智能網(wǎng)聯(lián)汽車芯片論壇：汽車“四化”帶給半導(dǎo)體新機(jī)會(huì)

李佳師

10月15日，由中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院共同主辦，賽迪智庫(kù)集成電路研究所、中國(guó)電子報(bào)社承辦的第三屆全球IC企業(yè)家大會(huì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車芯片分論壇舉行。分論壇上，與會(huì)專家就智能網(wǎng)聯(lián)汽車芯片產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的話題進(jìn)行了深入的探討。

今年下半年以來(lái)，我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)在全球各主要經(jīng)濟(jì)體中實(shí)現(xiàn)率先回暖，乘用車零售銷量也連續(xù)保持月度同比正增長(zhǎng)，9月，新能源車銷售更是出現(xiàn)了翻倍。10月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過(guò)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020- 2035）》提出力爭(zhēng)經(jīng)過(guò)15年持續(xù)努力，使我國(guó)新能源汽車核心技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，質(zhì)量品牌具備較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，我國(guó)進(jìn)入世界汽車強(qiáng)國(guó)行列。

我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)加速向電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化（簡(jiǎn)稱“四化”）方向發(fā)展?！八幕弊鳛槲磥?lái)汽車行業(yè)變革的主旋律，大部分的技術(shù)創(chuàng)新都與半導(dǎo)體緊密相連。汽車電子更有望成為半導(dǎo)體行業(yè)中最具發(fā)展活力與潛力的市場(chǎng)方向。

我們正在進(jìn)入軟件定義一切的時(shí)代，軟件定義汽車意味著汽車將被重新定義，汽車變成了四個(gè)輪子上的超級(jí)計(jì)算機(jī)，其架構(gòu)也從原來(lái)電子電氣架構(gòu)向中央計(jì)算架構(gòu)方向演進(jìn)。未來(lái)智能汽車產(chǎn)業(yè)會(huì)形成“芯片+算法+數(shù)據(jù)+軟件”的全新布局，這使得傳統(tǒng)汽車企業(yè)與有軟件和AI計(jì)算能力的芯片公司進(jìn)行戰(zhàn)略合作成為趨勢(shì)，目前BMW與Mobileye，奔馳與英偉達(dá)，中國(guó)車企與地平線等紛紛進(jìn)行合作。

汽車“四化”演進(jìn)，將給整個(gè)汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都帶來(lái)新的機(jī)會(huì)，帶動(dòng)包括傳感、功率、MCU、模擬、邏輯、存儲(chǔ)在內(nèi)的整個(gè)汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)。

其中，功率器件作為控制及驅(qū)動(dòng)模塊弱-強(qiáng)電、交-直流電能轉(zhuǎn)換的核心，在電路中起到整流、放大及開(kāi)關(guān)的作用，在電控系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等場(chǎng)合獲得廣泛應(yīng)用，給功率半導(dǎo)體器件在汽車電子的應(yīng)用帶來(lái)增長(zhǎng)。

而MCU作為汽車的大腦，扮演核心的思考、運(yùn)算、控制的功能。在“四化”的趨勢(shì)下，對(duì)MCU提出了新的挑戰(zhàn)。從目前來(lái)看，MCU仍需突破技術(shù)瓶頸，在功能安全、域控制器等領(lǐng)域取得突破，同時(shí)產(chǎn)品需要更豐富、更系列化，給客戶平臺(tái)化的選擇。

汽車電子需求的變化，給謀求變局的中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)帶來(lái)新的機(jī)會(huì)，有望從跟跑進(jìn)入并跑軌道。

○專家觀點(diǎn)

日月光集團(tuán)技術(shù)開(kāi)發(fā)暨設(shè)計(jì)處長(zhǎng)林子翔：

汽車邁向“四化”需要新的封裝方式

與其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品不同，汽車電子中的元器件需要在嚴(yán)苛的環(huán)境中進(jìn)行工作，因此需要采用框架形式的封裝束滿足更高可靠性的要求。

汽車朝自動(dòng)化、無(wú)人化、智能化的方向發(fā)展，需要應(yīng)用到汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品的領(lǐng)域會(huì)越來(lái)越多，不管是內(nèi)燃機(jī)控制、燃油控制，還是從自動(dòng)化、舒適性以及娛樂(lè)化等方面考量，都需要使用汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品。

目前，市場(chǎng)對(duì)更薄的晶圓和性能有更強(qiáng)勁的需求，驅(qū)動(dòng)晶圓切割技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。現(xiàn)在主要的切割技術(shù)有三種：刀片切割、隱形切割以及等離子切割，其中等離子切割技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，具有廣泛的前景，主要應(yīng)用于3D package、MEMS、LED、RFID等。

在汽車電子應(yīng)用上，另一個(gè)重要技術(shù)是傳感囂制造MEMS。傳感囂在汽車上的應(yīng)用非常廣泛，無(wú)論是光學(xué)、壓力還是氣體傳感器，都有大量的需求。目前針對(duì)傳感器的主要封裝方式分成三種：pre-mold、partial-mold、cavity-lid。

地平線公司首席戰(zhàn)略官鄭治泰：

汽車電子在整車成本中的占比越來(lái)越高

汽車電子在整車價(jià)值中的占比越來(lái)越高。預(yù)計(jì)2030年，特斯拉中汽車電子占比將增至整車成本的45%。AI讓出行更安全、更智能，同樣海量數(shù)據(jù)和復(fù)雜場(chǎng)景也帶來(lái)前所未有的AI算力挑戰(zhàn)，以一輛自動(dòng)駕駛車輛平均每天產(chǎn)生600TB-1000TB數(shù)據(jù)計(jì)算，僅2000輛自動(dòng)駕駛車輛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就會(huì)超過(guò)2015年全球一天的數(shù)據(jù)量。

由海量數(shù)據(jù)處理需求驅(qū)動(dòng)，智能駕駛產(chǎn)業(yè)正掀起一場(chǎng)算力“軍備競(jìng)賽”，隨著ADAS等級(jí)的提高，AI算力要求和芯片價(jià)值不斷攀升。一個(gè)值得注意的趨勢(shì)是，傳統(tǒng)主機(jī)廠與有軟件能力的芯片公司進(jìn)行整體戰(zhàn)略合作是必由之路。

車載AI芯片開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、難度大，處于AI、智能汽車與集成電路三大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的交匯點(diǎn)，是當(dāng)代硬科技的珠穆朗瑪。車載芯片將超越手機(jī)芯片，成半導(dǎo)體技術(shù)引領(lǐng)者。

Imagination市場(chǎng)及業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)鄭魁：

汽車智能化對(duì)GPU算力提出更高要求

隨著汽車向智能化、電氣化發(fā)展，駕駛艙環(huán)境對(duì)GPU算力的要求越來(lái)越高，GPU不僅用來(lái)計(jì)算，還可應(yīng)用于人臉識(shí)別、ADAS等場(chǎng)景。與此同時(shí)，汽車場(chǎng)景中與計(jì)算相融合的場(chǎng)景越來(lái)越多，比如在導(dǎo)航的時(shí)候需要把障礙物標(biāo)注出來(lái)，這也要求對(duì)GPU的能力進(jìn)行剮分。

目前看，雖然GPU可進(jìn)行AI運(yùn)算，但NPU仍是在功耗和性能上達(dá)到最好的方式。隨著自動(dòng)駕駛L3、L4級(jí)別的技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)于算力的需求會(huì)越來(lái)越高，因而對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器提出了新的要求，除了更高的性能、更小的功耗外，還需更好的可擴(kuò)充性、靈活性及標(biāo)準(zhǔn)化的軟件接口。

Imagination是一家半導(dǎo)體IP公司，有三個(gè)產(chǎn)品線：一是GPU，二是AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器NPU，三是類似WiFi的連接IP。Imagination今年發(fā)布了XS系列產(chǎn)品，它是面向汽車行業(yè)的GPU。

瑞薩電子中國(guó)汽車電子解決方案事業(yè)本部副部長(zhǎng)趙坤：

汽車網(wǎng)聯(lián)化帶來(lái)安全新挑戰(zhàn)

“四化”正在改變汽車電子產(chǎn)業(yè)。其中網(wǎng)聯(lián)化將加速云端服務(wù)的擴(kuò)展部署，自動(dòng)化將帶來(lái)L4自動(dòng)駕駛，共享化將催生新的業(yè)務(wù)模式，電氣化將帶動(dòng)EV市場(chǎng)高速增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)零排。

新一代電子電氣架構(gòu)具有更加集中化的趨勢(shì)，并且“集中化ECU”會(huì)在未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)存在，直到新一代通信接口出現(xiàn)，并在現(xiàn)有總線接口的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)大的提升。

當(dāng)所有的車都聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)聯(lián)化帶來(lái)便利的同時(shí)，黑客對(duì)它進(jìn)行攻擊也更方便，黑客在家就能遠(yuǎn)程攻擊車輛。如何解決這個(gè)問(wèn)題？從半導(dǎo)體芯片的角度，需要集成符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的加密模塊。目前瑞薩推出的所有MCU和SoC產(chǎn)品里面都集成了目前業(yè)界符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的加密模塊。

華微電子副總裁楊壽國(guó)：

未來(lái)兩年汽車用功率半導(dǎo)體有望增長(zhǎng)

2019年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模有所縮減，但中國(guó)市場(chǎng)保持上升勢(shì)頭，主要?dú)w功于汽車電子、5G等技術(shù)的迅猛發(fā)展。據(jù)預(yù)測(cè)，到2022年，中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)將從2020年的1616億元增長(zhǎng)至1960億元。

目前國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信和消費(fèi)電子仍是功率半導(dǎo)體主要市場(chǎng)。2019年，用于汽車的功率半導(dǎo)體銷售額為209.6億元;未來(lái)兩年，汽車行業(yè)在功率半導(dǎo)體器件應(yīng)用方面的占比將逐步提升。

新能源汽車的快速增長(zhǎng)進(jìn)一步拉動(dòng)了功率半導(dǎo)體器件的需求，SiC器件是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。SiC是最有發(fā)展前景的新能源汽車功率半導(dǎo)體，它具有損耗小、體積小等特點(diǎn)，提升續(xù)航的同時(shí)還能大幅降低成本。

MOSFT和IGBT將成為市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。目前平均每臺(tái)車配備約120個(gè)MOSFET，絕大多數(shù)為硅基低壓MOSFET，預(yù)計(jì)未來(lái)高端純電動(dòng)車上高低壓MOSFET總數(shù)量有望達(dá)到400個(gè)。

中低壓MOSFET的技術(shù)選代發(fā)展將呈尺寸小、功耗低、散熱佳的趨勢(shì)，芯片技術(shù)將從平面技術(shù)向Trench技術(shù)再到SGT技術(shù)的方向發(fā)展。封裝技術(shù)發(fā)展將向更小的封裝體積和更好的散熱能力方向進(jìn)行改進(jìn)。

杰發(fā)科技副總張經(jīng)理童強(qiáng)華：

每車MCU需求有望從70顆增加到100顆

汽車智能化已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。在智能汽車上有很多傳感器，這些傳感器獲取外部數(shù)據(jù)之后，需要有一個(gè)大腦進(jìn)行處理、運(yùn)算與控制，MCU就是做這個(gè)事情。

現(xiàn)在平均每輛車用到的MCU至少70顆以上，隨著汽車智能化和電子化的發(fā)展，每輛車采用MCU有可能達(dá)到上百顆。為什么需要這么多？因?yàn)殡S著傳感器導(dǎo)入數(shù)據(jù)的增加，需要越來(lái)越多的MCU幫它進(jìn)行運(yùn)算和處理。

從國(guó)內(nèi)外廠商的占比來(lái)看，MCU整體市場(chǎng)逐年穩(wěn)步上漲，國(guó)產(chǎn)MCU占比低，市場(chǎng)空間大。車規(guī)級(jí)MCU主要以國(guó)外廠商為主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)廠商占比比較少，但未來(lái)市場(chǎng)空間巨大。在消費(fèi)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)MCU廠商要跳出價(jià)格戰(zhàn)，尋找自己的定位。在汽車市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)需突破技術(shù)瓶頸，在功能安全、城控制器等領(lǐng)域取得突破，在產(chǎn)品的豐富度與平臺(tái)化上進(jìn)行更多的推動(dòng)。