巨頭都在搶占的汽車芯片市場,國產化程度有多高?
3月9日,上汽集團發布公告稱,為進一步提高公司在汽車產業布局上的延展度及靈活度,公司子公司上汽金控、華域上海、東華汽車、中聯電子擬與戰新基金、現代產業基金、重慶渝富等計劃共同出資設立“河南尚頎匯融尚成一號產業基金合伙企業(有限合伙)”。
根據公告,新成立的產業基金目標認繳出資總額40億元,首次封閉規模33.73億元。其中上汽集團合計認繳出資14.7億元,持有43.58%的基金份額。
該基金將聚焦汽車電子、半導體、新能源及產業鏈延伸相關領域,重點挖掘自動駕駛、智能座艙、低碳出行及與產業鏈相關的半導體、信息安全等細分賽道項目。
值得一提的是,去年1個月內,上汽集團三次參與設立產業基金,這些基金的投資方向包括雙碳、半導體、汽車電子、先進制造、新材料、新能源、智能網聯等等。
汽車是芯片的重要應用場景之一,近年來隨著汽車智能化電動化的發展,芯片更顯其重要性。對此,國家陸續出臺了多項產業政策,如《汽車半導體供需對接手冊》《智能汽車創新發展戰略》《汽車產業中長期發展規劃》等,以鼓勵和支持汽車芯片行業發展與創新,進而尋求達到國產替代化的目標。
而隨著汽車技術迭代更新以及芯片供應進入周期性短缺,車企缺芯一直是全球汽車產業熱議焦點。在供不應求、機遇與挑戰并存之下,國內眾多車企通過戰略投資、自主研發、聯合研發等模式進行破局。除了上述的上汽集團,此前比亞迪、長城、東風、長安等很多國產車企品牌也開始加快汽車芯片產業鏈布局。
汽車芯片大廠大舉擴產
英飛凌:現史上最大單筆投資
英飛凌是全球最大的汽車半導體廠家,汽車業務大概占其收入的47%。
英飛凌最新發布的財報顯示,2023財年第一財季盈利和營收均實現增長,汽車和工業芯片的強勁銷售抵消了智能手機、電腦和數據中心需求的疲軟。
隨著汽車智能化和電氣化水平提升,芯片需求增加的變化顯著。英飛凌在汽車芯片里面一半的業務是功率半導體,其他包括MCU、存儲和感知芯片。
2月16日,英飛凌宣布將投資50億歐元,在德國德累斯頓建設一座12英寸晶圓廠,這是英飛凌史上最大單筆投資,將創造大約1000個高門檻工作崗位。據悉,該模擬/混合信號技術和功率半導體新工廠計劃于2026年投產,其生產的模擬/混合信號零部件和功率半導體將主要應用于汽車和工業應用,例如汽車電機控制單元、節能充電系統等。
2023年,英飛凌將SiC、BMS、MCU當作重點開拓市場。SiC功率器件圍繞汽車行業800V系統來展開,在充電機和電源里面也開始大量使用。其中,每輛電動汽車的BMS BOM成本大約是100美元,市場空間廣闊。
MCU市場,隨著汽車E/E架構的升級,英飛凌預計其MCU收入將大幅增長,英飛凌的MCU主打安全,主要用于安全、ADAS、底盤和動力總成領域,包括網關、氣囊、EPS、EPB、ESP、主動懸掛、毫米波雷達。目前以TC3X/TC4X系列為主力。
此外,2023年英飛凌的MEMS鏡AR HUD也是主推,還有MEMS麥克風、LED大燈的驅動IC以及各種大功率電機驅動IC。
德州儀器:大力擴產12英寸晶圓廠
德州儀器2022年車載業務收入達到50億美元,其中在電源管理IC領域擁有絕對的壓倒性優勢,市場占有率估計超過60%。電動汽車對電源管理IC需求旺盛,推動德州儀器汽車業務飛速成長。同時,產能緊張也加速了德州儀器的擴產步伐。
幾乎與英飛凌擴產消息同時,德州儀器2月16日宣布將投資110億美元在美國猶他州的萊希建造第二座300mm晶圓制造廠,主要生產模擬和嵌入式處理芯片。預計將于2023年下半年開始建造,最早將于2026年投產。據悉,該工廠緊鄰德州儀器位于該地區的現有12英寸晶圓制造廠LFAB,建成后這兩個工廠將合并為一個晶圓制造廠進行運營。
2022年12月,德州儀器LFAB廠已開始生產模擬和嵌入式產品。猶他州李海晶圓廠源自2021年7月德州儀器9億美元對美光12英寸晶圓廠的收購。該晶圓廠擁有超過約25548平方米的無塵室,高度先進的設施包括了約11265米的自動化高架傳送系統,可在整個晶圓廠內快速運輸晶圓。對李海晶圓廠的總投資將達到約30~40億美元。LFAB有能力支持65納米和45納米技術。
其實早在2022年5月,德州儀器位于德克薩斯州謝爾曼的全新12英寸半導體晶圓制造基地已經正式破土動工。謝爾曼晶圓制造基地總投資300億美元,首座工廠預計于2025年開始投產。
2022年9月,德州儀器位于美國德州理查森的最新12英寸晶圓廠開始了初步投產,連續幾個月擴大規模,以滿足電子產品未來增長的半導體需求。RFAB2與RFAB1相連,是德州儀器新增的六家12英寸晶圓制造廠之一。RFAB1在2009年投產,當時是世界上第一家12英寸模擬晶圓廠。
綜合來看,德州儀器已開始加強自行生產規模,與許多其他IDM企業越來越依賴委外代工形成鮮明對比。
瑞薩電子:重啟12英寸晶圓廠
瑞薩電子也在考慮擴產。
不久前,瑞薩電子CEO柴田英利在接受采訪時表示,在日本建造和營運新廠面臨著挑戰,例如水電成本高,地震頻發,人才有限,但瑞薩還是會擴產,瑞薩將考慮擴大日本以外地區的芯片產能,以降低未來對車廠和其他重要客戶的供應鏈中斷風險。
從2022年財報看,得益于汽車和工業市場的良好表現,2022年瑞薩電子實現銷售總額達1.5萬億日元,同比增長51%,時隔多年再次站上1萬億日元的重要關口;凈利潤為2568億日元,同比增長114.5%,連續三年實現翻倍增長。
據了解,瑞薩電子目前有六家晶圓工廠,七家封測工廠,其中兩家封測工廠在北京和蘇州。目前,瑞薩的晶圓工廠基本都在日本,傳統瑞薩的產品大部分由自己工廠生產,但是40nm及以下先進制程產品會選擇外包給臺積電和聯電生產。
其中,瑞薩電子的汽車MCU產品位列全球第一,積極擴產以滿足下游旺盛的需求。
近年來,受益于新能源汽車的強勁需求,各種車規產品供不用求,MCU是主要的缺貨品種之一。在早期的經營說明會上,瑞薩電子曾明確表示了增加產能的規劃,計劃從2021年開始將車用MCU的產能提高50%。若以8英寸晶圓換算高端MCU產量,每月產能將擴大1.5倍至約4萬片,這部分產能主要依賴晶圓代工廠產線來進行;而低端MCU方面,計劃每月提高至3萬片,較現行增加70%,這部分產能主要將通過提高自有工廠產能來滿足。
在功率半導體方面,瑞薩電子具有MOSFET和IGBT的技術和生產能力。
2022年5月,瑞薩電子宣布將向2014年10月關閉的甲府工廠投資900億日元,目標在2024年恢復其300mm功率半導體生產線,以滿足市場對MOSFET、IGBT等功率半導體產品日益增長的需求。據披露,甲府工廠恢復全面量產后,瑞薩電子的功率半導體產能將實現翻倍增長。
2022年8月,瑞薩電子宣布針對下一代電動汽車逆變器應用,AE5代IGBT產品將于2023年上半年在瑞薩位于日本那珂工廠的200mm和300mm晶圓線上開始批量生產。此外,瑞薩將從2024年上半年開始在其位于日本甲府的新功率半導體器件300mm晶圓廠加大生產,以滿足市場對功率半導體產品日益增長的需求。
瑞薩電子在業績說明會上表示,公司汽車業務的增長主要是由于每臺汽車搭載半導體金額的增長以及產品組合的改善所致。隨著新器件和產品即將投入量產,瑞薩將為未來有望快速增長的MCU、EV逆變器等市場打造理想的功能和性價比。
展望未來,瑞薩電子指出,到2025年公司營收要從現在的100多億美元提高到超過200億美元,并且將繼續在公司兩大核心業務上通過內生增長與外在并購的模式繼續發力,以確保這一目標的實現。
意法半導體:持續看好汽車市場
受益于汽車市場的強勁需求,全球功率芯片巨頭意法半導體(ST)的財報也顯得樂觀。
據財報披露,意法半導體2022年實現營收163億美元,同比增長26.4%,毛利率為47.3%,全年業績中的成長動力主要來自汽車和工業領域。其中,汽車所在的ADG事業部收入占ST總收入的37%,僅汽車業務就占了ST收入的23%。
ST是全球第一大SiC廠家,特斯拉獨家供應商。2022年ST的SiC業務收入約為7億美元,預計2023年達10億美元,其中75%來自汽車領域,25%來自工業領域。
作為汽車芯片領域的龍頭公司,ST近年來都在積極進行擴產計劃。據介紹2023年ST計劃資本支出約40億美元,其中主要用于對12英寸晶圓廠和碳化硅制造能力的擴大。
SiC產能擴張主要在意大利的Catania和新加坡,2023年將啟用8英寸晶圓廠。其中,意大利的晶圓廠將成為歐洲第一家量產8英寸 SiC外延襯底的工廠。意大利政府將在國家復蘇和恢復力計劃的框架下,在五年內向該工廠投資7.3億歐元。
2022年8月4日,ST還宣布與格芯合作,在ST位于法國Crolles的現有12英寸工廠附近建立一個新的聯合運營的12英寸半導體制造工廠,主要是生產FD-SOI 或完全耗盡的絕緣體上硅的半導體制造技術的產品,預計2023年底投產。
展望2023年,ST預計汽車業務收入增長在10%以上。
安森美:押注SiC產能
2月11日,安森美正式接手了格芯一座在紐約的12英寸廠,并承諾為之投資13億美元。安森美表示,該工廠將生產支持電動汽車、電動汽車充電和能源基礎設施的芯片,將推動公司能夠在汽車電氣化、ADAS、能源基礎設施和工廠自動化的大趨勢中加速增長。
同時,在SiC領域,安森美首席執行官Hassane El-Khoury 指出,在未來三年內,安森美將為SiC提供40億美元的承諾收入,2023年約為10億美元,并可能在2024年和2025年增長約30%,達到17億美元。
為了達成目標,安森美已經將生產SiC的晶圓廠產能翻了一番,并計劃在2023年再次翻番,然后在2024年再次翻番。
恩智浦:汽車營收占比過半
受益于汽車領域需求持續強勁,恩智浦去年Q4汽車業務營收同比增長17%,在總營收占比高達55%,其總營收也實現了同比9%的增長。預期今年第1季度增長約15%。
據介紹,恩智浦汽車領域的主要收入動力來自77Hz毫米波雷達、電源管理解決方案、逆變器以及其他電車控制器。
對于汽車市場未來預期,恩智浦表示,芯片行業的大部分需求像落石般下墜,有庫存過剩問題,但汽車和工業用芯片的需求仍具“韌性”。目前,恩智浦也正在考慮在德克薩斯州的擴張。
隨著汽車行業的數字革命,汽車正日益成為消耗更多半導體的技術產品,恩智浦的管理團隊估計,到2024年,創收線將增長20%-25%。
十大類汽車芯片的國產化程度
總體來講,我國汽車芯片行業還處在發展的早期,具體就是,進入到這個行業的IC企業很多,但是各家的產品類型、數量比較少。
從企業成立的時間看,2000年左右消費芯片開始大規模發展,那也是芯片行業發展的起點,專注于汽車芯片的企業則大多數成立于2010年之后,因此距離成為真正的領軍企業還需要一定的時間。
涉足汽車芯片的企業可以劃分成四種類型,第一類是傳統的芯片企業,它們原來的業務規模已經比較大,但是更多聚焦于消費和工業芯片,現在根據行業的需求將業務拓展到汽車芯片賽道。第二類是高科技創業企業,創始人具有高科技公司工作背景,帶領團隊創業。
第三類是產業鏈上下游成立的芯片企業,其中汽車廠商比較積極。最后一類是國內企業通過收并購方式收購的國外汽車芯片企業,這些企業也在給國內市場提供大量的供給。
總體來講我國芯片設計企業近幾年發展迅速,但是企業規模跟國際一流的相比,差別還是比較大。目前70家芯片上市公司中,有50多家宣布有車規級產品或者量產應用,但是大部分的車規級產品僅是初步通過了認證,距離上車的道路還很長。
關于汽車芯片的國產化程度,具體來看,控制類芯片已經上車了,不過涉及到系統、底盤的應用還比較少。目前國內生產控制類芯片的企業很多,部分企業已經實現控制類芯片的量產。
在汽車控制類芯片賽道上,低端的產品已經進入市場,高端高可靠MCU有少量企業在開發,并且已經開始給下游的汽車廠做適配,預計未來3年可以看到國內高安全MCU在量產車上的應用。
汽車存儲芯片少部分已經在小批量的系統中實現量產應用。不過對于大部分生產存儲芯片的企業來說,國產車規級芯片占比不到5%。總體來講,相較于其他芯片技術,我國的存儲芯片技術和國際水平差距比較少,國內有具有全球影響力的行業龍頭,部分企業已經進入車規芯片領域。
計算類芯片方面,預計未來3到5年有望實現大規模SoC類逐步上車,但是在GPU、CPU類芯片方面,國內還缺少相關企業。在這個領域,個別新興企業發展比較快,后續希望這些企業進一步升級自身產品,擴大應用,爭取能和國際產品同臺競爭。
信息安全類芯片方面,已經有初級的產品上車,不過在技術上和國際企業有差距。目前,國內多家IC企業已經有自己的產品,而國密要求將持續推動國產替代的發展。
驅動、模擬芯片的種類比較多,不過市場上國內的產品比較少,滿足不了市場需求。目前A股上市公司有20多家模擬的領軍企業,多數是發展消費類的產品,產品以量取勝,有幾家IC企業則宣布已進入車規級市場。總體而言,驅動、模擬芯片開發難度大,企業開發動力不足,這方面實現大規模國產替代的可能性比較小。
目前國內通信類芯片的廠商比較少,并且大多數廠商規模都比較小,產品布局聚焦,預計三年內能量產應用。值得注意的是,國內需要彌補高端車規以太網產品的空白。
在車聯通信芯片方面,我國還是比較有優勢的,因為我國在北斗導航、5G應用方面有很好的產業應用環境,并且有相關企業已經加入到這個領域,3年內有望獲得比較強的競爭力。
在功率半導體方面,國內和國際差距比較小,我國不少產品已經上車了。國內已經有領軍企業,因此3到5年內功率半導體有望實現大規模國產替代。
電源類芯片上,國外已經大規模開發SBC 芯片(系統基礎芯片),但是國內就連低端車規產品系列都非常匱乏。目前國內有幾家企業在開發車規級電源芯片,但是在這方面要實現國產替代有比較大的難度,因為電源芯片需要穩定的信號輸出。
