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      雷石產業觀察 | 汽車產業變革下的芯片競爭

      雷石投資   |   雷石投資
      2022-12-07 14:58:56

      汽車行業都在競爭什么?

      2022年下半年,智能電動車下半場的賽道精彩紛呈。

      市場需求旺盛疊加政策端利好,新能源汽車賽道維持高景氣度。中汽協數據顯示,2022年前三季度新能源汽車產銷分別達到471.7萬輛和456.7萬輛,同比增長1.2倍和1.1倍,產銷量已經大幅超越去年全年水平,市場占有率達23.5%。

      隨著汽車產業變革時代的到來,來自車廠的各股勢力在激烈交鋒的同時,也投注更多精力在智能電動車下半場的核心競爭力上。

      一,汽車行業都在競爭什么?

      談到智能電動車的競爭力就得談談它的核心技術,除了三電(電池、電驅、電控)等核心技術外,智能化技術肯定是核心之一。車企選擇通過智能化配置來滿足更多用戶個性化需求,追求塑造“科技豪華”的理念,從而吸引對智能化需求更高的消費群體。

      現階段,L2級自動駕駛逐漸滲透,高階自動駕駛初現雛形。L2級自動駕駛滲透率自2017年來,每年均有5pcts左右提升,2022H1達33%。此外,特斯拉、蔚來、小鵬、理想、高合、長城等品牌均有車型具備地圖領航/領航輔助功能,諸如此類的L2+車型,在2022H1滲透率達5%。

      同時,高級別自動駕駛初顯雛形。技術進步成本將不斷降低,自動駕駛作為電動汽車競爭差異化的重點,促使自動駕駛快速滲透。機構預計2025/2030年L2級自動駕駛滲透率分別為60%/52%。隨著法律法規的完善,高階自動駕駛將快速落地,預計2025年L3/L4及以上級別自動駕駛滲透率分別為10%/1%,并將于2030年提升至40%/8%。

      高級別自動駕駛已經成為車企繞不開的一個重點,2022年相繼推出蔚來ES7、小鵬G9、理想L9、阿維塔11等旗艦車型,預埋現階段頂尖的自動駕駛硬件配置,結合不斷迭代的NIO Pilot/NAD、XPilot、AD MAX等自研自動駕駛系統,持續擴大在高級別自動駕駛領域的領先優勢,為后續的智能化競賽奠定基礎。

      在“軟件定義汽車”的時代,汽車智能化體驗缺少不了軟件的配合,軟件作為控制汽車功能、提升駕乘體驗、創造全新價值的“靈魂”,目前整個行業越來越重視軟件的開發,包括大眾、豐田、寶馬等多家車企在通過成立軟件公司、軟件研發部門,與軟件公司合作等模式進行軟件布局。

      智能化趨勢下,對高算力芯片需求不斷提升,一時間,高算力芯片的軍備競賽在各大廠商間興起?!拔敌±怼钡男萝囆途钶d最新的座艙和自動駕駛高算力芯片,在硬件的角度預留可支持未來2-3年發展的算力。

      具體來看,蔚來、小鵬、理想的新發車型,均基于英偉達Orin打造自動駕駛計算平臺。其中,小鵬G9的計算平臺搭載兩顆英偉達OrinX芯片,實現總508 TOPS算力。蔚來ET7/ET5搭載的超算平臺Adam更是配備四顆英偉達NVIDIA Drive Orin芯片, 算力超過1000TOPS,擁有48個CPU內核,256個矩陣運算單元,8096個浮點運算單元,共計680億個晶體管,算力高達1016TOPS。理想L9的智能駕駛算力平臺搭載兩顆英偉達Orin,總算力達到508TOPS。 其雙處理器互為算力冗余,可同時實時運行各種深度神經網絡,并確保安全所需的冗余和分集。阿維塔11則搭載華為自研MDC智能駕駛計算平臺,自動駕駛算力達400TOPS,緊跟“蔚小理”旗艦車型。

      可見,汽車芯片是汽車產業競爭中的關鍵所在,一場看不見的江湖廝殺。

      二,汽車芯片格局的微妙變化

      汽車統指應用于汽車上的所有芯片產品,可大致分為:MCU、功率芯片、存儲器、智能控制駕駛及傳感器五大類。在車上的應用領域主要有環境感知、決策控制、網絡/通信、人機交互、電力電氣等等。

      搜狗截圖20221207145639.png

      數據來源:芯謀研究

      與國外相比,國內芯片公司起步晚,技術積累時間不長,車規級半導體國產化率還比較低,數據顯示,中國汽車業的芯片自給率不足10%,國產化率僅為5%,供應鏈高度依賴國外半導體大廠。其中絕大部分基礎芯片,都繞不開恩智浦、英飛凌、瑞薩電子等國外芯片巨頭的供應,尤其是MCU和以IGBT模塊為代表的功率半導體。

      以車載MCU為例,雖然國內企業滲透率較低,但還是涌入了一批企業入局,包括比亞迪、杰發科技、芯旺微、賽騰微、國芯科技等等,都已實現大批量產出貨。即使這類產品主要應用在車燈、車窗、雨刮控制等低端應用場景中,國內廠商也在朝著中高端車載MCU市場進發,以期在工業控制、汽車電子等領域中實現自主可控。

      以比亞迪為例,2018年比亞迪半導體推出了第一代8位車規級MCU芯片,2019年推出第一代32位車規級MCU芯片,批量裝載于比亞迪全系列車型,實現汽車整體智能化。數據顯示,比亞迪半導體車規級與工業級MCU芯片,至今累計出貨量已突破20億顆。在汽車領域,比亞迪半導體已進入小鵬汽車、東風嵐圖、宇通汽車、小康汽車、長安汽車等品牌客戶的供應商體系。

      就在近日,長沙比亞迪半導體有限公司8英寸汽車芯片生產線已順利完成安裝,開始進行生產調試,預計10月初正式投產,可年生產車規級芯片50萬片。這將有效解決新能源汽車電子核心功率器件“卡脖子”問題,實現核心部件的國產化。

      從智能座艙芯片的角度來看,目前智能座艙芯片被高通、英偉達、恩智浦等企業壟斷,隨著汽車智能化的發展,消費領域芯片公司、科技企業紛紛進軍汽車芯片領域,國內芯片廠家華為、地平線、黑芝麻智能等迎來發展機會。華為麒麟990A定位車規級A芯片,基于HarmonyOS平臺開發的智能座艙配備了麒麟990A芯片,其算力可達3.5TOPs,并且還能連接5G網絡。地平線征程5是一款有128TOPS的大算力芯片,自從去年發布以來,得到了業界主機廠廣泛認可,今年四季度將率先在理想L8上面首發,其他還有紅旗、比亞迪、上汽、自游家等眾多車企正在前裝開發中。黑芝麻智能研發的華山二號A1000自動駕駛計算芯片已經已經實現了芯片體系的優化升級,在功能安全、信息安全、可靠性方面成熟,將于今年量產上車,實現L2-L3級別自動駕駛的功能。

      除了傳統車廠與科技企業以外,造車新勢力也在加碼自研芯片。根據佩信行業研究院統計的數據,國內頭部造車新勢力研發人員占比在30%-60%左右,與傳統車企普工、技術研發人員、高層管理者金字塔型遞減的人員組成結構大相徑庭。特別是最近兩年以來,車規芯片、自動駕駛解決方案這些領域的高端技術人才堪稱“稀缺品”,受到各大頭部企業的“高薪挖角”。 理想、蔚來、小鵬、零跑,以及入局較晚的小米汽車,都鉚足了勁搶奪高端芯片研發人才。

      于此同時,我們也會看見不少國產芯片廠商在通過車規級認證。一些消費電子市場的芯片公司,在跑步入局汽車芯片市場。但這并非易事,一顆真正意義上的車規級芯片需要滿足功能安全標準ISO26262、質量管理體系認證IATF16949、可靠性標準AEC-Q系列等。這些認證背后是對芯片性能、穩定性、一致性、抗高溫高壓的考驗,與消費電子類有天壤之別,車規級半導體對故障率要求是零容忍的。

      可以看出,在國內有三股勢力進軍汽車芯片市場,一個是傳統整車廠;一個是初創芯片企業;還有一類就是轉型的傳統芯片廠商。他們在國內汽車芯片市場進行混戰,也開辟了一條國產化的新道路。

      三,市場潛力巨大

      隨著新能源汽車銷量的快速增長,無論是傳統的MCU芯片還是智能化帶來的激光雷達等傳感器和智能傳感器芯片,需求都在激增。同時,國產化也在加速這種需求,智能電動汽車的芯片需求將是一個長期的態勢。

      平均一輛傳統燃油車中需要搭載500-600顆芯片,隨著新車“新四化”的演進,平均每輛汽車搭載的芯片數量將上升至1000顆,新能源汽車需要的芯片數量將超過2000顆,而智能電動汽車對芯片的需求量有望提升至3000顆,絕對數量可在5000顆以上。

      智能化趨勢下,將催生CIS、MEMS、攝像頭、激光雷達傳感器等芯片需求;網聯化趨勢下,將催生出IMU/GPS、ECU、MCU芯片的需求;電動化趨勢下,功率半導體IGBT、第三代半導體成為重中之重……車規級芯片市場潛力巨大。

      德勤(Deloitte)近日發布報告稱,隨著汽車電子化程度的不斷提升,新功能正在將制造成本逐步推高,電子產品已占車輛總成本的40%,預計到2030年將達到45%。更具體地說,該公司表示,2013年每輛車的半導體部件成本為312美元,不過這一數字現在已躍升至約400美元,預計到2022年將接近600美元。

      在新能源汽車、L4/L5高級別自動駕駛、智能座艙等應用的推動下,2030年,單車的半導體價值將超過2000美金,相比于2020年增長4倍。

      隨著自動駕駛輔助系統的普及,汽車制造商實現更高水平的自動化,汽車電子成本將進一步攀升。

      四,汽車芯片的定力

      其實,從2019年開始,汽車行業開始浮現缺芯苗頭,一時間整車廠開始為一顆芯片焦頭爛額?;仡櫲毙驹?,過去汽車生產商大多采取即時的生產模式,且沒有囤積元件的習慣。整車廠考慮國際經濟形勢和疫情情況,也擔心庫存快速積壓,取消了原計劃在2020年上半年給代工廠的訂單。由于交貨時間至少為六個月,受影響的芯片制造商無法在短期內快速調整生產以滿足需求。再疊加疫情因素,過去一兩年缺芯的問題顯得格外嚴重。

      據筆者市場調研,目前汽車缺芯逐漸穩定,從此前的整體缺芯,已經到只剩下一兩款產品缺芯。加之國產化芯片的導入,汽車缺芯問題當下有了極大的緩解。與汽車芯片短缺對比,現在消費電子的問題更值得關注。

      Gartner報告顯示,今年二季度全球PC出貨量同比下降12.6%,創九年來最大降幅。另據Canalys統計,二季度全球智能手機出貨量同比減少9%,電視、平板等產品在下半年復蘇態勢亦不明朗。

      對于以手機為核心的消費電子來說,去庫存成為了最頭疼的問題??梢娤M電子極其容易被市場牽引,不具備穩定性。反之看汽車芯片,對產業具有很大的穩定作用??梢詮膰鴥葍纱蟠堫^的財報看出,汽車芯片的訂單一直處于穩定的增長水平,而消費電子供應鏈砍單極其嚴重。

      此外,也可以從一些同時擁有汽車芯片和消費電子芯片的企業狀態看出,擁有汽車芯片業務的企業,一定程度上穩住了該年的營收狀況。汽車芯片并不會像消費電子一樣,周期性過于明顯,而讓產業陷入一定慌亂。汽車芯片的穩定性,成為了當下科技產業的定心丸。

      五,汽車芯片市場預判

      市場規模仍高速增長,蘊藏不少機遇。在今年8月份,經濟觀察報一份關于“2022世界新能源汽車大會”的報道中表示,2022年上半年,全球新能源汽車銷量超過422萬輛,同比增長66.38%,再創新高。據工信部數據顯示,2022年上半年我國新能源汽車產銷規模創新高,分別為266.1萬輛和260萬輛,同比均增長1.2倍,市場滲透率為21.6%。新能源汽車高速增長給汽車芯片帶來了絕佳的市場機遇,不管是國際汽車芯片,還是國產芯片,都有很足的生存空間。

      底層技術和汽車電子電氣結構變革,促進汽車芯片發展。5G、物聯網、AI等技術的發展,給汽車產業帶來了新需求,驅動了汽車“新四化”的發展。當下,智能化程度已經成為消費者購買汽車的主要判斷之一?!靶滤幕贝龠M了汽車使用芯片的數量,這給了車廠和芯片廠商有了新的動力。不僅如此,車路協同等應用的發展,也在促進汽車芯片的升級和迭代。此外,技術的變革中,分布式電子電氣架構已無法滿足未來更高車載計算能力的需求。不僅如此,電動智能化進一步推動了電子控制器的數量,隨著車內ECU、傳感器數量增加,未來,汽車是一個非常重要芯片市場。

      汽車芯片仍受到產業高度關注。汽車產業關乎地方產業GDP,營收額巨大,所帶動的就業能力也非比尋常。因此,汽車產業保證生產持續性的前提是供應鏈的持續。如今,汽車芯片關乎汽車產業量產問題,國內外企業高度關注。此外,汽車功能的多樣化離不開底層芯片的支持,可以預見,當下和未來,汽車芯片的定制化開發,將是大家關心的問題。

      國產化競爭激烈,搶占整車廠合作機會。首先,汽車芯片擁有千億市場的潛力,但汽車芯片的國產化率卻不足5%。其次,目前半導體產業貿易環境的詭譎,使得國內汽車廠商更需要本土芯片廠商來支持他們的發展。蔚來、小鵬、理想等國內汽車新勢力異軍突起,這些新貴車企的客戶關系壁壘更弱、對于個性化服務和新技術工藝應用的要求更高,進行國產替代的機會較大。國內汽車零部件行業可從多個細分賽道入手,打入汽車市場尋找突破點。

      網站編輯: 小川

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