文/程文智）据国际半导体交易核算协会（WSTS）核算，全球半导体的出售额在2019年下降了12%后，2020年尽管遭受了新冠疫情的影响，轿车、工业和部分消费商场范畴受到了重创，可是由于阻隔的影响，添加了居家工作、在线学习和电话会议活动，推动了服务器、个人电脑、平板电脑等相关产品的微弱添加。2020年的半导体出售额不降反升，到达了4403.9亿美元。WSTS更是估计本年将以更快速率添加，达5272.23亿美元，同比添加19.7%。

　　与半导体全体商场规划添加不同的是，轿车芯片商场在2020年有所下滑，从2019年的372亿美元下滑至350亿美元。不过本年应该会有所反弹。

　　300多亿美元的轿车芯片都用在了哪里呢？未来又有哪些展开趋势？依据运用场景的不同，大致可以分为：传感、智能座舱、ADAS和主动驾驭、功率、模仿及存储几个运用场景。

　　轿车传感器是信息搜集剖析的前端体系，将轿车运转中的光、电、温度、压力、时刻等信息转化成可供丈量的信号，并传送给ECU，进行运算处理后，发送指令给履行单元。

　　传统传感器首要用于车辆感知，存在于动力、底盘、车身、电力电子体系中，包含压力传感器方位传感器温度传感器、加快度传感器、流量传感器、液位传感器等；从制作工艺上来看，MEMS传感器在车身中的运用最多。据核算，现在均匀每辆轿车中含有24个MEMS传感器，高档轿车中更多，有25~40个。价值量在1~2万元。

　　现在轿车MEMS传感器的头部玩家比较安定，根本上是被欧美日的几个巨子所独占。依据IHS Markit的数据，前10大供货商占了85%的商场份额。首要的厂商有博世、森萨塔、NXP、Denso等。国内有些玩家，比方明皜传感、深迪半导体、美新半导体等，但与国外厂商比，还有很大的距离。

　　智能传感器，首要用来进行环境感知，它包含摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达等。其实智能传感器首要是用来做无人驾驭的“眼睛”的，现在车载摄像头是展开得最为老练的产品。

　　比方说车载摄像头，2018年的时分均匀一辆车是1.7颗，估计2022年均匀每辆车会添加到3颗。一同，摄像头数量的上涨，带动了视觉传感器芯片的添加。这包含CMOS图画传感器（CIS）和图画信号处理芯片（ISP）。

　　从玩家来看，视觉传感器芯片首要仍是以索尼、三星安森美TI和Mobileye等厂商为主。国内的豪威科技也有一些。

　　毫米波、超声波、激光雷达赛道，国内近几年呈现出了十分多的草创企业，而且毫米波雷达和超声波雷达这几年在一些L2级其他轿车中有不少运用；激光雷达首要仍是在实验车型，和一些改装的主动驾驭轿车中有运用，现在除了与华为协作的极狐有一款量产车的高配版中说有用到之外，听说小鹏几年下半年量产的车型P5将会选用Livox为其定制的双激光雷达，上海智己下一年的量产车型听说也会装备激光雷达，但现在量产的车型还适当少。

　　智能座舱是由不同的座舱电子组合成为一个完好的体系，可以完成语音操控、手势操作等智能化交互方法，未来还有可能将人工智能、AR、VR等技能融入其间。

　　智能座舱将会包含四大方面，一是丰厚的文娱信息，高清的屏幕体会；二是电子化产品运用，比方电动座椅、智能空调、智能灯火等等；三是交际的引进，经过车联网和智能交通的融入，轿车将会参加更多的交际元素；四是交互体会，5G、生物辨认和AI的融入，会不断改写智能座舱的交互体会。

　　咱们可以看到，越来越多的厂商在智能座舱范畴投入许多的资金和精力，探究智能座舱更多的新玩法。比方高通、TI、NXP、瑞萨英伟达英特尔、地平线、华为等都许多厂商都在活跃探究中。

　　依照SAE的分级，将主动驾驭分为了5级。其间L0~L2也可归结为ADAS体系，首要是用来辅佐驾驭员驾驭。L3以上就具有主动驾驭功用了。不过在L3发动时，驾驭员还需求时刻预备进行人工干涉。L4等级后，驾驭员根本就可以不必干涉了。

　　在芯片结构方面，现在首要以“CPUGPU+NPU”的SoC异构方案为主。比方英伟达的主动驾驭芯片Xavier系列就包含了操控单元、核算单元和AI加快单元三大模块。

　　玩家方面，现在有两大阵营，一是供给软硬一体处理方案，一是敞开式处理方案。

　　供给软硬一体处理方案的厂商有英特尔和华为，他们将传感器、芯片、算法都绑定一同出售。

　　只供给硬件的敞开式处理方案首要代表是英伟达，现在许多新势力厂商和自主品牌厂商都在选用，比方小鹏、抱负、蔚来等新势力品牌，上海智己等自主品牌；国内的地平线也有一些客户，比方抱负ONE。

　　这两种方案各有优点，一般研制才能比较弱的车厂倾向于选用软硬一体的处理方案，头部的OEM厂商自己有必定的算法开发才能，更倾向于选用敞开的核算渠道，在完善的开发工具链上结合场景自研算法，以满意差异化需求。

　　轿车电动化趋势下，“三电体系”的电池、电机、电控体系，代替了汽油发动机、油箱或变速器。轿车新增很多部件，包含DC-DC模块、电机操控体系、电池办理体系、高压电路等。其对功率半导体的需求量大幅提高。

　　功率半导体，在轿车中首要承当电源开关、电力转化的功用。其分为2大类：功率器材、功率IC。其间，功率器材，包含二极管晶闸管IGBTMOSFET。功率IC，首要将功率器材与驱动、操控、维护、接口、监测等外围电路集成在一同而成。

　　现在车规级的功率半导体首要以MOSFET和IGBT为主。首要仍是以外资为主，比方英飞凌、ST、NXP、TI、罗姆东芝等。

　　别的，SiC和GaN等第三代半导体业备受重视，现在国内有不少第三代半导体材料的草创企业，现在全球的SiC商场还处于初期阶段，浸透率还比较低，未来的竞赛格式还有较达的不确认性。国内的天科合达、三安集成等都在跑马圈地。

　　现在在电动轿车傍边，40%的本钱来自电池，一辆电动轿车中，往往有100个，乃至更多的锂离子电池经过串并联的方法衔接后，来满意轿车电机的负载要求，驱动轿车行进。一般来说，电动轿车的内部电池组电压不低于800V。那么该运用什么技能来保证电池组的安全牢靠，以及功用呢？答案便是BMS处理方案。

　　电池办理体系（BMS），可以亲近监督、操控和分配整个电池体系在运用寿命期间的牢靠充电和放电，保证电池的安全性、耐久性和动力性。

　　电池组组一般都多个电池模块组成，每个电池模块又包含多种传感器、AFE(模仿前端)、主控/MCU电流丈量、以及充电/不充电开关等部分。其间，AFE专指电池采样芯片，用来搜集电芯电压和温度等信息。一同，它还要支撑电池的均衡功用，一般来说芯片会集成被迫均衡功用。MCU首要是用来处理AFE搜集来的信息，核算SOC、SOH等参数，并将这些信息传送给上一级VCU。充电/不充电开关由MCU操控，这个切换开关一般运用继电器，很少运用MOS管。

　　在轿车BMS方案中，可供咱们挑选的AFE并不多。其完成在市面上可以接触到的AFE内部结构根本都迥然不同，最首要的不同点在于采样通道数、内部ADC的数量、类型和架构。

　　AFE的首要供货商有ADI、TI、ST、松下、NXP和瑞萨。其间ADI的产品线首要来自收买的凌力尔特美信，瑞萨的产品首要来自收买来的Intersil。AFE产品的供货商首要是国外的企业，国内现在没看到有哪家厂商供给AFE芯片。

　　从MCU方面来看，供货商首要有TI、ST、NXP、英飞凌、瑞萨等。现在国内也有不少MCU厂商都在活跃布局车规级产品，比方兆易立异、芯旺微、比亚迪、杰发科等等。

　　在ADC方面，现在首要的供货商有TI、ADI、ST、瑞萨等，多数是美国厂商，ST尽管有，但产品系列比较少。国内可以供给车规级ADC的企业现在还没发现。

　　在数字阻隔方面，首要用在高低压之间的数字通讯，比方在BMS主控板上的高压采样与MCU之间的SPI通讯，以及采样板AFE与MCU的SPI通讯。首要供货商有ADI、TI、SiliconLabs等。当然，除了运用数字阻隔器外，也可以运用光耦、或许变压器阻隔方案。

　　Counterpoint估计，未来十年内，轿车单车的存储容量将会到达2TB左右。现在车内存储首要用在智能座舱和中控体系，且燃油车以32GB为主，电动轿车一般运用64GB，或128GB，相关于2TB来说，还有一个巨大的提高空间。

　　据Statista数据，2020年DRAM芯片前三位厂商，三星、海力士、美光，市占率高达94.5%。我国存储半导体，严峻依托进口。

　　尽管这两年国内的轿车销量总量并没有大的添加，乃至有小幅下滑，可是轿车的“新四化”进程趋势越来越显着，轿车电子电气架构在不断晋级，加上新能源轿车的占比在敏捷提高，对轿车芯片的需求在添加。比方全国乘用车商场信息联席会秘书长崔东树更是猜测本年新能源乘用车销量打破220万辆，整个新能源轿车商场或达250万辆规划。

　　新的国际交易局势下，美国对中兴、华为的镇压，让国内终端厂商都开端考虑多供货商战略，比方有芯片厂商泄漏说，在2018年下半年曾经，国内芯片企业要是说自己是做轿车芯片的，去找主机厂，或许轿车厂商，90%以上的客户都是不肯定见这些芯片厂商的。但现在，主机厂和车厂都在导入国产芯片，即使是工业级的芯片，他们也乐意先进行测验。再加上本年轿车缺芯的影响，可以说国产芯片玩家迎来了国产代替的重要窗口期。

　　别的，依据我国轿车工业协会的查询，在轿车芯片方面，咱们的自主率缺乏5%，这也从别的一个方面说明晰我国企业的展开潜力巨大。

　　其实，还有一个现象，便是现在有很多的新玩家涌入轿车这个赛道，而且呈现了一些明星公司，从处理方案和整车等级来看，有消费电子巨子、新势力车企加快入局，包含华为、大疆、蔚来、抱负、小鹏等；从芯片等级来看，消费级、工业级芯片厂商也开端延伸至轿车范畴，比方大唐电信、紫光国微、韦尔股份、闻泰科技、还有咱们前面的共享嘉宾，江波龙等等。

　　也有一大批的创业公司开端进入轿车范畴，依托技能不断包围，代表的有地平线、黑芝麻、芯驰等。

　　这是咱们看到的一些现象，看起来进入轿车职业的国内企业有不少，而且有些现已获得了不少的成果，但其实，现在轿车芯片国产化，还面对着一些应战。

　　一方面是车规级的认证难度比较高。现在车规级的国际认证规范首要有4个，对规划公司的ISO 26262、ISO 9001，对晶圆封测厂的IATF16949认证，产品牢靠性规范 AEC-Q100等。比较消费级、工业级，车规级芯片对质量要求严厉，如高牢靠性、寻求零失效、长达15年供货周期保证等。

　　另一方，国产芯片还需求得到车厂和主机厂的认可，以及与车厂开发架构的兼容性。并不是你过了一切的认证就可以了，其实每个车厂都有自己的测验项和测验规范。主机厂需求你有很多的运用事例，比方现已在某一款车型上量产了，或许是Tier1厂商的榜首供货商等等。

　　窗口期现已翻开，那么国内轿车芯片企业的具体时机在哪里呢？在看来，传感器范畴里边，传统的轿车MEMS传感器研制难度大、制作工艺杂乱，进入门槛高，根本是海外供货商为主，这一块国内企业进入的时机不大。可是在智能传感器方面，比方摄像头、毫米波雷达、激光雷达等产品国内企业的时机仍是挺大的，特别是激光雷达，我们简直都处于同一同跑线上，包围的时机比较大。

　　别的一个是核算操控范畴，国内的地平线就现已体现还不错了，到现在为止他们出货量现已到40万片了；后边还有芯驰、黑芝麻等公司。

　　MCU方面，国内现已有厂商打入了前装商场，这些玩家首要会集在车身域，包含轿车灯、车窗、雨刮器等。比方芯旺微等。

　　新能源轿车的鼓起，将重塑轿车产业供给链。未来，将会有更多消费电子厂商，和工业类企业将进入轿车产业链，加上交易战和缺芯环境，翻开了国产代替窗口期。对过我国半导体企业的时机，具体来看，MCU、SoC、功率半导体、传感器中的摄像头和雷达都是我国企业有时机敏捷包围的当地，但一同面对许多应战需求战胜。未来，期望我国半导体企业像在消费电子职业相同，在轿车职业也能拓出一片新天地来。

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