中美貿(mào)易摩擦，尤其是美國對中國的技術(shù)封鎖、對部分商品增收關(guān)稅等操作。
集成電路是高度國際化的產(chǎn)業(yè)，目前全球產(chǎn)業(yè)鏈分工基本形成，美國對外加征關(guān)稅等一系列舉措，干涉了國際集成電路產(chǎn)業(yè)的正常秩序，打亂了正常的國際分工體系，在一定程度上降低了資源配置效率和產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度。同時，由于美國限制中國半導(dǎo)體企業(yè)在美投資及開展業(yè)務(wù)，導(dǎo)致國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向高端技術(shù)領(lǐng)域的直接投資和技術(shù)受讓形成實質(zhì)障礙。
疫情時代下全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)會與挑戰(zhàn)。
全球政府為了防堵疫情蔓延也祭出各種封鎖措施，導(dǎo)致半導(dǎo)體廠產(chǎn)能供應(yīng)不及，引發(fā)全球芯片短缺，從而引爆2021年半導(dǎo)體市場大幅成長，此外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)環(huán)相扣，一旦產(chǎn)業(yè)鏈上游任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致下游整條產(chǎn)業(yè)鏈欠缺即時調(diào)整的彈性而因此停擺，使我國半導(dǎo)體全球化發(fā)展態(tài)勢受到了極大的挑戰(zhàn)。
由于近期新冠疫情和貿(mào)易摩擦影響半導(dǎo)體供應(yīng)鏈穩(wěn)定性，半導(dǎo)體工廠開工率和產(chǎn)出量下降，使需求端收緊。對全產(chǎn)業(yè)鏈缺貨漲價潮“一環(huán)接一環(huán)”，導(dǎo)致供應(yīng)極其緊張、缺貨成為新常態(tài)、設(shè)備交貨延期的消息接連不斷。由于汽車的產(chǎn)業(yè)鏈很長，汽車芯片短缺，會形成蝴蝶效應(yīng)，不僅影響上下游產(chǎn)業(yè)鏈，而且會對其他行業(yè)造成擠壓，導(dǎo)致汽車成為影響最大的一波產(chǎn)業(yè)。
缺芯問題正如同一把達(dá)摩克利斯之劍，懸于汽車行業(yè)上空，無論國內(nèi)外皆面臨汽車芯片荒的困境。為了避免貿(mào)易戰(zhàn)風(fēng)險，推動國產(chǎn)替代進(jìn)程，從而實現(xiàn)自主可控，就變得尤為重要。在這個進(jìn)程中，也有很大一批優(yōu)質(zhì)企業(yè)涌現(xiàn)出來，遍布汽車芯片各個領(lǐng)域。
強芯穩(wěn)鏈，汽車布局正當(dāng)時
車規(guī)級芯片供應(yīng)短缺問題，也在加速倒逼我國汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展變革。多家車企已經(jīng)加入到了汽車芯片國產(chǎn)化的技術(shù)“保衛(wèi)戰(zhàn)”之中，當(dāng)前，提高車規(guī)級芯片國產(chǎn)化率、實現(xiàn)進(jìn)口替代，已經(jīng)成為國家產(chǎn)業(yè)重要戰(zhàn)略方向，加快實現(xiàn)車規(guī)級芯片自主可控時不我待。
MCU、功率半導(dǎo)體、CMOS傳感器、車用存儲等領(lǐng)域有望成為國內(nèi)企業(yè)追趕甚至趕超國外企業(yè)的重要突破口。
1． 主控MCU
隨著智能化提升不斷提升，對算力有著更高的要求，推動主控芯片高速增長。自動駕駛芯片一方面需要滿足更高的安全等級，同時隨著自動駕駛幾倍的提升，需要更高的算力支持， 其中具有代表性的就是具有思考、運算、控制工作的MCU。
國內(nèi)車規(guī)級 MCU廠商包括兆易創(chuàng)新、比亞迪半導(dǎo)體、芯旺微電子、杰發(fā)科技（四維圖新子公司）、賽騰微電子等。產(chǎn)品主要集中在車身域，包括汽車窗、車燈、雨刮器等。
兆易創(chuàng)新：2022年3月17日接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時表示，從2022年至今MCU仍缺貨，今年會發(fā)布首顆M33內(nèi)核的車規(guī)MCU。其存儲芯片38nm SPI NAND Flash——GD5F全系列已于2022年2月宣布通過AEC－Q100車規(guī)級認(rèn)證。
芯旺微電子：KF8A／KF32A系列車規(guī)級MCU已量產(chǎn)，和部分車企達(dá)成合作。其核心產(chǎn)品車規(guī)級MCU通過AEC－Q100品質(zhì)認(rèn)證，已實現(xiàn)汽車前裝市場批量商用，廣泛覆蓋車身控制、汽車電源與電機(jī)、汽車照明和智能座艙等場景。
比亞迪半導(dǎo)體：現(xiàn)擁有雙核觸控MCU、EMC增強型觸控MCU、工業(yè)三合一MCU以及電池管理MCU。自2018年成功推出第一代8位車規(guī)級MCU芯片后，其MCU產(chǎn)品裝車量在2020年已超500萬支。
杰發(fā)科技：2022年3月10日，杰發(fā)科技首款功能安全MCU –AC7840x提前回片，并成功啟動點亮。
賽騰微：成立以來陸續(xù)推出兩大系列、多款通過AEC—Q100標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的車規(guī)級MCU，成功應(yīng)用于汽車LED動態(tài)流水燈、車載無線充電發(fā)射器以及車窗玻璃升降器等汽車電子零部件中，并批量供貨給多家知名汽車廠商。截至2019年10月，賽騰微車身控制MCU已累計出貨100萬顆，裝車10余萬輛。
2．功率半導(dǎo)體
相較于燃油汽車，電動車新增功率器件的需求主要有三個方面：逆變器中的IGBT模塊；OBC、DC／DC中的高壓MOSFET；輔助電器中的IGBT分立器件。功率半導(dǎo)體是新能源汽車價值量提升最多的部分，需求端主要為IGBT、MOSFET及多個IGBT集成的IPM模塊等產(chǎn)品。
IGBT不僅是國產(chǎn)功率半導(dǎo)體企業(yè)的布局重心，也是車廠與半導(dǎo)體大廠強強聯(lián)手的破局點。
據(jù)悉，5月10日，車用芯片大廠安森美車用IGBT訂單已滿且不再接單，雖然不排除有部分客戶重復(fù)下單的可能，但其2022年－2023年產(chǎn)能已全部售罄。可見IGBT需求暴漲，國內(nèi)企業(yè)機(jī)會空前，紛紛鉚足力量進(jìn)擊功率半導(dǎo)體。
中車時代半導(dǎo)體擁有國內(nèi)首條、全球第二條8英寸IGBT芯片線，全系列高可靠性IGBT產(chǎn)品已全面解決軌核心器件受制于人的局面，基本解決了特高壓輸電工程關(guān)鍵器件國產(chǎn)化的問題，并正在解決我國新能源汽車核心器件自主化的問題。
比亞迪半導(dǎo)體從F3DM采用的IGBT 1．0芯片，大規(guī)模配置于e6、K9等新能源車型上的IGBT 2．5芯片模塊，到去年推出的IGBT 4．0芯片，比亞迪的IGBT芯片已經(jīng)研發(fā)了超過十年，成為國內(nèi)首個貫通新能源汽車IGBT芯片設(shè)計、晶圓制造、模塊封裝、仿真測試以及整車測試等全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)。成功緩解了我國車規(guī)級IGBT芯片市場一直被外企“卡脖子”的局面。
斯達(dá)半導(dǎo)體是國內(nèi)唯一進(jìn)入全球前十的IGBT模塊廠商。相較于比亞迪半導(dǎo)體的IGBT技術(shù)從1．0迭代到4．0（相當(dāng)于國際第五代），斯達(dá)半導(dǎo)的IGBT技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了第六代，基于第六代 Trench Field Stop 技術(shù)的IGBT芯片及配套的快恢復(fù)二極管芯片已在新能源汽車行業(yè)實現(xiàn)應(yīng)用。
華潤微：功率IC迎來大年的背景下，華潤微IGBT產(chǎn)品已進(jìn)入整車應(yīng)用并拓展了工業(yè)領(lǐng)域的頭部客戶。同時，華潤微自主研發(fā)的平面型1200V SiC MOSFET進(jìn)入風(fēng)險量產(chǎn)階段；自主研發(fā)的第一代650V硅基氮化鎵D－mode器件樣品靜態(tài)參數(shù)達(dá)到國外對標(biāo)水平，進(jìn)入轉(zhuǎn)量產(chǎn)階段；自主研發(fā)的第一代650V硅基氮化鎵E－mode器件性能達(dá)標(biāo)，器件封裝開發(fā)完成。
3．CMOS圖像傳感器
智能傳感器是汽車傳感器的重要增長點。其細(xì)分品類眾多，車載攝像頭、雷達(dá)（毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)）主流產(chǎn)品。其中，車載攝像頭是發(fā)展最成熟的類別。
車載攝像頭是ADAS系統(tǒng)的主要視覺傳感器，ADAS的普及為其帶來巨大市場空間。攝像頭數(shù)量的上漲，也帶動內(nèi)部視覺傳感器芯片的供不應(yīng)求。視覺傳感器芯片，主要包括2類：CMOS圖像傳感器（CIS）和圖像信號處理芯片（ISP）。其中，CIS中的CMOS芯片供應(yīng)較為緊張，主要由于其擴(kuò)產(chǎn)壁壘高，但需求增長快。
國內(nèi)廠商的大部分產(chǎn)品處于中低端水平，較少開發(fā)出并量產(chǎn)應(yīng)用于汽車等領(lǐng)域的高端CMOS傳感器芯片產(chǎn)品。國內(nèi)CMOS芯片廠商的大部分產(chǎn)品用于中低端手機(jī)、平板、通訊、游戲機(jī)、監(jiān)視器等領(lǐng)域，僅有比亞迪等少數(shù)廠商能夠開發(fā)出應(yīng)用于汽車等領(lǐng)域的高像素CMOS傳感器芯片產(chǎn)品，并成功量產(chǎn)。近年來，國內(nèi)廠商韋爾股份和思特威等企業(yè)開始發(fā)力。
韋爾股份主要通過子公司豪威科技布局CMOS業(yè)務(wù)，目前與眾多國內(nèi)外車企建立了合作關(guān)系，產(chǎn)品覆蓋從VGA到800萬像素區(qū)間，能滿足產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域從傳統(tǒng)的倒車?yán)走_(dá)影像、行車記錄儀擴(kuò)展到電子后視鏡、360度全景成像、高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、駕駛員監(jiān)控（DMS）等領(lǐng)域。
思特威相繼發(fā)布多款車規(guī)級CMOS傳感器瓜分市場。還推出了AI高階成像系列、SL超星光級系列、GS全局快門系列、IoT系列、CS消費類系列等多系列產(chǎn)品匹配更多的應(yīng)用場景。以自主創(chuàng)新的CMOS圖像傳感器技術(shù)助力國產(chǎn)替代的快速發(fā)展。
4．存儲芯片
未來智能汽車，尤其是無人駕駛，將不僅僅是交通工具，更是信息匯總、數(shù)據(jù)中心和傳輸中心，對于數(shù)據(jù)和處理能力的要求也會越來越高。預(yù)計汽車存儲系統(tǒng)隨著智能化水平提升容量和性能將實現(xiàn)快速增長，汽車將成為存儲器步入千億美金市場的核心因素。
汽車智能化，對兩類存儲芯片的需求增量最大：DRAM和NAND。其中，DRAM，是目前“缺芯”危機(jī)中告缺的品類。在汽車存儲芯片方面，國內(nèi)的北京君正、兆易創(chuàng)新產(chǎn)品均已導(dǎo)入車用市場。
北京君正收購北京矽成后進(jìn)入車載存儲芯片領(lǐng)域，已與博世汽車、大陸集團(tuán)等下游車企達(dá)成緊密合作。現(xiàn)在已研發(fā)并在全球大規(guī)模銷售工業(yè)級RAM芯片的企業(yè)，具備成熟的車規(guī)級芯片研發(fā)平臺，生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節(jié)均已通過ISO／TS16949認(rèn)證，且所有產(chǎn)品均達(dá)到或超過AEC－Q100。
兆易創(chuàng)新推出內(nèi)存最高容量為2GB的NOR Flash GD25系列產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品通過了AEC－Q100認(rèn)證，是國內(nèi)唯一實現(xiàn)全國產(chǎn)化的車規(guī)級閃存芯片，主要面向汽車、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具有隨機(jī)存儲、可靠性強、讀取速度快、可執(zhí)行代碼等特性。同時，該芯片的數(shù)據(jù)保存能力可達(dá)20年，編程／擦除周期達(dá)100000次，能為汽車和工業(yè)應(yīng)用提供穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)讀寫能力。
結(jié)語
單一國家或地區(qū)建設(shè)完整產(chǎn)業(yè)鏈確實有難度，在某些環(huán)節(jié)一定會遭遇“卡脖子”現(xiàn)象。然而全球分工模式正在被打破，國家開始重視發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈。不管是從國家戰(zhàn)略層面來思考，還是地方政策和企業(yè)自身來考量，我國都在積極建設(shè)半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈。
在全球最大的市場及國家資金等的支持下，半導(dǎo)體國產(chǎn)化正在全面提速，中國半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域核心公司也迎來了歷史性發(fā)展機(jī)遇。
