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談國内汽車晶片發展,西方矽幕落下,地平線再放大招牢牢掌握市場

作者:萌尬科技

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引言

汽車晶片是汽車電子産業的核心,随着新能源汽車、智能網聯技術的發展,未來5年大陸汽車電子市場規模有望突破6000億元,未來10年 CAGR将達到30%。在國家政策支援、消費更新、智能化浪潮等多重因素驅動下,大陸汽車電子産業正處于高速發展階段,呈現出晶片設計企業數量增加、産能規模擴大、市場佔有率提升等特點。但由于大陸晶片設計企業多集中于中低端市場,高端市場主要被國外廠商占據。

談國内汽車晶片發展,西方矽幕落下,地平線再放大招牢牢掌握市場

一、大陸汽車電子産業發展迅猛,已成為全球最大的汽車晶片市場

目前,全球汽車電子市場規模達1600億美元,未來5年預計将保持約7%的增速,至2026年将突破2000億美元。而中國市場增速将達到約20%,市場規模将達到1000億元。

随着汽車電動化、智能化和網聯化趨勢不斷加速,汽車電子在整車中的占比持續提升。根據 IHS Markit的預測,預計到2026年,汽車電子在整車成本中占比将達到16%,成為整車成本占比最高的部分。這一趨勢也推動了汽車電子産業的蓬勃發展。

根據中國汽車技術研究中心資料,2020年大陸汽車電子市場規模為1525億元,同比增長16.7%。其中,車載晶片市場規模為137億元,同比增長13.7%;其他相關晶片市場規模為60億元。

從類型上看,根據中國汽車工程學會資料,2020年國内汽車電子産品中占比最大的是功率半導體,其份額達到38%;其次是智能控制晶片,占比為27%;傳感器占比為19%;另外還有電子控制單元(ECU)、顯示及圖像處理晶片、車載網絡系統、車載計算機等也有較大比重的比例。汽車電子産品種類繁多,數量龐大,目前主要有8英寸晶圓、7英寸晶圓和8英寸晶圓,其中8英寸晶片是主流,但在晶片市場中占比不到10%。

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從上遊看,目前大陸汽車電子行業晶片主要有八種:半導體矽片、光刻工藝、封裝測試、射頻器件(基帶晶片)、功率器件(IGBT)、 MCU和傳感器。

半導體矽片方面:大陸半導體矽片主要生産企業包括華潤微、中晶微電子、上海新陽等;封測企業包括華天科技和長電科技;功率器件主要生産企業有英飛淩和安森美;射頻器件主要生産企業有卓勝微等。MCU方面:主要有華芯通、瑞芯微、全志科技等。

傳感器方面:主要有 Mobileye、德州儀器(TI)等。

光刻工藝方面:主要有北京科銳、北方華創、盛美半導體等。

封測方面:主要有長電科技、通富微電、華天科技等。

此外,汽車電子行業還涉及電源管理晶片、功率器件、傳感器等,市場規模約占汽車電子市場的3%左右,但由于技術壁壘較高,大陸在部分高端晶片領域仍存在較大差距。

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二、本土汽車晶片設計企業數量增加,但仍以中低端市場為主

2020年,大陸汽車晶片設計企業數量為566家,較2019年增加了30家,同比增長了36.43%。但從企業數量分布來看,主要集中于中低端市場,高端市場基本被國外廠商壟斷。

2020年,國内汽車晶片設計企業中僅有8家進入了全球前十大汽車晶片企業,包括飛思卡爾、英飛淩、德州儀器、恩智浦、意法半導體-恩智浦、英飛淩等。而從國内汽車晶片設計企業的産品結構來看,高端市場主要被國外廠商占據。目前本土汽車晶片設計企業多集中于中低端市場,産品多以 MCU、功率器件和傳感器為主。以 MCU為例,根據中國 IC設計産業資訊平台統計,2020年 MCU市場規模約為205億元。

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其中車規級 MCU市場規模為168億元,占比約為80%。在車規級 MCU細分領域中,最主要的市場集中于國内汽車電子領域的外資廠商在中國的合資車企中應用最多的 MCU産品類型為16位 MCU (32位 MCU)和8位 MCU。外資品牌在中國市場佔有率主要集中在高端市場,包括博世、采埃孚、大陸等企業。

而本土品牌主要集中于中低端市場,以比亞迪為例,其基于車規級 MCU設計的汽車晶片中僅有7款産品應用于整車上,但均為高端 MCU,如L8281 (面向高性能計算的汽車級32位微控制器)、L8287 (面向自動駕駛的汽車級32位微控制器)、L8282 (面向車載資訊娛樂的汽車級32位微控制器)、L8284 (面向智能駕駛的汽車級32位微控制器)等,産品主要應用于自動駕駛和車載娛樂系統(車機)等高端市場。

功率器件方面,國内企業主要是以 TI、 ADI為主。本土汽車功率器件廠商中,除了比亞迪和欣旺達以外,其他企業均以中低端産品為主。例如,全球功率器件龍頭企業德州儀器(TI)在中國的銷售收入占其全球銷售收入的比例接近一半。

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傳感器方面,國内企業主要是以上海芯馳科技和北京地平線機器人技術有限公司為主。其中上海芯馳科技是中國第一家擁有完全自主知識産權的車載高精度 AI晶片企業,并緻力于打造基于自主知識産權的車載高精度 AI晶片為核心的新一代智能座艙平台。

北京地平線機器人技術有限公司是一家專注于人工智能晶片及解決方案研發的國家級高新技術企業。目前,地平線已經推出了全球首款面向量産的高性能人工智能晶片征程系列和面向低成本晶片開發的“地平線淮芯”系列晶片。其中,征程5已廣泛應用于智能座艙、智能駕駛和智能網聯等領域。

以車規級 MCU為例,根據賽迪顧問統計,目前全球前十大汽車晶片廠商中隻有兩家來自中國。其中,飛思卡爾是全球第二大 MCU廠商,采用12位微控制器和32位 MCU,2020年銷售額約為24億美元,全球市場佔有率為21%;德州儀器是全球第三大 MCU廠商,采用16位微控制器和8位 MCU,2020年銷售額約為24億美元,全球市場佔有率為17%。

三、新能源汽車和智能網聯汽車發展迅猛,給國内汽車晶片市場帶來新的機遇

汽車電子晶片是智能網聯汽車的核心零部件,也是保障汽車行駛安全的重要基礎,随着智能網聯汽車的發展,對整車控制器、車載網絡、傳感器、執行器等晶片的需求顯著提升。

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預計未來幾年,中國汽車電子市場規模将持續增長。根據 Gartner資料,預計到2025年,全球汽車電子市場将達3580億美元。

新能源汽車銷量快速增長,帶動 MCU晶片需求迅速提升。在新能源車方面,随着電池能量密度提升和成本下降,傳統燃油車的續航裡程不斷增加,對 MCU晶片提出了更高要求。

從國家層面看,大陸政府對新能源汽車發展非常重視。國家和地方出台了一系列政策支援新能源汽車發展,推動動力電池、驅動電機等關鍵零部件産業更新;支援建設智能網聯汽車示範區和測試場;制定了《節能與新能源汽車技術路線圖》,從頂層設計層面加快推進新能源和智能網聯汽車發展。

預計到2025年、2030年大陸智能網聯汽車銷量分别達500萬輛、260萬輛。智能網聯汽車成為新的風口。近年來,國家不斷出台相關政策支援智能網聯汽車發展,《智能汽車創新發展戰略》《中國制造2025》《汽車産業中長期發展規劃》等政策都提出了明确的發展目标。2019年4月,工信部、科技部聯合釋出《車聯網(智能網聯汽車)産業發展行動計劃》,提出到2020年、2025年要實作規模化應用;2020年~2025年期間,大陸車聯網産業總體規模将達到萬億元,預計到2025年,國内車聯網市場規模将達到3000億元。

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智能網聯汽車滲透率将不斷提升,車載晶片需求大幅增長。随着國内車企加快推出智能網聯汽車産品,汽車晶片市場規模不斷擴大。據産業資訊網資料,2019年全球汽車晶片市場規模達270億美元,國内約為百億元,未來随着新能源汽車的滲透率提高,預計智能網聯汽車晶片市場規模将達到千億元。

根據中國産業資訊網資料,2018~2020年大陸智能網聯汽車單車帶給 MCU晶片的價值量從12.2美元提升到17.7美元;2021~2025年單車帶給 MCU晶片的價值量從16.2美元提升到18.6美元;到2025年單車帶給 MCU晶片的價值量有望突破30美元。

四、傳統車企和造車新勢力,是國内汽車晶片市場的主要參與者

國内傳統汽車廠商和造車新勢力,是目前國内汽車晶片市場的主要參與者,也是國内汽車晶片市場的主要客戶。由于整車銷量規模較大,對汽車晶片的需求量較大,且對于晶片性能要求較高。是以,傳統車企和造車新勢力成為國内汽車晶片市場的主要客戶。

傳統車企方面,2018年,一汽、東風、長安三家車企的總銷量達到786.9萬輛。這意味着,全國每賣出6輛車就有一輛來自這三家車企。另外,比亞迪、奇瑞、上汽乘用車等車企銷量也較高。

造車新勢力方面,蔚來、理想、小鵬等新勢力車企是國内造車新勢力中的佼佼者,銷量均超過百萬輛。蔚來和理想兩家企業在2018年分别傳遞了12.7萬和9.7萬輛汽車,成為國内造車新勢力中的佼佼者。同時,蔚來在智能化領域投入較大。截至2019年9月,蔚來已申請專利超過1200項(其中包含了超過600項發明專利),在自動駕駛、智能座艙、車載娛樂等領域都有布局。

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除了傳統車企和造車新勢力外,華為、百度等科技公司也參與到汽車晶片領域。其中華為投入巨資打造了車規級麒麟晶片系列産品及智能駕駛解決方案。

某度則推出了 Apollo計劃及 Apollo智能網聯汽車開放平台。

通過對傳統車企和造車新勢力的分析可以看出,傳統車企和造車新勢力是國内汽車晶片市場的主要參與者,但随着未來智能化浪潮的加速演進及新能源汽車銷量的不斷增長,傳統車企和造車新勢力都有可能成為未來國内汽車晶片市場的主要客戶。而随着大陸汽車晶片國産化程序的不斷加快,傳統車企和造車新勢力将會是國内汽車晶片市場中最具活力、成長空間最大的客戶群體。

綜上所述,随着新能源汽車及智能網聯汽車的發展,以及汽車電子零部件供應鍊國産化程序的不斷加快,大陸汽車晶片市場将迎來新一輪發展機遇。在汽車晶片需求旺盛及大陸汽車電子零部件供應鍊的加速國産化程序下,預計到2022年,大陸汽車晶片市場規模将達到605億元。

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在未來的發展中,傳統車企和造車新勢力都将成為國内汽車晶片市場的主要客戶,但不同的是傳統車企将逐漸喪失在國内汽車晶片市場中的地位,而造車新勢力則将在未來的發展中逐漸成長為國内汽車晶片市場的主要客戶群體。

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結語

随着5G、 AI、雲計算等新技術的發展,汽車電子産業發展速度将進一步加快。汽車智能化程度的提高,需要晶片算力支援,而汽車智能化的發展趨勢需要通過晶片實作,是以汽車電子産業迎來了黃金發展期。

但是目前大陸汽車電子行業存在産業鍊上下遊配合不足、産品同質化嚴重、生産裝置、材料及核心技術等關鍵環節受制于人等問題。而在晶片設計方面,由于大陸企業大多集中于中低端市場,高端市場主要被國外企業占據,大陸企業産品主要以低端市場為主。

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為了保障汽車晶片的供應安全,未來需要國内企業聯合起來形成産業生态,促進汽車晶片的國産化發展。

一方面要提升對基礎材料的研發投入,注重技術創新和專利布局;另一方面需要大力培養技術人才隊伍,實作關鍵零部件的自主可控。

與此同時,政府應該積極推進和支援核心領域的基礎研究、關鍵技術攻關等工作;加快出台鼓勵汽車晶片産業發展的政策措施;完善知識産權保護體系和産業環境;加強國際合作與交流等。

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參考文獻:

《晶片:未來之源》作者Rodney Brooks

《人工智能時代:機器、算法與我們的未來》作者:Jason Thacker

《革命:人工智能、機器人與未來的工作》作者:Erik Brynjolfsson和Andrew McAfee

《晶片與未來》(Intelligent Robotics: Concepts, Theory, and Practice)