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“中国整车商明明已经预料到了一场危机,却只是发了一封邮件”2021年,对愈演愈烈的芯片短缺危机,有主机厂抱怨:明明已在大半年前邮件告知博世和大陆要备货,但是他们没听,于是危机爆发了但面对主机厂的无理控诉与甩锅,某一级供应商高层做出了开头的回应。
还有一组令人汗颜的对话:焦虑于芯片供应,汽车 主机厂诘问芯片厂为什么不上夜班来增加产量而实际上,晶圆厂一天24小时 根本不会停,夜班一直在上两个细节,反映出车企对芯片领域的陌生,以及此前的不重视不过,作为OEM对处于tier2的芯片不够了解倒还有情可原。
最为关键的代理芯海是,整个中国汽车芯片受制于人的窘境,在 这轮芯片荒中被暴露得淋漓尽致比如第一波缺芯缺的最严重的车规级MCU,中国企业几乎是集体缺席根据StrategyAnalysis数据,2020年,瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器、微芯科技、意法半导体等 海外厂商的车规级MCU市占率达到 98%。
也就是说,我国车规级MCU国产化率只有2%左右但原中国汽车工业协会副会长董扬曾说过,缺芯局面的形成有其客观原因:“全世界的芯片都是集中在少数国家设计、生产,供应全世界,供应各行业应用中国目前芯片主要依赖进口,并不是汽车行业或芯片行业做错了什么。
这种情况是历史形成的代理芯海,是世界经济发展状况所决定的 ”而且,对整个中国芯片产业来说积极的一面是,受美国限令以及缺芯危机影响, 中国车企为了应对不确定的未来,采购国内芯片的意愿进一步加强,本土芯片公司也有了施展拳脚的机会。
“汽车行业很保守,不愿意用新的供应商的产品,更别说你是创业公司了不过我觉得这一波给代理芯海本土汽车芯片企业的机会是很明显的以前连机会都没有” 黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣这样描述现在的形势近几年,无数芯片创业者瞅准机会火速入场。
壁仞、摩尔线程等主攻云端芯片的创业公司都在2019年下半年即芯片禁令发布后开始筹备而一些在过去几年经历了无数个艰难时刻的车规芯片先行代理芯海者,也突然之间见到了春暖花开,如比亚迪、中车时代本篇文章将梳理几个问题:
1、车规级IGBT如何成为第一个“跑”出来的芯片大类?2、为什么我国车规级MCU国产化率那么低?3、地平线、黑芝麻等国产SoC芯片厂商在超车路上,最大的风险是什么?NO.1[IGBT:三巨头突围 ]车规级芯片代理芯海当中,IGBT算是本土企业最早取得突破的一个大类。
汽车芯片的大致分类:MCU负责车辆控制,IGBT等功率半导体负责功率转换的功率半导体这两类芯片是燃油车以及电动车上数量最多的芯片SoC:大算力系统级芯片,一般负责汽车智能相关的功能如今车企军备竞赛比拼的自动驾驶芯片、智代理芯海能座舱芯片以及云端芯片,都是此类。
此外,还有传感器、模拟芯片、存储芯片等等突破的开端始于两场收购2008年,王传福宣布比亚迪以1.7亿元收购宁波中纬半导体公司;同样是在2008年,“国资派”中车时代利用金融危机,以大约一亿元收购了股价重挫的丹尼克斯——一家掌握IGBT关键技术的英国大功率半导体企业。代理芯海
其实20世纪末期,全球IGBT芯片产业角逐激烈,IGBT角斗场上最为重磅的两位玩家是德国和日本中国玩家完全是被国际竞争者隔绝在外的1999年,西门子将半导体部门抛售,后改名为英飞凌用时四年,英飞凌的第六代IGBT承受工作电压水平从之前的4500V提高到6500V,全球市占率超过一半,占据绝对领先地位代理芯海。
英飞凌的产品可以覆盖到整个工业领域,另外两个头部竞争者三菱和富士则更多在传统的工业应用上出现,在日系主机厂里也有较高的占比在德日玩家的稳定供应下,中国主机厂没有耐心和动力去验证国产IGBT因为在车规级领域,IGBT最难的坎是车规级验证,而车规级验证周期又很长。
不过尽管如此,在市场没有强需求、验证周代理芯海期又相当冗长的情况下,依然有本土企业提早做了布局,其中就包括比亚迪、中车时代以及斯达半导但由于对相关技术“两眼一抹黑”,比亚迪与中车时代只能选择收购比亚迪收购宁波中纬后,市场一片哗然,因为宁波中纬半导体是宁波市政府白白投了30亿的失败项目。
当时文章对于比亚迪的报道,无一不是质疑与不解直到2009年,代理芯海比亚迪IGBT 1.0横空出世,让中国在IGBT技术上实现了从零到一的突破,人们才明白王传福收购宁波中纬半导体不是心血来潮紧接着,比亚迪推出了IGBT2.0和IGBT2.5,虽然在当时都未激起太大的涟漪,但这只是比亚迪实现自产IGBT芯片的初步尝试,往后更新的芯片搭配比亚迪自产的新能源车,让比亚迪迎代理芯海来了属于它的春天。
由于在新能源车中对于电力控制需求的大幅增加,功率半导体特别是IGBT作为调节电路中电流电压的元器件,变得越来越常见在燃油车中,功率半导体的价值含量排名在MCU之后,为21%但在纯电动车身上,功率半导体价值占比升至最高,为55%。
在纯电动车中,功率半导体的价值占比最高跟比亚迪不同,中代理芯海车时代布局IGBT的初衷并不为造车,而是为了造高铁当时,一个指甲盖大小的IGBT,中国每年都要用掉将近10万只,进口IGBT芯片的金额更是高达12亿元之多。
更关键的是,一个芯片模组就高达1万元,并且产品交货周期很长,根本无法满足中国高速发展的高铁建设规模为了更好地实现中国高铁自主建造,时任中车株洲研代理芯海究所董事长的丁荣军力排众议,提出基于丹尼克斯的技术充分吸收IGBT的创新发展成果,果断拍板建设8英寸IGBT生产线。
2014年5月,世界第二条8英寸IGBT芯片生产线在丁荣军的带领下成功建成投产投产此外,国内IGBT三巨头中的另一个——斯达半导崛起也跟一个灵魂人物有关沈华,麻省理工学院电子材料博士,代理芯海一毕业就加入了西门子微电子部门,后因业务分拆跟随部门来到英飞凌。
因关注到了中国半导体行业的空白现状,2005年,沈华决定组建属于自己的公司,即斯达半导一年后,国家科技部宣布将IGBT的研制列为七大课题之一,投入巨资集中研发站在风口的斯达半导,2008年获得了国家发改委800万元和工信部100万元的项代理芯海目资金资助。
斯达半导一开始选择了从组装IGBT模块入手,沈华拥有良好的渠道关系,加上斯达的高管们对国外同行的状况了如指掌,又与国内客户近距离沟通的机会,使得斯达在国内客户需求和供货速度上都展现了较大的优势IGBT生产线建立后,这三家都顺利拿下了主机厂的单子。
比亚迪从2015年开始自供,同时给外部商用代理芯海车供货;中车时代于2017年切入车规级IGBT,拿下了东风、一汽、长安等几个同属国资派的客户;斯达半导的主机厂客户分布最广,包括奇瑞、江淮、长安、上汽、广汽本田、江淮大众等国内整车厂,也包括雷诺、通用等海外客户。
就在中国IGBT厂商努力前进追赶国外IGBT技术的时候,针对电动车的补贴政策的发布像是一代理芯海剂催化剂,打开了中国新能源车的发展历程,也进一步加速了中国的IGBT事业在新能源车需求不断上涨的助推下,2019年,汽车产业里国产IGBT的市场份额已经超过30%。
今年一季度,汽车产业里国产IGBT的市场份额占据了40%装机量最大的IGBT模块仍来自英飞凌,出货量达到25.3万套,第2名和第3名则是代理芯海本土的斯达半导和比亚迪半导体,分别是18.2万套和16.1万套,从中车时代拆分出来的时代电气其出货量也达到了10万套。
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这三家之外,如今华润微、扬杰科技、芯派科技、西安中车永电、威海新佳、芯聚能半导体等企业也在积极代理芯海筹备其车规IGBT产品线中NO.2[ 车规级MCU:艰难的开始 ]首先碰车规级MCU这个烫手香芋的,不是MCU厂商,又是对半导体怀有远大梦想的比亚迪。
王传福曾说过,如果他没有造车,就会去造半导体事实上比亚迪在2003年就组建了汽车半导体事业部开始攻克MCU跟王传福宣布造车的时间是同一年用时十几年,2代理芯海018年,比亚迪终于推出了第一代8位车规级MCU芯片。
随后在2019年,比亚迪的第一代32位车规级MCU芯片成功搭载在了旗下的全系车型上2019年可以说是国产车规级MCU枪声打响的年份成立于2012年的名叫芯旺微的上海公司虽很早就瞄准汽车电子方向,也是到2019年才将车规级MCU推向汽车市场。
同年实代理芯海现了汽车前装产品的量产,并发布32位汽车级MCU车用MCU主要有8位、16位和32位等各类型产品,位数越多越复杂,处理能力越强;8位MCU主要用在汽车风扇、雨刷、天窗、车窗、座椅等低端阶功能控制,32位MCU主要用于整车控制、智能仪表、多媒体信息系统、动力系统、辅助驾驶等高端功能控制。
跟在比亚迪和芯代理芯海旺微之后的,是本土的地图厂商四维图新2016年,四维图新瞅准了汽车智能化的机会,拟38.75亿收购联发科旗下汽车电子部门杰发科技但很快,跨界入局的四维图新便体会到了做MCU的艰辛2018年,杰发科技的利润仅达到承诺的65%,随后两年收入从5亿降至3亿,财报在分析了一番外部因素后,表示“ 芯片研发投入代理芯海比预期要高,研发周期较预期略长。
”今年8月,杰发科技在武汉一论坛上展示了其车规级MCU产品——AC7840x系列,宣告产品成功量产实际上除了少数几个积极分子,对于车规级产品,大部分MCU厂商都更愿意按兵不动MCU之于汽车的重要性宛如人体的神经细胞——一辆车需要用到数十到上百枚MCU,用于车身、底盘、代理芯海动力系统、智能系统以及娱乐系统的控制,一旦缺了其中关键的一枚,汽车就不完整。
都知道MCU的重要,但由于车规级MCU相较通用MCU芯片有更高的设计门槛,且验证时间长、风险高、回报低,所以,尽管国内做MCU的公司有上百家,但大多对车规级MCU敬而远之比如,活跃在工业和消费电子领域的兆易创新,作为国内MC代理芯海U的龙头,2020年兆易创新的MCU出货量有2亿颗左右。
然而,它直到今年9月,才成功量产车规级MCU产品芯片厂商的谨慎,除了考虑到车规级MCU产品是门高风险生意之外,芯片厂商融资来之不易也是一个重要原因2015年前后,国内市场上基本所有的热钱都集中在互联网领域, 。
芯片半导体是投资圈的“冷门项目”,代理芯海而MCU更是冷门中的冷门总之,在2021年之前,MCU市场是一个总量不大、毛利较低、需求增长平缓、格局相对稳固的细分市场普遍不被资本看好2020年,MCU的价格已连年下降,最低时平均价格逼近0.6美元一颗,当年汽车MCU市场规模为65亿美元,仅占全球半导体市场规模的1.5%。
总量较小的同时,MCU的代理芯海毛利率也不算高,即使是行业龙头瑞萨,毛利率也才47%相比之下,以移动处理器为主业的高通,手机SoC销售均价高达20-30美元,2020年毛利率则超过66%,一个季度的营业额就力压汽车MCU行业一整年业绩。
这很大程度解释了,我国的车规级MCU为什么直到2021年也仍是傍人篱落的状态像文章开头说的,20代理芯海20年,国产车规级MCU的市占率仅有2%中信证券一份研报显示,动力系统、底盘控制和ADAS等功能芯片的主要供给商仍是国外企业。
显然相比IGBT,国产车规级MCU要取得份额突破明显还有很长一段路要走NO.3[ SoC的反击,升级要先打怪 ]2015年,科学家余凯在百度IDL(深度学习研究院)调整前选择代理芯海出走跟大多数离开百度转投“L4级无人车商业化”的技术大牛不一样,余凯一直觊觎着“以色列巨头Mobileye占领的自动驾驶芯片市场”。
同年,他创立了边缘人工智能芯片及解决方案公司——地平线在经历了6年的沉淀,地平线在2021年这个国际环境发生重大变化的时间节点,等来了自己成立以来的高光时刻:把十几万块代理芯海小芯片塞进长安、上汽、长城及奇瑞的车座。
除了地平线,以黑芝麻、华为、芯驰科技为代表的新兴芯片科技公司也正凭借AI算法优势,积极切入这一汽车SoC芯片蓝海市场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,以MCU为主的汽车芯片无法满足这些需求,算力更强的SoC芯片由此出现。
目代理芯海前智能汽车“军备竞赛”中比拼的自动驾驶AI芯片、座舱芯片,以及前段时间因美国限令备受关注的云端训练芯片,都属于SoC芯片如果说MCU和IGBT的设计制造产业链已经非常成熟,后来者想要超车很困难,那么当汽车趋于智能化,SoC芯片(系统级芯片)领域提供了更多新的机会。
这就类似新能源车时代,中国车企超车的代理芯海机会要大于燃油车时代地平线、黑芝麻等,相当于是汽车芯片领域的“新势力”其实目前的S oc市场,Mobileye、英伟达、特斯拉、高通这些海外厂商依然是主力相关产品已在中高端和新势力车型中广泛应用。
但在国内智能驾驶技术发展的大势下,加之美国限令的压力,国内的AI芯片公司得到了越来越多的机会。杨欣宇甚至代理芯海认为, “中美两国未来会成为主要的大算力芯片博弈方。”
不过,就目前来看,即使未来能够和美方的企业正面博弈,现在也还有重重关隘等待被突破有券商认为, 在芯片性能方面如地平线、黑芝麻拥有快速追赶算力的能力,但产能无法保证,这是阻挡自动驾驶芯片公司发展的巨大瓶颈。
其实,不管是国产汽车MCU,还是国产SoC代理芯海芯片,它们面临的,是和国内消费电子高端芯片相似的窘境——掌握制造技术的关键企业都不在大陆,而同时掌握了众多核心技术的美国又频频施压 今年8月,英伟达称被美国政府要求限制向中国出口两款云端AI芯片A100和H100。
这一禁令出台后,本土人工智能芯片初创公司壁仞科技随后发布首款通用GPU芯片BR100,代理芯海创下全球算力纪录,在性能方面是英伟达 A100芯片的3倍,达到了每秒1万亿次计算当时,不少人认为这款产品有望平替英伟达A100。
但反转的是,考虑到美国“芯片法案”的要求,台积电决定暂停为中国新创公司壁仞科技生产先进芯片,以确保符合美国新法规壁仞科技这款产品最终被叫停了据台湾自由财经媒体报道, 遭到台代理芯海积电暂停供货的上海壁仞智能科技受到重创,传出将裁员三分之一。
为了打破汽车产业的困局,中国芯片制造商也在做出行动:2021年芯片短缺后,中芯国际投资45亿美元扩产,其中大多数都投向了成 熟制程,华虹亦开启扩产进程有券商因此判断,国内车规级芯片产线有望得以扩张不过今年5月 中旬,外媒报道美国有意进一步扩代理芯海大半导体设备禁令,中芯国 际与华虹赫然在列,也让这场芯片“国产替代”运动显得更有难度。
NO.4[ 最后说说:车企躬身入局 ]大概是因为在这轮“芯荒”中吃尽了苦头,国内也车企开始大规模向芯片行业纵向投资2021年开始,北汽、上汽、东风、吉利、长城等传统车企相继布局芯片,或是投资芯企,或与芯企成立合资公代理芯海司,作覆盖IGBT功率器件、SoC芯片等多个领域。
“蔚小理”则致敬特斯拉,直接自研AI芯片据透露,目前蔚来已组建近300人的芯片团队,同时研发自动驾驶芯片和激光雷达芯片;小鹏的芯片团队也已接近200人,目前正在开发对标特斯拉FSD的大算力自动驾驶芯片今年初,理想汽车扩招了芯片团队,现已有数十人,尚处代理芯海于早期调研阶段。
有业内人士指出,如果要建立起一个新的国产汽车芯片供应链,车企的供应链管理仅仅穿透至芯片企业可能并不够,还要进一步往芯片IP与芯片制造延伸华为在2018年之后的举动,已经留下了可以参照的先例:在下游,华为选择加码先进封装,绕开先进制程来解决芯片制造问题。
当然,解决芯片制造的问题,靠车企代理芯海独木难支国内汽车芯片需要多个强有力的角色,才能将本土供应链串联起来
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