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汽车芯片市场要下跌?

2023年,特别是下半年,全球汽车芯片市场增长放缓,这对部分厂商造成了一些短期影响,但从长期发展来看,无论是市场规模,还是新技术应用,汽车芯片都将保持良好的发展态势。

10月31日,车用芯片大厂安森美半导体(Onsemi)宣布裁员近900人,这一消息在业界引起了波澜。在全球市场一片低迷的大环境下,汽车及相关芯片市场还算是不错的,安森美的大规模裁员来的有些突然。

据悉,安森美今年已经解雇了1360名员工,预计营收为19.5亿-20.5亿美元,低于预期的 21.8亿美元,预计第四季度业绩也是不温不火。

安森美首席执行官Hassane El-Khoury说:“我们开始看到一些疲软的情况,欧洲一级客户正在处理库存,并且由于高利率,汽车需求的风险不断增加。”

El-Khoury还表示,该公司仍看好电动汽车市场需求增长,但速度会放缓。此次裁员,是该公司战略转变的一部分,旨在制造利润更高的芯片,并通过外包其它芯片来降低成本。

汽车芯片市场短期振荡

从2020年11月开始,全球汽车芯片全面缺货,一直到2023年初,依然如此,当人们依然看好未来的汽车芯片市场时,今年4月,摩根士丹利(大摩)则发出了预警,汽车芯片市场下行风险大增,特别是车用MOSFET需求疲软,而且,车用电源管理IC厂商逐渐丧失定价能力。当时,台积电表示,汽车芯片需求虽稳健,但下半年将转弱,力积电也表示,车用MOSFET和IGBT需求在下滑。

与其它应用市场相比,特别是手机和PC市场,汽车芯片市场在2023年会呈现出健康增长状态,下图所示为Semiconductor Intelligence(SI)给出的手机、PC和汽车整机市场的统计和预测情况,估计2023年汽车芯片市场将增长14%。

从上图可以看出,2023年,汽车市场的增长率是在缓慢下降的,当然,汽车整体市场依然是上升态势,但经过2021和2022两年的疯狂增长之后,短期出现增长率收窄也是正常现象,这必然会影响到产业链上游的芯片业,到了年底,这种状况完全传导至汽车芯片环节。这一统计与前文安森美首席执行官所说的“我们开始看到一些疲软的情况“是吻合的。

长期向好

短期振荡不会改变长期上升态势。特别是汽车的电动化、网联化、智能化将推动汽车电子化进入新的发展阶段。相比于传统燃油车,新能源汽车增加了电池、电机、电控这“三电”系统,从而带动相关半导体器件需求显著增长,据Strategy Analytics统计,电动车平均单车半导体价值已达到1000美元,比传统内燃机车提升了一倍,其中,价值量提升最多的是功率器件,到2027年,预计纯电动车的单车半导体价值将达到1500美元。除了功率器件,模拟、逻辑、MCU等芯片也是重要增长点。

就即将到来的2024年而言,汽车相关芯片元器件的订单就很多,特别是功率器件。大摩从供应链了解到,电源解决方案供应商认为,汽车制造商仍在与IGBT供应商签署2024年的合作备忘录(MOU),因为电控模块所需的IGBT仍然稳定,部分客户要求2024年IGBT供应量比目前增加30%-50%。

汽车芯片大厂扩产

由于未来几年市场需求预期良好,从2022到2023上半年,全球各大汽车芯片厂商都在扩产,有的在原有工厂扩充产能,有的则兴建新的晶圆厂,典型代表是英飞凌、Wolfspeed、意法半导体(STM)、瑞萨电子、德州仪器(TI)、Rapidus等。

全球汽车芯片市场中,英飞凌是龙头,瑞萨电子、TI分居第三、四位,这三家厂商还都是IDM,不过,前些年,由于市场需求强烈,自家产能紧张,它们的汽车模拟IC、MCU等产品,有很大一部分交给台积电、联电等晶圆代工厂生产。不过,近几年各大晶圆代工厂的产能非常紧张,在市场需求长期上涨的情况下,汽车芯片IDM大厂就得靠自己了,扩充产能顺理成章。

英飞凌在德勒斯登的新晶圆厂建设方案已获德国经济部批准,这座新厂将耗资50亿欧元(53.5亿美元),是英飞凌有史以来*的单一投资案。

TI计划投资110亿美元在美国犹他州理海市(Lehi)现有晶圆厂旁兴建第二座12英寸厂。 新建工程在2023下半年开始,最快2026年投产。

瑞萨电子为降低未来对车厂和其它重要客户的供应链中断风险,考虑扩大日本以外地区的芯片产能。

还是要特别提一下碳化硅(SiC),它在汽车电控模块中的应用发展空间越来越大,主要用于驱动和控制电机的逆变器、 DC/DC转换、车载充电器OBC和快速充电桩。与硅基IGBT相比,SiC MOSFET的产品尺寸、重量、能耗都大幅减小,可以有效提升新能源汽车电池的电能转化效率,从而提高续航能力,同时还可以优化电机控制器的结构,节省成本,实现小型化、轻量化。

因此,SiC MOSFET大厂Wolfspeed,英飞凌和意法半导体等,相关订单不断增加,产能扩产步伐也在加快。以意法半导体为例,该公司一直在增加SiC项目的数量,在其汽车和工业应用领域的110个项目中,汽车占比达到60%。

面对巨量的市场规模和发展潜力,晶圆代工厂也很看重汽车芯片代工业务的发展空间,大厂都在积极拓展,联电就是代表企业。

除了中国台湾,联电还在岛外积极拓展产能。2022年4月,联电宣布与日本电装(Denso)合作,双方将共同在联电日本USJC厂内建设*条12英寸晶圆IGBT生产线。在IGBT生产方面,多采用8英寸晶圆产线,12英寸的还属于较为新鲜的事物,不过,近几年,越来越多的厂商都开始建设12英寸晶圆IGBT生产线,它可以在很大程度上解决8英寸成熟制程产能不足问题。

汽车芯片供需动态

在短期振荡,长期向好的形势下,近期,各大汽车芯片厂商的出货情况如何呢?下面就来看一下10月份的数据。

首先看一下刚刚宣布裁员的安森美,该公司10月的汽车芯片交期仍然较长,保持在40-50 周。

10月,TI公司汽车类芯片仍缺货;ADI的汽车芯片需求持续增长,目前大多数芯片仍缺货;NXP的部分汽车芯片库存消耗接近尾声,汽车MCU/MPU等高端器件在第三季度的整体货期处于持续改善状态;意法半导体第三季度营收44.3亿美元,同比上涨2.55%,环比上涨2.31%,营收表现主要受到汽车业务持续增长的推动,但部分被消费类电子产品收入下降抵消;瑞萨电子最新一季的销售额为3,794亿日元,同比下滑2.1%,环比上涨2.9%,汽车业务销售额同比增长11.7%,推动了整体业绩的增长;博通公司需求与前几个月相似,询价稍多,但成单率依然非常低,汽车芯片价格大跳水,从几十美金回归到几个美金,成交量逐渐降低。

总体来看,这些汽车芯片大厂的相关业务营收比较好,个别厂商较差,但相比于其它应用类芯片,汽车芯片营收情况好的很凸出。可见,目前的汽车芯片市场,整体依然向好,虽然增长率有所下降,但增长没有停。

新技术驱动汽车芯片市场发展

汽车芯片市场长期向好,市场会对具体应用提出更多需求,这样,各种新技术也会越来越多地应用到汽车芯片和系统当中,这也是保持该市场长期稳定发展的重要元素。相关新技术很多,这里举几个例子,包括Chiplet(小芯片),*进制程工艺,以及软件定义汽车。

Chiplet

Chiplet技术将不同功能的Die裸片组成一个完整芯片,与传统SoC相比,其灵活性非常高,可采用不同制程工艺,当需要7nm及更先进工艺时,Chiplet可显著降低成本,并提升良率。

由于不同汽车产品定位存在差异,对芯片效能要求各不相同,但市面上能获得的芯片,都是标准化产品,车厂只能在功能定义、软件算法层面进行差异化修改。对于汽车行业来说,Chiplet是定制化汽车芯片的一种新途径,这种方式可以让车厂拿回架构控制权,并决定运算平台如何扩展。

先进制程

汽车芯片按功能可分为计算控制芯片、存储芯片、功率器件、传感器等几大类,不同汽车芯片对制程工艺需求有较大差异,MCU主要依靠成熟制程,而智能座舱、自动驾驶和AI等主控芯片出于性能和功耗考虑,需要先进制程,高端自动驾驶正在推动汽车算力平台向7nm及以下制程工艺延伸。下图所示为主要汽车芯片的制程工艺。

今年7月,台积电欧洲总经理Paul de Bot表示,长期以来,汽车芯片一直被认为是制程技术落后者,几乎成了成熟工艺代名词,不过,汽车芯片在2022年已经开始使用5nm工艺,而这距离5nm制程节点开始量产仅两年时间,发展速度很快。在此基础上,台积电计划在2024年推出业界*款基于3nm制程的汽车芯片平台N3AE,预计2025年可实现3nm汽车芯片的量产。

在此趋势下,高通、英伟达、联发科等公司的高效能汽车芯片陆续问世,其中,联发科可能是*个尝鲜的,该公司计划推出采用3nm制程的天玑汽车平台。汽车芯片公司的产品规划表明,先进制程汽车芯片开始快速迭代。

软件定义汽车

传统燃油车是以硬件为中心,并由多个模组构成(最多会超过200个),不利于持续拓展,未来,汽车会用软件定义功能,大幅减少硬件使用量,例如,以往整车3公里长的线材,可以精简至1.5公里,模组也能减少至30个左右,这样就大幅降低了硬件成本和汽车重量。另外,通过OTA(Over The Air)就可以远程更新信息或优化控制系统,非常便捷。

所谓软件定义汽车(SDV,Software Defined Vehicle),是指汽车大部分的操作,都能通过软件进行管理,依靠软件创造全新车载体验和功能,并通过无线方式(OTA)进行功能更新,并提供各种服务。

展望未来,汽车生态系统将会发生很大变化。以往,车厂订出规格,由Tier1供应商提供,在疫情之后,车厂希望缩短与供应链的距离,改为由车厂主导供应链,目前,越来越多的车厂与汽车芯片厂商直接沟通,有的还形成了长期战略合作伙伴关系,英伟达、意法半导体都在这样做,与车厂合作开发芯片,在这个过程中,车厂可以进一步掌握软件定义汽车技术,同时深度参与汽车芯片研发和应用规划。预计SDV最快于2026~2027年普及,到2030年,所有中高端汽车都将采用SDV。

对全文做一下总结,2023年,特别是下半年,全球汽车芯片市场增长放缓,这对部分厂商造成了一些短期影响,但从长期发展来看,无论是市场规模,还是新技术应用,汽车芯片都将保持良好的发展态势。

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