另有相关报道显示,苹果已决定从外部合作伙伴那里获得自动驾驶技术的相关配件,如激光雷达传感器。苹果的汽车可能配备多个激光雷达,用于扫描不同距离的路况信息。消息称,部分传感器可能来自苹果内部开发的激光雷达单元。  

欧洲汽车半导体市场遍地开花  

随着汽车工业的加速增长,对信息娱乐系统技术的需求不断增长,在欧洲市场上创造了巨大的市场空间。当前汽车市场对驾驶控制,导航,摄像辅助,安全指导等超现代技术的需求很高。例如,2017年7月,俄罗斯于2017年7月推出了首款名为Matryoshka的无人驾驶巴士。  

总部位于瑞士日内瓦的意法半导体在汽车半导体多个方面拥有业内领先的优势。根据相关数据显示,意法半导体针对发动机的定制芯片,已经拿下了内燃机市场33%的市占;在车灯控制市场也以45%的市场率排名第一。而在大家关注的第三代半导体方面,ST的车规级SiC市场率超过50%,遥遥领先于竞争对手。  

总部位于德国的英飞凌于2019年收购了赛普拉斯半导体公司,按照StrategyAnalytics等权威机构的数据,英飞凌自身在车用半导体的占比为11.2%,与赛普拉斯“合体”后,加上赛普拉斯的2.2%,“新英飞凌”将以13.4%的市场份额超越恩智浦荣登第一位。英飞凌是最大的车用77GHz雷达芯片供应商,目前市场上2/3的77GHz雷达芯片都来自英飞凌。  

面对近来的汽车芯片缺货,英飞凌表示,正在调整制造能力以满足更强劲的需求,但是,尽管汽车行业的复苏快于预期,但其“对汽车行业的长期增长预期并未发生重大变化”。  

脱身与荷兰飞利浦的恩智浦,2015年12月,收购了飞思卡尔之后,一度成了为汽车半导体和通用微控制器市场的领导者。恩智浦首席执行官KurtSievers去年年底对德国媒体表示,汽车客户的订单突然激增,这导致了供应瓶颈。但是,由于恩智浦约一半的业务与汽车行业有关,因此面临的挑战是订单通常需要三个月才能交付,而不是将产能转移给其他客户。Sievers先生告诉FAZ,一些客户订购“太迟了”,这给其供应链带来了“巨大压力”。  

德国的博世在汽车发展的历史当中占据着相当重要的位置。博世在汽车半导体的多个领域都拥有行内领先的地位,如MEMS领域,毫米波雷达,功率半导体等,据相关数据显示,博世是全球毫米波雷达最大的供应商,其主要提供长距雷达和中距雷达(其毫米波雷达主要以77GHz为主)。  

然而就是这么强大的阵容也抵挡不住缺芯片的压力,德国汽车工业协会(VDA)主席穆勒(HildegardMüller)近日在柏林表示,随着行车辅助系统和自动驾驶逐渐成熟,芯片和软件在汽车扮演的角色愈来愈重要,因此她认为,欧洲不能一直依赖遥远地区生产的芯片,长期来看,欧洲建立自己的半导体业无比重要。  

穆勒说,半导体的重镇在亚洲,欧洲的半导体业者太少,芯片短缺不只是汽车工业的问题,欧洲所有产业、尤其是具有未来性的产业都会受到影响。她表示,目前正透过各种管道解决芯片短缺的问题,她特地感谢经济部长PeterAltmaier亲自致函中国台湾政府,请求协助生产芯片。  

日韩的汽车半导体实力  

东亚汽车半导体市场在2015-2019年期间增长了6.7%,其中高端和豪华汽车领域的需求激增以及对电子稳定控制,ABS,TPMS等汽车安全系统的需求仍然是关键东亚汽车半导体市场增长的驱动因素。在2020-2030年的预测期内,东亚汽车半导体市场将以7.6%的复合年增长率增长。  

日本瑞萨电子目前是汽车半导体领域的第三大厂商,它收购了模拟/混合信号领域的佼佼者IDT和Intersil。从产品线上看,瑞萨汽车半导体产品覆盖片上系统(SoC)、电源管理、电池管理、功率器件、通信器件、视频和显示等。瑞萨电子推出的自动驾驶SoCR-Car硬件平台包括入门级(E系列)、中级(M系列)及高级(H系列)。此外,还有车外摄像头芯片(R-CarV系列)、车内摄像头芯片(R-CarT系列)、智能座舱芯片(R-CarD系列)、车联网芯片(R-CarW系列)等。  

针对当前的汽车芯片缺货问题,瑞萨电子(Renesas)表示,已经通过提高产量来解决汽车芯片需求的急剧反弹。但行业官员表示,某些芯片外包给台湾供应商的短缺,以及由于材料成本的急剧上涨造成的瓶颈。  

韩国在汽车半导体市场的地位几乎不显著,尽管韩国芯片制造商已经获得了全球存储器市场60%的份额,但它们在系统半导体市场中的份额仅为3-4%。根据市场研究公司Omdia的调查,三星电子是唯一活跃于全球汽车半导体市场的韩国公司。截至2020年第四季度,它排名第24位,市场份额不到1%。  

三星自2018年推出汽车应用处理器(AP)品牌ExynosAuto和图像传感器品牌IsocellAuto以来,三星电子一直在升级其汽车半导体技术。特斯拉的自动驾驶工具“硬件(HW)3”,于2019年4月推出,装有三星电子的Exynos。另外,三星自2019年5月起一直向奥迪提供ExynosAuto8890。随着三星电子正在迅速推进针对人工智能(AI)计算进行了优化的神经处理单元(NPU)技术,其车载AP技术有望通过以下方式进一步升级与现代汽车集团的合作。但其国内销售额接近零。对于世界排名第一的代工公司台积电来说,并没有太大的不同。汽车芯片仅占台积电总销售额的4%。  

市场分析人士说,自动驾驶汽车对DRAM的需求也在急剧上升。例如,特斯拉HW3装载了16GBDRAM,是五年前发布的HW1装载的256MBDRAM的64倍。特别是,随着未来自动驾驶功能的升级,专家表示,将需要更多用于中央处理器(CPU)的DRAM。因此,在移动设备,服务器和PC的DRAM之后,汽车DRAM将成为半导体行业的主要项目。  

三星电子的代工部门也很少生产用于车辆的系统半导体。由于汽车半导体大多是定制的,因此汽车制造商,设计公司和代工制造商之间的密切合作至关重要。但是,在韩国,很少有设计公司充当汽车制造商和代工公司之间的桥梁。  

不过,现代汽车集团成立了芯片设计子公司现代Autron。该集团于2020年12月将现代Autron合并为现代Mobis,以进一步增强其设计能力。该部门生产电子汽车控制系统。该公司表示:“现代Mobis在开发系统优化的半导体并验证其质量时遇到了困难,因为控制器规格和半导体开发未集成在一起。”  

现代Mobis计划将重点转移到开发用于车辆的高性能系统和功率半导体。“在包括自动驾驶和电动汽车在内的未来汽车领域,控制器的竞争力取决于半导体的性能,这意味着对半导体的需求将会增加。”  

中国的汽车半导体实力  

首先要引以为傲的是全球最大的代工厂台积电,尤其是此次全球汽车芯片供应不及,各个国家汽车业的诉求说明了台积电,乃至整个中国台湾对全球半导体业务的重要性,这给全球都增加了新的紧迫性,只有内部晶圆厂的IDM在未来的行业中才将具有竞争优势。  

而说到大陆汽车芯片的实力,马斯克去年10月份接受日媒采访,谈及中国汽车芯片时,提到“中国电动汽车百人会研究显示,只有不到5%的汽车芯片是由中国制造的。  

据赛迪发布的《2030中国汽车电子产业发展前景分析》,在分立半导体器件方面,目前在车载功率二极管方面,云意电气具有相当竞争力;IGBT(绝缘栅双极型晶体管)方面,中国企业主要有华虹宏力、中芯国际(00981)、中科君芯、士兰微、华润微电子、上海先进、株洲中车时代电气(03898)、比亚迪(01211)等。比亚迪和中车也在冲刺IPO的路上,相信会为其汽车半导体带来更好的发展。  

在车载触控领域,去年7月,汇顶科技宣布其车规级触控方案被现代第十代索纳塔采用,能获得国外汽车品牌的认可。国产汽车领克05在其中控产品中也采用了汇顶的指纹识别芯片。  

而在自动驾驶芯片市场,大陆一些初创企业也开始切入,地平线、黑芝麻、芯驰科技等AI芯片企业近几年也开始布局。相比英伟达如此体量的企业,中国初创企业的芯片产品及势能则略显薄弱,集中分布在自动驾驶芯片市场。  

作为未来智能网联汽车的一部分,激光雷达也是华为正在布局的一个领域,这也是华为为打造MDC智能驾驶平台构建的四个生态中的一部分。2019年华为正式成立了智能汽车解决方案BU部门,今年11月,该部门正式并入消费者业务部门。为了满足未来激光雷达市场的需求,华为还建立了第一条车规级激光雷达的Pilot产线。据其官方资料显示,面向百万级量产需求,华为已按照年产10万套/线在推进,以适应未来大规模量产需求。  

不过总体来看,国产芯片要进入汽车市场主要会面临三大挑战,分别是技术门槛高、投入资源大和对公司实力要求高。而且做车规级芯片还需要产业链上下游的配合,也需要在设计能力方面有很丰富的经验和国家政策支撑,只有在上述多种因素的共同支持下,汽车芯片才有希望发展起来。


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