一辆车到底需要多少芯片?国产替代有哪些?

汽车无疑是当下最火热的赛道之一,尤其是在新能源汽车领域,在经历我国汽车产销量连续十多年高速增长行情下,依然处在火爆增长阶段。从过去到现在,众泰、猎豹、力帆、华晨等传统汽车企业相继陷入停产、倒闭或者破产重组,另一方面,恒大、格力、灏忕背、滴滴等无造车背景的企业跨界进军汽车行业的消息不断传来。传统汽车企业既感受到了市场的寒意,又倍感来自造车新势力的压力。

随着数字化时代的到来,以浜哄伐鏅鸿兘、物联网等为首的新一代信息技术的发展正在深刻影响汽车产业,汽车不断集成创新技术,朝着电动化、智能化、网联化快速发展。与此同时,车用市场的高增长也给车用芯片发展带来了巨大的市场增量。

一辆车上到底用到多少芯片?

若按照传统汽车制造流程来看,一辆汽车需要用到500-600颗左右的芯片。随着汽车上搭载软硬件水平的提高,如今汽车逐渐由机械式转向电子式的方向发展,所需要的芯片数量自然就更多了。据笔者了解,2021年平均每辆车所需芯片数量已经达到了1000颗以上。

值得注意的是,1000颗以上还只是针对当前开发了多样化功能的传统汽车基础所统计的数据。如果是集电动化、智能化、网联化为一体的新能源汽车,那更是芯片的“大户”,一台好些的新能源汽车需要芯片可能达到2000颗左右,需求量惊人。

要知道,现代汽车与传统汽车从外观上看并无太大改观,数量如此众多的芯片,又是搭载在了哪些地方呢?一方面,新能源汽车需要大量的DC-AC逆变器、变压器、换流器等部件,同时对IGBT、MOSFET、 二极管等器件的需求量也大幅增加;另一方面,新能源汽车上所搭载的新品区别于传统汽车,需要更大的算力和性能支持,因此会将大规模的,千万或亿级数量的,改性集成,堆叠,微缩成1*1*0.5厘米的高晶硅片中。让每个微缩到22nm、14nm、7nm甚至5nm,逼近芯片物理极限。

巨量市场,哪些车规芯片实现国产替代?

中国汽车工业协会副秘书长李邵华曾指出,目前全球半导体行业的芯片规模在3000亿美元~4000亿美元之间。其中,车用芯片大概为400亿美元左右,占比依然是极小一部分。

按照中国总人口16亿来计算,平均一家4口配1部车的情况,对中国汽车的市场进行毛估,市场容量约4(16/4)亿台。统计数据显示,在过去的10年里,我国汽车市场从1.21亿辆增长到2.81亿辆,年增长率在8.8%;推算一下未来的10年,从2.81增长到4亿,大约年增长率需要在3.6%左右,如果年增长率再高点的话,可能用不到10年,中国汽车市场将会达到顶峰。伴随着车用市场的扩大,相应的芯片产品也会得到大幅的提升。

在面对如此庞大的车用芯片市场下,任谁不想进入分得一杯羹呢?但从技术要求上来看,车规级芯片不像娑堣垂鐢靛瓙芯片技术,迭代很快。车规级芯片几乎都是十多年前的技术,可技术虽然“过时”,但门槛却并没有因此降低。相反,车规级芯片对于性能指标、使用寿命、可靠性、安全性、质量一致性的要求之高,是消费电子芯片无法比拟的。

车规芯片面对复杂环境更多,不仅需要耐热性,还要保证抗震、抗粉尘、抗干扰等等。由于涉及人身安全问题,车规芯片对于可靠性及安全性的要求也更高,一般设计寿命为15年或20万公里。“车规级”芯片需要经过严苛的认证流程,包括可靠性标准 AEC-Q100、质量管理标准ISO/TS 16949、功能安全标准ISO26262等。

在如此严苛的标准和要求下,能够进入这一行当的企业也是少之又少,只有综合能力或垂直整合能力非常强,并有本事将规模优势发挥到极致的芯片企业,才能将车规级芯片纳入生产清单。我国如今正在努力建立起一个完善的汽车创新生态,解决我国汽车行业接下来发展中的短板,虽然说放眼全球成熟的车规芯片企业基本都是、恩智浦、瑞萨电子那几家,但国内以比亚迪为首的不少半导体企业也先后入局车规芯片领域,在细分领域实现了国产替代。