汽车芯片厂商竞逐先进制程 国产芯片何时走向量产

作者：李娜

一场关于汽车级芯片先进制造工艺的争夺战已经开始。

10月31日，吉利汽车宣布，由“芯清”科技自主研发的“智能座舱芯SE1000”采用车级7nm工艺，将于2022年量产。

如果能够真正落地，这将是国产汽车级SOC芯片首次进入7nm工艺。在主流国际厂商中，包括高通和恩智浦在内的制造商已经围绕5纳米工艺展开了竞争。

高需求促使新玩家加入游戏

在网络化、电动化和智能化趋势的推动下，汽车已成为“车轮上的数据中心”，汽车半导体的使用量迅速增加。根据Gartner此前发布的数据，2022年全球汽车半导体市场预计将达到651亿美元，占全球半导体市场规模的12%，成为半导体领域增长最快的细分市场。

电动汽车和自动驾驶都需要高质量和高安全级别的半导体元件，”吉邦拓涛产业研究院分析师姚嘉阳对第一财经记者表示，以自动驾驶为例，如汽车雷达、车联网、车载通信、汽车传感器等，将是半导体制造商的重要机遇。

从产业结构来看，过去控制汽车半导体市场的主要公司是恩智浦、英飞凌、阿尔法半导体、Reza等公司。由于市场相对稳定，外人很少有机会进入。但随着ADAS和自动驾驶技术的兴起，智能汽车对计算和数据处理能力的需求激增，这给已经对这个市场感兴趣的科技公司提供了另一个进入的理由。

在2021德国国际汽车和智能旅行博览会上，英特尔首席执行官帕特·盖辛格表示，从2022年起，他的公司Mobileye将在德国慕尼黑和以色列特拉维夫推出自主旅行服务。

英特尔预测，到2030年，汽车芯片市场将翻一番，达到1150亿美元。“芯片仅占新型高端汽车材料清单的4%，到2030年，这一数字将增长五倍。”Pat Gelsinger表示，芯片到2030年将占高端汽车BOM的20%以上。

另一家芯片制造商高通公司正在逐步增加对汽车行业的投资。

10月5日，高通公司与自动驾驶Tier 1 Vinier达成最终收购协议。高通公司及其合作伙伴将以45亿美元的价格联合收购Vinier，这标志着高通公司与麦格纳公司收购Vinier的竞标结束。

明年，高通Snapdragon Ride自动驾驶平台将大规模生产并安装在汽车上。随着Venninger的自动驾驶视觉软件的集成，高通在这一领域的不足将得到解决。

国泰君安证券在其最新报告中表示，截至2020年底，25家顶级汽车制造商中有20家选择了高通骁龙数字座舱平台。

先进工艺和能力竞争

面对英特尔、高通、英伟达等消费电子芯片巨头的“跨界”竞争，传统芯片公司也在积极反击。

例如，瑞萨、亿法半导体等芯片公司近年来不断推出自己的解决方案，博世集团则为多家公司提供了一套完整的ADAS解决方案。去年年中，Enzipu与台积电携手推出5nm工艺汽车SoC的消息引起了业界的高度关注。

根据合作内容，该芯片将采用台积电的N5P工艺。这两家公司预计将于2021向Enzip的主要客户交付第一批5nm样品，外界也认为这是Enzip保持技术领先地位的努力。

自从恩智浦与台积电确认在汽车产品上引入5纳米工艺以来，高通和安巴雷拉也在汽车芯片产品上引入了5纳米工艺。由此可见，先进工艺将在汽车处理器的未来发展中发挥越来越重要的作用。一位不愿透露姓名的分析师告诉记者，尽管传统汽车芯片具有高可靠性和稳定的供应，但考虑到自动驾驶的长期发展，负责信号判断的处理器芯片所需的计算效率必须提高，因此先进的制造工艺成为不可或缺的关键。

但疫情的爆发加上……

需求导致“产能竞争”比“技术竞争”更早爆发。

纪邦表示，尽管全球电子产品供应链中存在芯片短缺，但晶圆代工生产能力短缺所产生的各种提价效应推高了前十大晶圆代发制造商的产值，2020年和2021的年增长率连续两年超过20%，突破了1000亿美元的大关。汽车产能所占的比例不容低估。

博世集团最近宣布，已拨款4亿多欧元，用于明年在德国和马来西亚投资生产微芯片，以缓解全球芯片短缺问题。值得注意的是，今年6月，博世投资的德国德累斯顿半导体工厂刚刚投产，这是博世集团历史上最大的单一投资项目。该工厂主要生产电动工具芯片，此后逐步增加了汽车芯片的产量。

作为汽车半导体的主要供应商之一，德州仪器也在扩大其晶圆产能。根据该计划，该公司将在未来10至15年的战略框架内专注于汽车和工业产品。

面对这场“需求盛宴”，文泰科技（600745，股吧）等国内厂商也加入了扩产行列。

此前，闻泰科技全资子公司安塞半导体完成了对英国最大晶圆厂纽波特晶圆厂的收购。闻泰科技和安世半导体董事长兼首席执行官张学政表示，纽波特的加入将有效增强安世半导体在汽车级IGBT、MOSFET、，诸如氮化镓和碳化硅的模拟和化合物半导体。全球只有少数汽车级8英寸晶圆厂，纽波特预计从第四季度开始进口安施半导体的产能。

10月29日，文泰科技发布第三季度报告，称2021第三季度实现收入138.77亿元，归属于母公司的净利润8.09亿元，闻泰科技在公告中指出，归母净利润的增长主要是由于今年以来半导体业务在新能源汽车需求的推动下保持了持续良好的发展态势，汽车级产品表现出良好的竞争力。

国产芯片即将问世

受芯片短缺的影响，今年汽车行业仍然供不应求。但随着产能的不断提升和供应链的恢复，汽车芯片行业的格局或将迎来新的变化。

英飞凌首席运营官Jochen Hanebeck预测，市场将在2023年和2024年达到峰值，可能会出现供过于求的问题。他认为，更重要的是要关注不同领域的芯片配置问题，比如“哪些领域有增长，哪些领域需要更多的芯片配置”。

从趋势的角度来看，智能座舱被视为未来的“机会风口”之一，也是制造过程中竞争最激烈的领域。

根据ICVTank数据，2019年全球智能座舱域控制器出货量约为40万台，预计2025年出货量将达到1300万台，年复合增长率为77%；

根据广汽的数据，2020年中国乘用车智能座舱控制器的出货量约为63万套。预计到2025年，出货量将达到528万台，年复合增长率约为53%。

国泰君安认为，智能座舱域控制器出货量的快速增长，以及搭载高算力SoC芯片的智能座舱域控制出货量占比的提高，将推动SoC芯片市场的快速增长。

上述机构表明，目前该市场的主流参与者包括传统汽车电子制造商、消费电子制造商和人工智能企业。在自动驾驶时代，“CPU+GPU+XPU”的异构控制SoC芯片将逐渐成为主流，计算能力正在迅速提升。

目前，几类厂商在智能座舱主控芯片上形成了差异化竞争。高通、英特尔和英伟达在中高端机型的智能座舱主控芯片上展开激烈竞争。三星和华为已经出现并进入高端市场。AMD为特斯拉旗舰机型提供定制芯片，而Renesa、Enzipu等则广泛用于中低端机型。Ground Level Line等国内创新制造商与国内车型进行了合作。

但从工艺优势来看，高通和恩之浦都处于领先地位，即将进入5纳米时代。

在国产芯片中，据吉利透露，智能座舱芯片SE1000将在完成整车认证后于明年量产。在计划中，2024年至2025年，还将推出5纳米车载集成超算平台芯片和高算力自动驾驶芯片。

然而，吉利没有就索克产品的细节和代工情况提供详细披露。

这位不愿透露姓名的分析师告诉记者，汽车芯片比传统消费电子产品更难。汽车制造商需要很长时间才能获得AEC-Q100等基本汽车认证，以及Tier 1和汽车制造商的认证许可证。

一个汽车级芯片需要2-3年的时间才能完成汽车级认证并进入主机厂的供应链。进入后，通常有5-10年的供应周期。例如，2016年发布的智能座舱汽车级芯片高通骁龙820A经过了多年的测试，直到2019年至2020年才在奥迪、小鹏和理想等原始设备制造商中广泛使用。

芯片本身的投资也存在一定的风险。从短期来看，国产车标7nm芯片的真正落地还需要时间验证，否则也是小规模的概念产品。此外，值得注意的是，5纳米的主要产能仍在智能手机上，即使在大厂的努力下，车标芯片的普及仍将在2024年左右，“上述分析师告诉记者，5nm是目前EUV光刻最先进的芯片技术，也是智能手机制造商的重要卖点。然而，它在应用中也遇到了散热和过度功耗的问题。对于车企来说，这是不可能发生的。

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