张冶:汽车EEA迈入新时代,如何改变汽车电子系统生态?

来源:爱集微 #集微峰会# #分析师大会# #EEA# #车用芯片#
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2023年6月2日,第三届集微半导体分析师大会在厦门国际会议中心酒店隆重举行。本次大会由厦门市海沧区人民政府、厦门市工业和信息化局、厦门火炬高技术产业开发区管理委员会指导,由半导体投资联盟和手机中国联盟主办,由爱集微和厦门半导体投资集团承办,全球半导体联盟(GSA,Global Semiconductor Alliance)协办。

此次集微半导体分析师大会一如既往秉承“全球视野、本土关怀”理念,持续打造鲜活、专业、全面等既有特色,与十几位海内外顶级分析师共话ICT产业热点,市场拐点和新兴技术应用落地,解码全球新格局下的产业脉搏动向、重要挑战和发展机遇。

2日的会场群贤毕至,吸引了超过五百人观众莅临现场。标普全球汽车(S&P Global Mobility)汽车半导体分析师张冶就“汽车电子电气架构与汽车芯片”的主题进行了演讲。

在他看来,汽车的电气化、自动驾驶、软件定义汽车,以及车用芯片的短缺,共同促进了车用半导体市场的增长。特别是芯片短缺,极大地改变了汽车电子生态系统。而向新汽车电子电器架构的迈进,刺激了系统级芯片(SoCs)和存储芯片的需求。

根据标普全球汽车数据的统计和预测,从2020年开始,全球汽车半导体市场进入了一个新的增长周期。2022年,全球汽车半导体市场体量为70亿美元,2023年预计为810亿美元,到2029年预计为1480亿美元。2022年至2029年的复合年均增长率为11%。

而从2016年开始,每辆车内芯片的价值也在上涨。2016年,每辆车内芯片的价值为350美元,预计到2024年将超过1000美元,并于2028年达到1367美元。与车用半导体市场一样,汽车的电气化、自动驾驶、软件定义汽车,以及车用芯片的短缺,四大因素促进了车内芯片价值的上涨。

从品类来看,系统级芯片、存储芯片以及碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)芯片是三大增长最快的芯片领域。标普全球汽车数据显示,从2022年到2029年,存储芯片和系统级芯片的复合年均增长率为20%,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)芯片的复合年均增长率高达39%。

车用芯片短缺,极大地改变了汽车电子生态

从2020年底开始,受供应链和新冠疫情等影响,全球车用芯片开始陷入短缺。根据标普全球汽车数据,从2021年4月开始,车用模拟芯片和MCU芯片的平均交货日期达到了以往的2倍。进入当年8月,车用芯片的平均交货期达到了以往的3倍之多。2022年8月,车用芯片的平均交货期达到了顶峰,为以往时间的4倍。

张冶指出,2023年这一情况已有所缓解。数据显示,MCU芯片已回落至以往时间的3倍左右,模拟芯片回落到2倍,而其他芯片的平均交货日期已回到2倍以下。

车用芯片的短缺,极大地改变了汽车电子生态。张冶认为,首先,芯片定价和交货时间都重置了。供应商需要在库存、成品和在制品的成本及其提供的短期保险之间寻找新的平衡。原始设备制造商也开始直接收购或接触芯片供应商,包括晶圆代工厂。具体产品上,出现了更多的标准化芯片、多用途芯片,更少的定制或特定应用芯片。芯片设计上,则倾向于协同设计。

在这方面,特斯拉是一个典型的案例。从FSD芯片开始,特斯拉开始设计越来越多车用芯片。特斯拉Model S内,自研微处理器比重为20%。到Model 3中,这一比重已上升至56%。预计到下一代特斯拉汽车中,比例可达到100%。

这也影响到了其他车企,特别是具有强大垂直整合领域的企业。比亚迪已经开始研制碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)芯片,丰田创立了车载半导体研发企业 Mirise Technologies来制造芯片,现代旗下零件供应商摩比斯(Mobis)也已经开始研制芯片。

相比而言,那些投资组合更为广泛的原始设备制造商,接受这一趋势的速度更慢。对这些企业而言,芯片对他们的投资组合影响较小,很难建立起一个半导体设计的专业公司。类似与通用的公司,更倾向于与高通、英飞凌以及恩智浦来合作研发芯片。

迈入汽车电子电器架构的新时代

最后,张冶总结,向区域汽车电子电气架构(Zonal EEA)的转变已经开始。区域汽车电子电器架构有两大好处。其一,能够赋能软件定义汽车。在区域汽车电子电气架构的加持下,车辆能够实现空中下载技术(OTA),在线维护更新汽车的同时,也能让车企开发新的商业模式。

其二,这一架构能够减少电子控制单元、总线的线束长度与重量。这可以减少电子元件的复杂程度,增加更多自动化功能,以及座舱功能等。与此同时,车辆的总电子控制单元、总线的线束长度减少,也能让汽车的总重减少。

在这方面,特斯拉也是引领者。2017年推出的特斯拉Model 3,是第一辆拥有区域控制器的汽车。相比于Model S,这辆车的总线线束长度减少了50%,电子控制单元的数量也减少了50%以上,整车装配时间只要10小时。

当前,区域汽车电子电气架构的时代已经到来。2022年,拥有区域汽车电子电气架构的汽车,占汽车总数的2%。而到2034年,这一比重将会来到38%。

从地域来看,各国家的车企也已经加紧步伐。北美地区,特斯拉拥有5年的领先时间,福特和通用紧随其后。中国方面,拥有一个紧随特斯拉的大胆路线图。厂商大多主攻电车领域,在电子电气架构上转型迅速。欧洲已经落后于中国,拥有相当多的传统车企,在电子电气架构上遗留问题较多。宝马和沃尔沃已经开始引领区域电子电气架构的转型。

这些潮流,已经开始影响到整个电子控制单元市场。从2021年开始,域控制器、智能座舱,以及整车控制的利润市场越来越大,到2033年可达到450亿美元。而传统电子控制单元的市场利润进一步缩小。未来,中央计算机还将逐渐取代独立的座舱域控制器和自动驾驶域控制器。


责编: 武守哲
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