從人類發(fā)明第一塊集成電路迄今,集成電路的應(yīng)用已有50余年的歷史;從上世紀(jì)九十年代半導(dǎo)體產(chǎn)品開始規(guī)模進(jìn)入汽車應(yīng)用,汽車半導(dǎo)體走過了20年的歷程;以2000年國(guó)務(wù)院18號(hào)文件為起點(diǎn),我國(guó)大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)至少也有十年了,本土IC產(chǎn)品已在數(shù)字電視、
縱觀世界全局,汽車大國(guó)皆是半導(dǎo)體強(qiáng)國(guó),擁有世界級(jí)的汽車品牌,掌握核心關(guān)鍵技術(shù),具有創(chuàng)新引領(lǐng)能力是成為汽車強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志。歐美日車系各自培育了與之配套的半導(dǎo)體企業(yè),如德國(guó)車系與英飛凌,美國(guó)車系與飛思卡爾,日本車系與瑞薩形成了長(zhǎng)期穩(wěn)定的供應(yīng)鏈關(guān)系;韓國(guó)汽車工業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)雖然崛起較晚,汽車企業(yè)和本土的半導(dǎo)體公司之間尚未形成明顯的配套供應(yīng)關(guān)系,但近年來三星電子與現(xiàn)代汽車開始策略性同步開發(fā),積極涉足汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)汽車半導(dǎo)體的本土化供應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車電子廠商需求快速反應(yīng)和貼近服務(wù)的良性支撐,本土公司的最大優(yōu)勢(shì)是反應(yīng)快,由于在本地,從新產(chǎn)品的定義、設(shè)計(jì)到制造較為迅速,這對(duì)新興市場(chǎng)的快速進(jìn)入尤其有利。對(duì)汽車企業(yè)而言,打造本土化的配套供應(yīng)體系是高效整合產(chǎn)業(yè)鏈,提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。
但是迄今為止,我國(guó)尚沒有一塊本土芯片“真正”應(yīng)用到汽車的核心控制領(lǐng)域,這與我國(guó)作為全球第一汽車產(chǎn)銷大國(guó)的地位極不相稱。汽車半導(dǎo)體技術(shù)的缺失已成為制約我國(guó)汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)由大到強(qiáng)轉(zhuǎn)變的瓶頸和薄弱環(huán)節(jié)。汽車芯片的短板也嚴(yán)重影響了我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
因此,在我國(guó)由汽車大國(guó)向汽車強(qiáng)國(guó)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變的“十二五”關(guān)鍵時(shí)期,發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)品,對(duì)完善產(chǎn)業(yè)鏈、增強(qiáng)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
本期汽車半導(dǎo)體專題從技術(shù)、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)等多個(gè)角度對(duì)世界及中國(guó)汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行梳理,分析面臨的機(jī)遇,并提出發(fā)展我國(guó)汽車半導(dǎo)體的思路和建議。
一、 汽車半導(dǎo)體技術(shù)缺失制約了我國(guó)整車及零部件企業(yè)發(fā)展
過去十年汽車工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)是汽車電子化的競(jìng)爭(zhēng),平均每輛汽車采用的半導(dǎo)體器件數(shù)量成倍增長(zhǎng)。從1996到2008年,一輛普通汽車中平均用到的微控制器(MCU)數(shù)量已經(jīng)從6個(gè)增加到100個(gè),一些高端車型中甚至達(dá)到了250個(gè)以上。就平均每輛汽車的半導(dǎo)體用量(全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)除以全球汽車產(chǎn)量)分析,2010年平均每輛汽車應(yīng)用半導(dǎo)體成本已達(dá)308美元。依靠半導(dǎo)體和電子系統(tǒng)使汽車變得更加安全、舒適、娛樂、節(jié)能和智能化,是今后汽車工業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的主要途徑。
汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展離不開強(qiáng)大的基礎(chǔ)電子元器件的支撐,例如,隨著半導(dǎo)體制造工藝的提升,采用90nm工藝的32位微控制器(MCU)的出現(xiàn)和應(yīng)用,使得汽車電控系統(tǒng)的處理運(yùn)算能力和控制精度大幅提升。汽車半導(dǎo)體包含MCU、ASIC、模擬IC、功率半導(dǎo)體及傳感器等。2010年全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)隨著全球景氣復(fù)蘇,各地區(qū)之汽車生產(chǎn)數(shù)量大幅回升,呈現(xiàn)高度成長(zhǎng)。根據(jù)WSTS統(tǒng)計(jì),2010年全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)?蛇_(dá)230億美元,年成長(zhǎng)率高達(dá)44.4%。觀察2006~2010年全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模,其占整體半導(dǎo)體市場(chǎng)比重維持在7%~8%之間。全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)2006—2010年的年均增長(zhǎng)率為8.1%,高于整個(gè)半導(dǎo)體市場(chǎng)的平均增速。圖1是2006-2014年全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模。
圖1:2006-2014年全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模
數(shù)據(jù)來源:WSTS,MIC,2011年4月
專家預(yù)測(cè),未來5年,中國(guó)汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)將平均以每年26.5%增速發(fā)展,到2012年汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將占全球的12%。
從我國(guó)情況看,改革開放以來,我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)通過跨國(guó)合作,引進(jìn)了資金、技術(shù)、管理和車型,促進(jìn)了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是,歷經(jīng)20多年發(fā)展,這種發(fā)展模式弊端日益顯現(xiàn)。汽車產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)受制于海外,特別是發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤的電子控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)缺乏自主研發(fā)能力,使我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)差于歐美、日本。
我國(guó)汽車市場(chǎng)相比北美、歐洲、日本和韓國(guó)等成熟市場(chǎng),主流產(chǎn)品以中低檔車型為主。自主品牌汽車的電子裝備率低于世界平均水平。研究表明,就每輛汽車中所使用的半導(dǎo)體產(chǎn)品成分而言,北美、歐洲和日韓等傳統(tǒng)汽車市場(chǎng)的平均每輛汽車半導(dǎo)體成分是中國(guó)汽車的2倍。造成這種現(xiàn)象的原因之一就是半導(dǎo)體技術(shù)缺失制約了我國(guó)本土汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。調(diào)查表明,我國(guó)本土汽車電子廠商不少的新開發(fā)項(xiàng)目卡在芯片上,由于國(guó)產(chǎn)芯片質(zhì)量不過關(guān),國(guó)外芯片價(jià)格太貴,導(dǎo)致新開發(fā)的系統(tǒng)產(chǎn)品成本超出整車廠可以接受的價(jià)格范圍而最終放棄。因?yàn)檎也坏胶线m的芯片而導(dǎo)致本土創(chuàng)新型汽車電子項(xiàng)目流產(chǎn)的例子不在少數(shù), 汽車半導(dǎo)體技術(shù)缺失,已嚴(yán)重影響了本土汽車電子和汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
需要看到的是,現(xiàn)階段無論是進(jìn)口或者國(guó)產(chǎn)車型,其所采用的汽車級(jí)芯片都是國(guó)外的產(chǎn)品,這個(gè)市場(chǎng)由英飛凌、飛思卡爾、NXP、瑞薩、TI等國(guó)際大廠牢牢掌握,這些國(guó)際巨頭占據(jù)了超過90%的市場(chǎng)份額。這也直接導(dǎo)致了國(guó)產(chǎn)車在供應(yīng)安全上的隱患,無論在2010年市場(chǎng)井噴還是2011年日本地震所造成的供應(yīng)緊張狀況下,這些芯片廠商首選是優(yōu)先保證國(guó)際大廠,其次是合資企業(yè),從而使得國(guó)產(chǎn)車廠都遇到了不同程度的采購(gòu)困難,給其造成了巨大損失。
因此,無論從自主汽車品牌的供應(yīng)安全性,還是基于汽車半導(dǎo)體快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求,實(shí)現(xiàn)汽車級(jí)芯片的國(guó)產(chǎn)化,都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義及經(jīng)濟(jì)效益。另外,目前車載系統(tǒng)SoC芯片主要由FreeScale、NXP、ST等國(guó)外少數(shù)芯片企業(yè)供應(yīng),國(guó)外巨頭的這些車載信息芯片,雖然集成度高、功能強(qiáng)大,但由于其產(chǎn)品線兼顧了消費(fèi)類、工業(yè)類及汽車類等多種應(yīng)用,芯片價(jià)格非常昂貴,降低了國(guó)內(nèi)汽車整車及零部件企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),制約了他們的發(fā)展。
二、國(guó)內(nèi)汽車半導(dǎo)體企業(yè)缺失的原因分析
(一)汽車半導(dǎo)體的可靠性、零缺陷要求,造成技術(shù)門檻高
與一般消費(fèi)用半導(dǎo)體的最大區(qū)別是,汽車半導(dǎo)體需要在極苛刻的環(huán)境下運(yùn)行。例如可能要工作在
客戶對(duì)汽車、工業(yè)應(yīng)用及消費(fèi)性電子應(yīng)用半導(dǎo)體產(chǎn)品要求的差異性,參見表1。
表1:汽車、工業(yè)應(yīng)用及消費(fèi)類應(yīng)用半導(dǎo)體產(chǎn)品的要求
汽車半導(dǎo)體在汽車不同的環(huán)境下,所需承受的溫度也有所不同。車室內(nèi)的要求較低,
表2:汽車使用環(huán)境對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品要求
上述因素客觀上對(duì)汽車半導(dǎo)體新切入者形成相當(dāng)高的技術(shù)門檻。
(二)汽車半導(dǎo)體的特殊性更適合采取IDM模式企業(yè)
由于汽車應(yīng)用講求的是質(zhì)量與安全,半導(dǎo)體產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)都需符合汽車規(guī)格及獲得車廠認(rèn)證,因此大多數(shù)的汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商為能夠自行掌控設(shè)計(jì)、制造與封測(cè)的IDM廠商,而且大多數(shù)半導(dǎo)體制造商各自擁有多項(xiàng)屬于自己專有的半導(dǎo)體技術(shù)及制程工藝。
汽車半導(dǎo)體的高可靠性,包含設(shè)計(jì)可靠性和工藝制備可靠性。在設(shè)計(jì)過程中,需要保證芯片在極限溫度、電壓和工藝制造的條件下,芯片仍然能夠完成符合設(shè)計(jì)要求的特定功能,在這個(gè)階段需要運(yùn)用一系列的高可靠性設(shè)計(jì)技術(shù);在工藝制造方面,需要提供專用的汽車電子工藝庫(kù)文件(Library Model)。汽車級(jí)芯片的封裝同樣有較高的要求,不僅需要面向汽車應(yīng)用系統(tǒng)特定的空間包絡(luò)和散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝設(shè)計(jì),還需要滿足汽車級(jí)可靠性的振動(dòng)、溫度指標(biāo);對(duì)于測(cè)試和開發(fā)而言,可靠性依然是最重要的技術(shù)之一,測(cè)試廠商需要有汽車級(jí)芯片的電磁環(huán)境設(shè)備、老化設(shè)備、溫度沖擊設(shè)備等,應(yīng)用開發(fā)過程中還需要考慮到特殊電磁干擾情況下對(duì)系統(tǒng)采取的冗余性設(shè)計(jì)等因素。目前絕大多數(shù)汽車專用芯片制造廠商,如Infineon、ST、Freescale、Microchip、ATMEL,全部采用自己的工藝線和封裝線完成芯片的工藝制備,以提高芯片的可靠性。
目前,前三大汽車半導(dǎo)體廠商Renesas、Infineon、Freescale均采IDM模式。
此外,MCU、傳感器等產(chǎn)品,因與動(dòng)力傳動(dòng)、底盤控制、安全等應(yīng)用關(guān)聯(lián)度較高,汽車電子廠商基于對(duì)可靠性的追求,采購(gòu)心態(tài)慎重,傾向找特定廠商合作,因此,產(chǎn)業(yè)集中度偏高,前三大廠商市占率可高達(dá)七成以上。
表3:汽車半導(dǎo)體的主要類別及主要廠商
數(shù)據(jù)來源:MIC,2011年4月
備注:模擬和分立半導(dǎo)體及傳感器僅列出主要產(chǎn)品類別
但是,仍有Fabless廠商打入汽車半導(dǎo)體市場(chǎng),包括CSR、OmniVision等,其產(chǎn)品為藍(lán)芽通訊IC及CMOS圖像傳感器,屬車載電子與車身電子次領(lǐng)域。此領(lǐng)域在質(zhì)量與安全的要求上,不像動(dòng)力傳動(dòng)、底盤控制、安全等應(yīng)用般嚴(yán)苛。
(三)本土IC產(chǎn)品進(jìn)入汽車前裝市場(chǎng)難
從需求層面分析,本土IC產(chǎn)品進(jìn)入汽車前裝市場(chǎng)難的主要原因:
一是整車廠合資企業(yè)外方在中國(guó)大多沿襲了與跨國(guó)汽車電子企業(yè)之間在歷史上已經(jīng)形成的配套關(guān)系。我國(guó)市場(chǎng)上的轎車產(chǎn)品主要由合資企業(yè)生產(chǎn),合資企業(yè)的外方牢牢地控制了汽車電子產(chǎn)品配套的決策權(quán)。從合作模式上看, 一級(jí)汽車電子供應(yīng)商傾向與特定半導(dǎo)體廠商建立策略性的合作關(guān)系,由此特定廠商供應(yīng)重要的半導(dǎo)體產(chǎn)品。例如Bosch、Delphi、Denso等歐、美、日汽車電子廠商,分別與本國(guó)或本地區(qū)的英飛凌、飛思卡爾及瑞薩等汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商結(jié)成長(zhǎng)期穩(wěn)定的供應(yīng)鏈關(guān)系。時(shí)至今日,即使整車廠就某些零部件供應(yīng)在全球公開招標(biāo),通常亦會(huì)對(duì)投標(biāo)的一級(jí)汽車電子供應(yīng)商指定可供選擇的芯片廠商,中標(biāo)廠商只能從中挑選。在這個(gè)環(huán)節(jié),中國(guó)個(gè)別已打入國(guó)外或合資品牌汽車供應(yīng)鏈的本土零部件廠商,由于產(chǎn)品大部分直接供應(yīng)給奧迪、寶馬等高端客戶,這些客戶均指定了芯片制造商,公司只能從中挑選,所以自主選擇的權(quán)利受到了一定限制。
二是整車企業(yè)對(duì)產(chǎn)品可靠性的追求。調(diào)研發(fā)現(xiàn),我國(guó)具有自主品牌整車企業(yè)雖然有配套采購(gòu)的決策權(quán),但出于保證整車產(chǎn)品可靠性和規(guī)避市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)方面的考慮,目前關(guān)鍵的汽車電子產(chǎn)品還是優(yōu)先考慮采購(gòu)世界跨國(guó)知名企業(yè)或其在華獨(dú)資、合資企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。
(四)我國(guó)IC企業(yè)實(shí)力有限,切入汽車半導(dǎo)體的意愿不高
首先,盡管中國(guó)的汽車產(chǎn)銷量突破1800萬輛,已躍居為全球第一汽車消費(fèi)大國(guó)。但相對(duì)于手機(jī)、電腦、電視等消費(fèi)類電子產(chǎn)品,中國(guó)汽車市場(chǎng)的總?cè)萘亢驮鲩L(zhǎng)空間有限,中國(guó)企業(yè)過多追求眼前利益,不想將資金投入到汽車半導(dǎo)體的研發(fā)上,而是都集中在研發(fā)投入小,周期短,收效快的消費(fèi)類電子產(chǎn)品上。
其次,汽車半導(dǎo)體的研發(fā)周期長(zhǎng),技術(shù)門檻高,且存在一定的風(fēng)險(xiǎn),國(guó)際汽車半導(dǎo)體廠商與歐、美、日等各國(guó)汽車廠商已經(jīng)形成穩(wěn)固的供應(yīng)鏈體系并占據(jù)著壟斷的地位,而本土的半導(dǎo)體企業(yè)大多是小而散,無法單獨(dú)地走自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的道路,與國(guó)際汽車半導(dǎo)體巨頭無法抗衡。
此外,客戶一般要求汽車半導(dǎo)體廠商具備超過15年的持續(xù)供貨和技術(shù)支持能力,國(guó)內(nèi)IC企業(yè)起步晚,技術(shù)資金實(shí)力弱,穩(wěn)健經(jīng)營(yíng)能力差,能夠持續(xù)經(jīng)營(yíng)10年以上的企業(yè)已不多見。
三、未來十年將是我國(guó)汽車半導(dǎo)體發(fā)展的機(jī)會(huì)之窗
雖然目前汽車半導(dǎo)體廠商仍以IDM模式為主,但是汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈逐漸放開的趨勢(shì)明顯。
一是車廠出于降低成本,提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要,對(duì)新型汽車電子零部件供應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)向全球采購(gòu),公開招標(biāo),同步開發(fā)模式,這就給了新進(jìn)入者切入相對(duì)封閉的汽車供應(yīng)鏈以機(jī)會(huì)。
二是近年來,隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)進(jìn)步所導(dǎo)致的研發(fā)費(fèi)用颶升,傳統(tǒng)IDM廠商轉(zhuǎn)向資產(chǎn)輕簡(jiǎn)化((Fab-lite)策略,汽車半導(dǎo)體廠商開始把部分訂單委托給Foundry廠代工,如飛思卡爾把部分汽車MCU型號(hào)委托臺(tái)積電制造;瑞薩公司則公開宣布在日本地震破壞后的生產(chǎn)線重建調(diào)整中,將把汽車MCU產(chǎn)品交由全球晶圓(Globalfoundry)在新加坡的Foundry廠生產(chǎn)。目前臺(tái)積電、聯(lián)電、上海先進(jìn)等Foundry廠以及日月光等封裝測(cè)試廠為汽車級(jí)芯片提供專業(yè)代工的生產(chǎn)、封測(cè)工藝已經(jīng)成熟,代工產(chǎn)品種類較為齊全,這為我國(guó)Fabless類型的企業(yè)切入汽車半導(dǎo)體提供了可行的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。
三是未來十年將是新能源汽車的技術(shù)成熟期和市場(chǎng)導(dǎo)入期,新能源汽車半導(dǎo)體的興起將成為我國(guó)IC廠商跨入汽車半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。
(一)中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)鏈尚在發(fā)展,合資與自主品牌車廠皆有IC廠商空間
以往全球汽車市場(chǎng)以歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家為主,但近年來以我國(guó)為首的新興國(guó)家,經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)快速,汽車銷售量占全球比重持續(xù)上升,已使我國(guó)成為全球最大單一國(guó)家市場(chǎng)。我國(guó)政府亦利用此情勢(shì),全力發(fā)展汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。相對(duì)于歐、美、日等國(guó)汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)之成熟完備,我國(guó)自主品牌汽車及汽車電子產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段,尚未形成穩(wěn)固的供應(yīng)鏈體系,本土IC廠商較有機(jī)會(huì)導(dǎo)入。
我國(guó)汽車企業(yè)可分為中外合資車廠與自主品牌車廠兩類。中外合資的車廠由外商主導(dǎo)技術(shù)和采購(gòu)環(huán)節(jié),與汽車電子相關(guān)的采購(gòu)多延襲原有的供應(yīng)體系;但因終端市場(chǎng)是中國(guó),平均售價(jià)比成熟市場(chǎng)要低,成本也需隨之向下調(diào)整,既有零部件供應(yīng)商不一定可滿足此需求,而給新進(jìn)廠商帶來商機(jī)。另一方面,我國(guó)自主品牌車廠為增強(qiáng)整車產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,有提高零部件國(guó)產(chǎn)化配套率,建構(gòu)以本土廠商為主的供應(yīng)體系的客觀需要,亦提供本土IC廠商發(fā)展空間。
(二)IC廠商可由車身控制電子、車載電子等應(yīng)用領(lǐng)域跨入
由于駕駛或乘坐汽車與人身安全直接相關(guān),車廠對(duì)零組件的采購(gòu)以質(zhì)量為重,與價(jià)格導(dǎo)向的
對(duì)有意跨入汽車半導(dǎo)體的IC廠商來說,動(dòng)力傳動(dòng)、底盤控制與安全等領(lǐng)域?yàn)槠嚨暮诵慕Y(jié)構(gòu)單元,對(duì)質(zhì)量的要求最高,車廠與汽車電子廠商不會(huì)輕易引進(jìn)新的零組件或半導(dǎo)體供應(yīng)商。而車身控制與車載電子等相對(duì)周邊的領(lǐng)域,新進(jìn)廠商較有切入的空間。
目前在車身控制與車載電子用MCU或ASIC產(chǎn)品,已有本土IC廠商投入并取得進(jìn)展。而IC廠商已有移動(dòng)電話或液晶電視等應(yīng)用領(lǐng)域的多媒體應(yīng)用處理器與相關(guān)通訊IC產(chǎn)品,以此為基礎(chǔ),可跨入車載電子用ASIC。
(三)新能源汽車半導(dǎo)體成長(zhǎng)性高,前景廣闊
受到政府激勵(lì)項(xiàng)目的影響及混合動(dòng)力汽車在市場(chǎng)上獲得成功的推動(dòng),越來越多的汽車廠發(fā)布基于電動(dòng)機(jī)的汽車型號(hào)。但是半導(dǎo)體市場(chǎng)還沒有為此類汽車技術(shù)做好準(zhǔn)備,目前為這類汽車開發(fā)出的大多數(shù)元器件是源自應(yīng)用于工業(yè)或商業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)有產(chǎn)品。未來新能源汽車將更加依賴汽車半導(dǎo)體和電子系統(tǒng),新能源車所采用的電子元器件數(shù)量是傳統(tǒng)汽車的兩倍,所需要的半導(dǎo)體器件數(shù)量是現(xiàn)在汽車的5倍。另外,研究表明,2010-2020年將是以純電動(dòng)車為代表的新能源汽車的技術(shù)成熟期和市場(chǎng)導(dǎo)入期,2020年新能源汽車的銷售預(yù)計(jì)將占市場(chǎng)銷售汽車的5-10%的份額。5%的市場(chǎng)份額乘以高出5倍的半導(dǎo)體產(chǎn)品成分,相當(dāng)于占整體半導(dǎo)體市場(chǎng)的五分之一。電源IC及功率晶體管受新能源車驅(qū)動(dòng)成長(zhǎng)性高,但技術(shù)門坎亦高。
在全球政府積極推動(dòng)新能源車之下,使此市場(chǎng)深具成長(zhǎng)潛力,吸引包含既有車廠及新進(jìn)車廠的關(guān)注與投入。新能源車在動(dòng)力傳輸?shù)炔糠郑愑谝砸鏋閯?dòng)力的傳統(tǒng)車,形成包括電池、馬達(dá)、變頻器、電源及電池管理IC、功率晶體管等供需缺口。
由于動(dòng)力傳輸部分為汽車核心組成單元,既有車廠仍以自行開發(fā)或與既有汽車電子廠商合作為主,不足之處亦以新進(jìn)大廠為優(yōu)先選擇。但如美國(guó)Tesla等新進(jìn)電動(dòng)車廠,由于規(guī)模小,在布局供應(yīng)鏈時(shí)不一定能吸引大廠與之配合,而為中小型廠商發(fā)展契機(jī)。
不過,用于新能源車的電源及電池管理IC、功率晶體管,需用遠(yuǎn)高于
四、我國(guó)汽車半導(dǎo)體發(fā)展現(xiàn)狀
看到汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展給半導(dǎo)體企業(yè)帶來的機(jī)遇,國(guó)內(nèi)部分有實(shí)力和遠(yuǎn)見的汽車電子企業(yè)開始了這方面的積極探索和嘗試,并取得一定的進(jìn)展。同時(shí),一些中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)在成功介入并占據(jù)消費(fèi)電子、工業(yè)電子部分細(xì)分市場(chǎng)之后,開始瞄準(zhǔn)有著龐大市場(chǎng)容量但介入門檻較高的汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域。
啟明信息技術(shù)股份有限公司成立于2000年10月,其前身是中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司電子計(jì)算處,目前是國(guó)內(nèi)唯一一家專門從事汽車業(yè)管理軟件與汽車電子產(chǎn)品研發(fā)、制造及服務(wù)的高科技企業(yè)。啟明公司是一汽集團(tuán)車載電子產(chǎn)品核心支撐資源,一直承接一汽集團(tuán)自主車載電子產(chǎn)品的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作,已經(jīng)開發(fā)汽車電子控制系統(tǒng)、車載信息系統(tǒng)等汽車電子產(chǎn)品40余項(xiàng)。其中,車載導(dǎo)航視聽系統(tǒng)、
艾科創(chuàng)新2006年開始累計(jì)投入4000余萬元設(shè)計(jì)車載信息終端核心芯片及產(chǎn)業(yè)化方案,基于國(guó)外成熟的汽車電子芯片生產(chǎn)工藝,對(duì)EMC、ESD、Latch up以及寬溫區(qū)苛刻環(huán)境下核心芯片可靠性設(shè)計(jì),積累了大量經(jīng)驗(yàn),是目前國(guó)內(nèi)唯一一家在該市場(chǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)銷售的芯片設(shè)計(jì)公司。其第一/二代(0.18/0.13um工藝)芯片累計(jì)實(shí)現(xiàn)近100萬片的銷量,第二代芯片已進(jìn)入國(guó)內(nèi)知名車廠的前裝應(yīng)用;公司第三代芯片(65nm工藝)測(cè)試樣片功能性能經(jīng)測(cè)試達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。
深圳比亞迪微電子有限公司作為比亞迪股份公司的全資子公司,成立于2004年,經(jīng)過七年的發(fā)展,現(xiàn)有員工總?cè)藬?shù)2500多人,在深圳、寧波擁有兩大生產(chǎn)基地。目前產(chǎn)品主要覆蓋功率半導(dǎo)體器件、IGBT功率模塊、電源管理IC、CMOS圖像傳感器、傳感及控制IC、音視頻處理IC等。產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋了對(duì)光、電、磁及聲等信號(hào)的感應(yīng)、處理及控制,提供IC產(chǎn)品及完整的解決方案?蛻舭ㄈA為、諾基亞、三星、比亞迪汽車等。當(dāng)前已開展IGBT、FRD、MOSFET、VDMOS、MEMS等新產(chǎn)品的研發(fā),這些產(chǎn)品將為比亞迪集團(tuán)在電池,新能源汽車方面的發(fā)展戰(zhàn)略提供保障。
比亞迪微電子在車載多媒體主控芯片方面,有一款產(chǎn)品已經(jīng)完成開發(fā),由其制作的車載多媒體整機(jī)正在整車廠進(jìn)行測(cè)試。比亞迪微電子母公司是自主品牌汽車生產(chǎn)企業(yè),很好地結(jié)合了行業(yè)、技術(shù)、人才及應(yīng)用的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì),是其在汽車相關(guān)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及應(yīng)用上得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。
上海海爾集成電路自2000年成立,海爾集團(tuán)作為投資方之一,在產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品應(yīng)用方面給與了大力支持。憑借集團(tuán)的支持,上海海爾集成電路打開了國(guó)內(nèi)白色家電、電表、工業(yè)控制、汽車電子等MCU市場(chǎng)。目前,該公司研制的三款汽車MCU芯片已在HID車燈控制器和汽車空調(diào)控制器中投入使用,累計(jì)銷售芯片超過千萬顆。
此外,上海飛樂股份有限公司與上海大學(xué)聯(lián)合研發(fā)了汽車電子控制器專用芯片,目前該芯片已經(jīng)隨相關(guān)控制模塊進(jìn)入汽車配套渠道;上海小糸與上海信耀聯(lián)合開發(fā)的燈光控制模塊和芯片,已經(jīng)成功應(yīng)用于奧迪等車型;上海森太克的車速、壓力、溫度、制動(dòng)傳感器也接到一級(jí)汽車電子供應(yīng)商的訂單。高浪科技研發(fā)了傳感器集成電路以及其他汽車專用雙極產(chǎn)品。西安華訊公司研發(fā)的GPS導(dǎo)航芯片與其他產(chǎn)品集成,形成具備導(dǎo)航和移動(dòng)電視功能的模塊,進(jìn)入了某國(guó)產(chǎn)品牌汽車中。這些Fabless涉足的汽車電子產(chǎn)品包括了MCU、功率器件、傳感器、GPS芯片以及照明控制芯片等。
五、發(fā)展建議
(一)、把發(fā)展汽車半導(dǎo)體和汽車電子作為打造汽車支柱產(chǎn)業(yè)的主要議題
未來中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中繼續(xù)體現(xiàn)與落實(shí),政府在政策導(dǎo)向方面應(yīng)引導(dǎo)企業(yè)往汽車電子高端領(lǐng)域發(fā)展;應(yīng)有利于促進(jìn)汽車整機(jī)廠采用具有國(guó)際先進(jìn)水平的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品。
(二)、緊密結(jié)合國(guó)內(nèi)汽車和零部件企業(yè),開發(fā)適用于汽車前裝的汽車級(jí)芯片
結(jié)合新能源汽車的發(fā)展契機(jī),以實(shí)現(xiàn)芯片國(guó)產(chǎn)化配套,提升自主品牌汽車競(jìng)爭(zhēng)力為訴求;以汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化一條龍工程為抓手帶動(dòng)國(guó)內(nèi)汽車電子、相關(guān)零部件及汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。世界范圍內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史表明:只有整車自己做,才能扶持出自己的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等零部件產(chǎn)業(yè);只有發(fā)動(dòng)機(jī)自己做,才能扶持出自己的EMS企業(yè);只有ECU自己做,才能扶持出自己的汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、軟件開發(fā)產(chǎn)業(yè)。因此,汽車半導(dǎo)體的國(guó)產(chǎn)化只能走依靠自主品牌汽車崛起的道路。
(三)、成立汽車半導(dǎo)體創(chuàng)新應(yīng)用聯(lián)盟,構(gòu)建包括芯片與整車廠在內(nèi)的大產(chǎn)業(yè)鏈
政府主導(dǎo),吸納整合國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)上的優(yōu)勢(shì)企業(yè),成立跨行業(yè)的汽車半導(dǎo)體創(chuàng)新應(yīng)用聯(lián)盟,支持聯(lián)盟內(nèi)設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試和應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)的企業(yè)開展針對(duì)汽車半導(dǎo)體特殊性要求的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,實(shí)施汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化一條龍工程。在重大科技專項(xiàng)中,設(shè)立汽車半導(dǎo)體課題,協(xié)調(diào)一、二專項(xiàng),以聯(lián)盟為實(shí)施載體,對(duì)汽車半導(dǎo)體的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行重點(diǎn)支持,支持要長(zhǎng)期不懈。
(四)、扶持具有整車企業(yè)背景的汽車電子廠商,培育自主品牌龍頭企業(yè)
扶優(yōu)、扶大、扶強(qiáng),培育龍頭企業(yè),發(fā)揮示范帶頭作用。幫助中小企業(yè)與國(guó)內(nèi)整車商進(jìn)行更深入的合作。
(五)、結(jié)合我國(guó)實(shí)際、參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),盡快出臺(tái)汽車電子相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
附 件:汽車電子產(chǎn)業(yè)界定及其地位和作用
(一)汽車電子產(chǎn)業(yè)界定
從產(chǎn)業(yè)構(gòu)成上看,汽車電子產(chǎn)業(yè)主要由從事汽車電子相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)的企業(yè)和機(jī)構(gòu)組成。汽車電子產(chǎn)品一般可分為兩類:一類是電子控制裝置,另一類是車載電子裝置。其中前者和車上機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行配合使用,即所謂“機(jī)電結(jié)合”的汽車電子裝置,包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身電子控制系統(tǒng)。后者則是在汽車環(huán)境下能夠獨(dú)立使用的電子裝置,它和汽車本身的性能并無直接關(guān)系,包括汽車信息系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)等。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng):包括電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)、燃油噴射控制系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)等。
底盤控制系統(tǒng):包括自動(dòng)防抱死(ABS)、電子自動(dòng)控制變速箱(ECT)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)、巡航控制(CCS)、四輪轉(zhuǎn)向控制等。
車身電子控制系統(tǒng):包括電子式儀表、燈光智能控制、自動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)車窗、中控門鎖、電子防盜系統(tǒng)、輪胎氣壓監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)等。
車載電子裝置:包括汽車信息系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)等。
(二)汽車電子產(chǎn)業(yè)的地位與作用
汽車電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)結(jié)著電子信息產(chǎn)業(yè)和汽車工業(yè)這兩大重要領(lǐng)域,是信息化與工業(yè)化融合發(fā)展的重要方向之一。汽車產(chǎn)量快速增長(zhǎng)為電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟了市場(chǎng),大量電子產(chǎn)品(如傳感器、MCU/MPU、存儲(chǔ)器、I/O接口、功率半導(dǎo)體、執(zhí)行元件、顯示器、嵌入式軟件、中間件,網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)、RTOS操作系統(tǒng)等)在汽車中的集成應(yīng)用幫助汽車有效完成了控制、節(jié)能、安全、舒適、娛樂等功能。電子產(chǎn)品性能、功能及性價(jià)比的不斷改善又進(jìn)一步推動(dòng)了整車性能的不斷優(yōu)化,幫助整車廠提升了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
汽車技術(shù)的每一項(xiàng)進(jìn)步都與電子技術(shù)的應(yīng)用有著密切的關(guān)系,相關(guān)研究表明,最近5年以來汽車產(chǎn)業(yè)內(nèi)超過90%的創(chuàng)新都與電子系統(tǒng)相關(guān),新一代汽車內(nèi)的電子零件數(shù)目更以等比級(jí)數(shù)快速成長(zhǎng),汽車電子產(chǎn)品的裝備情況已經(jīng)成為衡量汽車產(chǎn)品水平的一個(gè)重要標(biāo)志,逐漸成為整車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的延伸。
隨著使用者在節(jié)能、安全以及便利舒適等需求的驅(qū)動(dòng)下,平均每
輛汽車所使用的電子控制單元(ECU;Electronic Control Unit)數(shù)量持續(xù)成長(zhǎng),高檔車型所使用的ECU甚至超過50個(gè)。
表4:各車種ECU使用個(gè)數(shù)
數(shù)據(jù)來源:FCR,MIC整理,2010年11月
在我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)中,車載汽車電子產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)主要在內(nèi)資企業(yè)中展開。在控制類汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域,部分內(nèi)資企業(yè)已經(jīng)在研發(fā)、生產(chǎn)上不斷取得突破,正逐漸在汽車電子產(chǎn)業(yè)中占據(jù)一定的市場(chǎng)空間。但是,我國(guó)在核心汽車電子產(chǎn)品方面嚴(yán)重依賴國(guó)外的狀況并沒有根本改變。
汽車電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展需要強(qiáng)大的基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)為支撐,需要汽車工業(yè)迅速提高產(chǎn)品開發(fā)能力(尤其是系統(tǒng)集成能力),需要電子工業(yè)具有很強(qiáng)的核心技術(shù)掌控能力,更需要汽車工業(yè)與電子工業(yè)深度的融合與協(xié)作。
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