2023年中国汽车芯片市场巨变:从白菜价到自给率翻倍

2024-12-28
来源:网络整理

2023年的中国汽车芯片市场,真的可以用白菜换进口芯片。

德州仪器的明星产品在两年前的缺芯浪潮中一度飙升至70元,如今已跌至1元。意法半导体的-TR是用于电子稳定系统(ESP/ESC)的关键芯片,其价格已从峰值1500元跌至13元。

两年前,车企排队抢芯片的场景似乎是遥远的事情。海外芯片厂商突围,经历对中国的冲击。

自2020年芯片供应短缺以来,中国汽车芯片自给率翻了一番,从5%提升至10%[1]。本土厂商的蜂拥而至,颠覆了供应端由六大国际巨头主导的局面,价格也快速上涨。失控。

去年5月,德州仪器曾全面下调中国市场芯片价格,“无上限、无底线限制”。然而,当国产替代芯片的交易价格达到7毛钱时,六大汽车芯片巨头集体破防。

据《日本经济新闻》报道,近三年来,汽车芯片国内自给率从5%迅速提升至10%。虽然看似不高,但重要性就在于:这可能只是一个开始。

洗牌:5% 的人难以加入

汽车芯片自给率提升5%中,主要角色是功率半导体、MCU、传感器三类芯片。

功率半导体在汽车中主要用于电能转换和电路控制,如交流转直流、高压转低压、变频等,这类芯片在电动汽车中尤为重要。是当前运营的中心,一直是国内替代程度最高的领域[3]。

大家比较熟悉的功率半导体即IGBT,是国内突破的主要方向之一。比亚迪半导体、中车时代等国产IGBT相继上市。

MCU是微控制器单元,俗称单片机。可以理解为CPU的简单版本,在车内执行单一任务或功能,例如智能雨刷和自动落锁等。

传感器是汽车的“眼睛”,汽车用来感知环境和自身状态。除了传统的图像传感器和车载摄像头之外,高端产品还包括毫米波雷达、激光雷达等。国内企业的突破主要围绕CMOS图像传感器,俗称数码圈的“底层”。

这三类芯片最明显的共同特点是技术门槛不高,不需要先进的工艺。

纯电动汽车安装的芯片数量往往超过1000颗,比燃油车的近500颗增加了一倍。其中最重要的是自动驾驶芯片和座舱芯片,这也是英伟达的主场。剩下的几百颗大大小小的芯片就是大量的MCU和功率半导体。市场份额长期被瑞萨、恩智浦、德州仪器等六巨头占据主导。

两者开发的难点在于,前者更像是高考最后一道数学大题,光写出答案是没有用的。后者类似于高考语文作文。如果你写够800字,就可以获得一些积分。

高通的座舱芯片已经采用了5nm工艺;相比之下,最先进的MCU产品仍处于成熟的16/28nm制造系列,大量产品位于90nm以上,制造门槛并不高。

根据麦肯锡测算,超过70%的汽车芯片采用90nm以上成熟工艺,14nm以下先进工艺仅占6%。

使用90nm以下工艺的汽车MCU供应商屈指可数。

这并不困难,但自给自足进展缓慢。主要存在几个问题:

首先,验证周期过长,认证过程难度大。

用汽车芯片制造产品只是第一步。进入车企供应链需要两到三年的验证周期。一旦验证通过、车辆上车,车企就不会轻易更换供应商。海外巨头进入市场较早,取得先发优势,国内厂商后来者突围困难。

二是综合能力要求高。

一辆汽车需要几十种芯片,每种芯片少则几十种,多则一两种。因此,车企更倾向于一次性采购全家桶,以降低供应链管理难度。海外各大厂商通过多次并购建立了丰富的产品矩阵。国内厂商产品布局相对较晚,品类较少,因此处于相对劣势。

三是市场吸引力太小。

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与其他汽车零部件一样,大多数汽车芯片走的是薄利多销的路线,高销量很可能不如手机等消费电子产品。毕竟车辆更换周期比后者更长,燃油车整体芯片消耗相对更小。

门槛不高,但是跨过去了也赚不了多少钱,自然缺乏动力。直到史无前例的芯片短缺交出了机会。

机遇:前所未有的核心短缺

2020年疫情期间,汽车销量市场预测低迷,车企也因销量下滑而减少了芯片订单,大量代工厂将产线分配给其他芯片。由于汽车芯片利润率较低,拥有自建产能的各大芯片厂商都不愿意扩产,芯片库存逐渐逼近红线。

但谁也没想到,新能源汽车在疫情期间爆发,消失的订单又回来了。

电动汽车的芯片使用率本来就很高,自动驾驶级别最高可达L4,每辆车的芯片使用量甚至高达3000颗[4]。长期的缺货让车企对零库存产生了怀疑,开始疯狂备货,造成产能空前挤兑。中国作为新能源汽车最大的生产国和消费国,自然成为汽车芯片短缺的重灾区。

国内汽车芯片企业抓住这个机会进军汽车领域,并没有放过的意思。

长期以来,困扰国产汽车芯片的最大问题不是海外芯片太贵,而是海外芯片太便宜。

大多数汽车芯片采用IDM垂直整合模式,涉及设计、制造、封装和测试。只有少数溢出订单交给台积电等代工厂。 MCU前六名选手均处于IDM模式;前十大IGBT厂商除麦格纳外,均处于IDM模式。

在IDM模型下,假设A公司和B公司都生产类似的芯片,A公司的产能是100万颗芯片,B公司的产能是30万颗芯片,那么B公司的利润不但不会是A公司的30%,还可能是亏损。

芯片必须通过大规模生产来稀释研发成本和工厂建设的资本支出。产能和销量直接决定芯片的成本。因此,在存储、面板、汽车芯片等标准化程度较高的领域,最先发起价格战的往往不是新进入者,而是财大气粗的老牌霸主。

没有一定的市场份额,连打价格战的资格都没有。

因此,与高通、英伟达在12英寸硅片上挑战物理极限的艺术相比,汽车芯片的竞争格局相当简单:生产控制。

芯片产能建设需要很长时间。在此过程中,市场供求关系将发生较大变化。如果计划产能过多,就会出现供过于求的情况;如果规划产能太少,市场就会拱手让给同行。

在核心短缺浪潮发生之前,汽车芯片格局稳定。六大巨头各自对产能有一个大概的了解。即使芯片价格下跌,也在预测范围之内。即使供应过剩超出预期,汽车制造商可供选择的供应商也有限。即使工厂无缘无故着火,也并非不可能。

在此过程中,六巨头也将通过大量并购扩大产品组合、巩固份额优势。近十年来,日本主要汽车芯片厂商瑞萨电子先后收购了美国公司()、IDT、英国公司,以弥补其在电源管理芯片、无线网络和数据存储芯片、无线领域的短板。通讯。

在这样的竞争格局下,我们可以理解缺芯浪潮对于中国汽车芯片企业的意义。由于此前市场对汽车销量的悲观预期,车企纷纷削减订单。与此同时,德州仪器、英飞凌等厂商开始从8英寸生产线升级至12英寸生产线,并关闭旧生产线。由此,新能源汽车市场爆发,芯片价格暴涨。

只要有一些产能,就成为稀缺标的,业绩飙升。瑞萨净利润和营收屡创新高,德州仪器营收连续七个季度两位数增长,IGBT龙头安森美营收屡破纪录。

但“六大”或许没有想到,2020年至2023年短短三年时间,中国汽车芯片供应商从几十家激增至300多家[6],大量新增产能释放,价格战爆发将会发生。并到达了。

洗牌:冒着死亡和生存的风险

对于车企来说,面对库存红线和芯片价格上涨,整车规格验证和产品矩阵都是低优先级的小问题。为了保证汽车的出货,车企不得不给国产汽车芯片开绿灯,以替代供应延迟的海外产品。

另一方面,国内新势力大多拥有足够的工程经验,对自己的电子电气架构也比较熟悉,更倾向于使用国产芯片。

意法半导体的旗舰产品——开头提到的TR,大部分都是、ZF等Tier 1供应商。 Tier 1将芯片安装到整个ESP系统中,交给车企,而车企其实并不了解。具体架构。曾掌舵大众电气化转型的赫伯特·迪斯曾表示,大众“几乎没有一行软件代码是我们编写的”。

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在这种情况下,研发团队的草台指数或多或少决定了更换芯片供应商的心理负担。国内车企研发投入大,车型相对较少,因此更愿意购买。

2023年,刚刚上市的国产汽车芯片将再次面临一场硬仗。今年的中国车市,“降价”始终如一,国内外老牌车企和新势力纷纷妥协:

大众ID.3创历史新低12.59万元,特斯拉新年伊始推出降价大礼包。小鹏、蔚来、理想也不敢落后,立即效仿。三年来,在中国市场推出了170余款车型,几乎每两天就有一款新车发布。

残酷价格战的背后,是中国这个全球最大汽车市场竞争激烈的现实。甲方带头割肉,而作为乙方的汽车芯片,自然不能置身事外。

德州仪器去年在中国推出的全面降价,就是依靠较低的生产成本从中国厂商手中收复失地。同样的市场价格,老牌厂商还在赚钱,但国内厂商已经在亏损了。但老玩家显然低估了国内市场的卷入程度。

2023年,德州仪器销售额下降13%,创十年来最大跌幅。中国的收入下降了32%,这是最大的障碍。

国内企业逆势而上的决心,自然源于上船的难度。毕竟,很可能不会出现第二波核心短缺的情况。 10%的国产化率看似不高,但很可能只是国产汽车芯片的冰山一角。

在海底,很多国产汽车芯片距离上车——车规级验证只有一公里了。

与手机等消费类芯片不同,汽车芯片需要考虑更极端的工作环境。例如,前者的工作温度范围要求在0°C至+70°C之间,而汽车芯片则要求在-40°C至+86°C之间。车企供应链的验证周期通常需要两到三年的时间,很多产品可能已经到了测试验证的最后阶段。

因此,虽然国产化率刚刚达到10%,但《日本经济新闻》仍然表现出强烈的焦虑[8]:即使是技术难度极高的芯片,中国也有望在5到10年内实现国产化。 。

作为日本唯一的汽车半导体领导者,要求瑞萨与英伟达竞争实在是太过分了。放下尊严和中国企业比谁更东亚,未免有些过分了。高端受挫,中低端受阻。这或许是六巨头共同的担忧。

对于国内汽车芯片企业来说,底线价格战固然残酷,但半导体行业的竞争却一直很激烈。惨烈的战争结束后,芯片企业只是“坐到了牌桌上”。一个行业的进步总是比我们想象的要长,成本也总是比我们想象的要高。

参考

[1]徐尔曼:2030年中国汽车芯片市场规模将达290亿美元,中国经济网

[2] 核心不缺,TI德州仪器着急,核心世界展现

[3]对于汽车芯片的自主化和国产化,分销巨头大连达是这样看的,EET-

[4] 智能汽车“芯片”时代:汽车芯片现状与前景,以及高资本

[5] 2023年国产汽车芯片关键词:通过车规、落地、降价、电子爱好者网

[6]袁成银:汽车芯片的“重生”与“淘汰”,智库君

[7]芯片内卷化现状已被打破,核心世界已成

[8]中国汽车芯片90%依赖进口,10年后将实现国产替代,日经中文

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