張毅 張書琛 黎坤
自動駕駛一向被視為汽車智能化賽道的“皇冠明珠”,爭奪者眾。面對中國市場迅速崛起的諸多智能電動汽車品牌,海外老牌車企一向是被迫應戰(zhàn)。
近期,為提高智能化程度,研發(fā)高性價比的高級輔助駕駛系統(tǒng)和自動駕駛解決方案,大眾選擇從資本層面與智能芯片公司地平線合作。這次合作不僅投出了大眾入華四十年以來最大一筆單項合作資金——24億歐元(約合人民幣176億元);更值得注意的是,在汽車智能化領域相對保守的大眾選擇的合作企業(yè),不再是海外供應商,而是一家中國本土芯片企業(yè)。
經過梳理我們發(fā)現(xiàn),除了是新能源汽車最大的市場之外,中國也正在成為國際車企技術研發(fā)、供應鏈布局的關鍵陣地。換句話講,激烈競爭的中國新能源車市場正在一步步重塑跨國車企的全球供應鏈。
在傳統(tǒng)燃油車時代,零部件行業(yè)競爭格局相對穩(wěn)定。動力總成(動力性能、燃油經濟性)、底盤系統(tǒng)(底盤操控性、舒適性)、NVH(隔音、減振)等是主要的競爭領域,外資車企及零部件供應商憑借長時間的積累形成了較高的技術壁壘。
隨著新能源汽車滲透率快速提升,電動化(電池、電驅、電控)以及智能化(智能座艙、智能駕駛)逐步成為新能源車時代的兩大核心競爭領域。在電動化領域,中國已建立起從上游原材料到下游制造環(huán)節(jié)均較為完善的新能源三電系統(tǒng)自主產業(yè)鏈,比亞迪等部分車企已具備完備的三電系統(tǒng)技術及產能,三電系統(tǒng)基本實現(xiàn)自主可控;在智能化領域,智能座艙及智能駕駛配置升級成為主流趨勢,國內車型智能化配置滲透率持續(xù)提升,但中國在汽車芯片、車載操作系統(tǒng)等部分關鍵環(huán)節(jié)仍然依賴外資。
新能源汽車的“果鏈”
蘋果推動了“果鏈”相關企業(yè)從制造到技術的成長,而“果鏈”相關企業(yè)同樣成就了蘋果。在新能源汽車領域,同樣有著類似“果鏈”的存在。
作為新能源汽車領域的現(xiàn)象級品牌,特斯拉也成為全球新能源汽車領域成長的紅利分享者,其全球交付量呈現(xiàn)快速提升態(tài)勢,2013年全球交付量僅2.25萬輛,2021年提升至93.61萬輛,年復合增長率為59.4%,2014年后年銷量同比增速均保持在35%以上,2022年,特斯拉全球總交付量131萬輛,相比2021年增長40%;生產137萬輛,同比增長約47%,其中第四季度生產了近44萬輛,交付約40.5萬輛,創(chuàng)下新的交付紀錄。
特斯拉自動化工廠
Mobileye的市場份額正在被中國供應鏈企業(yè)蠶食
寧德時代已經開始技術輸出
特斯拉維持交付量的底氣源自其在全球的產能布局,具體來看,其在美國弗里蒙特工廠設計產能最大實現(xiàn)65萬輛,其中包含10萬輛ModelS/X及55萬輛Model 3/Y,處于生產過程中;德州奧斯汀超級工廠ModelY的設計產能超過25萬輛,處于產能爬坡過程中,Cybertruck也在進行設備調試;內華達超級工廠主要生產TeslaSemi,處于早期生產爬坡過程中除美國之外,上海超級工廠經過7月份的產線改造后,Model3/Y的設計產能超過75萬輛;德國柏林超級工廠設計產能超過25萬輛,也正處于產能爬坡過程中,綜合來看特斯拉在全球各工廠的最大設計產能已經超過190萬輛。
特斯拉龐大產能的背后,有著一大幫新能源汽車產業(yè)供應鏈企業(yè)支持,其在中國的供應鏈企業(yè)就包括拓普集團、新泉股份、銀輪股份、華域汽車、岱美股份、三花智控等,各公司配套不同零部件產品,為特斯拉產能提升護航的同時,也推動著企業(yè)自身技術、產能的提升,進而有了角逐全球汽車供應鏈的實力。
拿下“高精尖”項目的中國企業(yè)
相比早期依靠成本、服務拿下海外車企訂單,賺一份“辛苦錢”,經過多年發(fā)展和積累,我國新能源汽車供應鏈企業(yè)無論是規(guī)模還是技術都有了同國際巨頭一較高低的實力。
以代表新能源汽車技術集大成的自動駕駛為例,Mobileye一個品牌代表一個品類賽道的局面正在被中國廠商打破。2022年底,大眾集團宣布計劃投資24億歐元(約176億元人民幣)與中國汽車智能芯片公司地平線攜手打造智能駕駛軟件,這意味著Mobileye在大眾的份額將進一步降低。地平線雖然年輕,但憑借性能和成本優(yōu)勢,目前已同奧迪、比亞迪、理想等二十余家車企簽下超70款車型的前裝量產定點項目,此前這些車企幾乎都是Mobileye的客戶。
地平線之外,百度、小馬智行自動駕駛算法同樣達到了行業(yè)一線水平。百度開發(fā)Apollo平臺,賦能多家汽車廠商自動駕駛技術。而大疆開發(fā)的自動駕駛系統(tǒng)也搭載五菱KiWiEV量產,試圖以此為樣板拿下更多用戶,為進軍國際市場做好了準備。
強勢崛起的國內新能源供應鏈企業(yè)除得到大眾這樣整車企業(yè)的重視外,汽車產業(yè)鏈上的“超級供應商”博世也放下身段進行合作。作為國內自動駕駛芯片領域的“獨角獸”企業(yè),黑芝麻在2022年就獲得了博世的戰(zhàn)略投資,更成為博世在國內投資的第一家自動駕駛芯片企業(yè),完善了博世在自動駕駛產業(yè)鏈的布局。
對于博世的戰(zhàn)略投資,黑芝麻智能CMO楊宇欣表示,“隨著整個汽車產業(yè)的發(fā)展,即使是這些全球化的鐵腕,他們也需要去順應時代和本土市場的需求,用本土的供應鏈其實是他們的一個方向之一。”
新能源汽車供應鏈出海提速
國內新能源汽車供應鏈出海一直在提速,而動力電池則成為供應鏈出海的排頭兵。
以新能源電池巨頭寧德時代為例,2022年12月22日,寧德時代與英國新能源投資商GreshamHouse儲能基金公司達成近7.5GWh長期供貨意向協(xié)議。雙方根據(jù)市場需求,將合作規(guī)模擴大至10GWh,共同推動公用事業(yè)規(guī)模儲能的應用落地。而在美國,福特公司于美國東部時間2023年2月13日宣布,計劃與寧德時代合作,投資35億美元在密歇根州建立一家電動汽車電池廠。
對此,福特負責電動汽車產業(yè)化的副總裁麗莎·德雷克表示:福特將通過一家全資子公司擁有這個新工廠,而不是作為與寧德時代的合資企業(yè)運營,但福特將從寧德時代那里獲得技術許可。
這意味著福特投資建廠,寧德時代則提供技術。雖然寧德時代仍然未能實現(xiàn)在美建廠,但說明其動力電池技術已經獲得認可,在美國市場上邁出了第一步,而這也從側面體現(xiàn)了當下國內新能源汽車供應鏈企業(yè)的技術實力。
寧德時代之外,億緯鋰能、國軒高科、蜂巢能源、欣旺達等廠商都在加速海外投資和建廠,以吸引國外汽車客戶,而歐洲的德國、匈牙利,東南亞的印尼、馬來西亞,成為國內動力電池企業(yè)海外建廠、搶占市場的熱門之地。
國內供應鏈企業(yè)的安全挑戰(zhàn)
長期以來,整車企業(yè)對于工業(yè)鏈有著極高的要求,通常汽配產業(yè)必須布局在整車企業(yè)的供應鏈距離半徑內。以特斯拉為例,其供應鏈距離大多是100km以內,即只要特斯拉在上海那它的上游供應鏈企業(yè)也必須在上海周邊。也就是說只要某地本身就具有整車產業(yè)的話那是最適合特斯拉的,這將對其供應鏈優(yōu)化有非常大的好處。在進一步融入全球車企供應鏈,就近供應的紅線下,本土化就成為眾多供應鏈企業(yè)需要克服的問題。
2023年2月15日美國發(fā)布了全美電動汽車充電設施網絡最終規(guī)定,其中要求,未來聯(lián)邦政府資助的電動汽車充電器必須在美國生產。電動汽車法規(guī)還要求,從2024年7月開始,55%的充電器成本需要來自美國零部件,這對我國新能源供應鏈企業(yè)出海制造了困難。
以現(xiàn)在中國動力電池供應鏈的發(fā)展情況判斷,從中國進口比本地生產更便宜的情況會持續(xù)相當一段時間,可IRA中關于美國是否堅持車用動力電池的關鍵材料必須來自美國簽有雙邊自由貿易協(xié)定(FTA)的國家,以及關鍵部件是否必須在美制造,都尚不明確,這些不確定性無疑阻礙了我國新能源汽車在全球市場,尤其是北美市場的落地。
布局未來的智能座艙
相對于動力電池、結構件、內飾等率先走出去并進入全球車企供應鏈的賽道,國內智能座艙企業(yè)同樣以極為前瞻性的目光做出了全球布局。
德賽西威智能座艙產品
以均勝電子為例,通過自主研發(fā)+海外并購雙軌驅動,成功進入海外車企供應鏈,包括大眾、寶馬和戴姆勒等知名整車企業(yè)都已成為均勝電子的客戶,其企業(yè)75%的收入來自國外市場,均勝電子2022年為特斯拉提供汽車智能座艙類和汽車安全類產品,新獲訂單金額超過30億元人民幣。
均勝電子之外,國內智能座艙知名企業(yè)德賽西威歐洲公司第二工廠(以下簡稱“第二工廠”)和物流中心同樣在2022年第三季度正式竣工,德賽西威歐洲公司總經理MichaelWeber表示:“我們很自豪能在原有的天線產品上增加了新的產品線。中國母公司的座艙和信息娛樂解決方案今后也將在此地生產,為歐洲各大車企的新車型配套?!?/p>
智能座艙涉及諸多軟硬件的集成,因此供應商會結合所提供的不同產品類型,不斷切換身份,導致產品邊界不斷拓寬。產業(yè)互相交流碰撞的機會正在增多,也為我國其他新能源供應鏈企業(yè)出海提供了便利。
走向全球的中國車企
除了通過海外品牌車企進入全球供應鏈外,走向全國的國內車企也推動了供應鏈生態(tài)的全球化進程。從中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布(以下簡稱“中汽協(xié)”)的數(shù)據(jù)顯示,2022年汽車出口突破300萬輛,達到311.1萬輛,同比增長54.4%,有效拉動行業(yè)整體增長。中汽協(xié)方面表示,2022年由于海外供給不足和中國車企出口競爭力的大幅增強,汽車出口繼續(xù)保持較高水平,屢創(chuàng)月度歷史新高,自8月份以來月均出口量超過30萬輛。
其中,新能源出口增速格外亮眼,其中更是以純電車型為主。2022年累計出口新能源車112萬臺,第四季度出口新能源車41萬臺,同比增長90%,其中乘用車出口38萬臺,增長89%,特種電動車的出口大部分也是乘用車等車型。伴隨著新能源汽車大踏步走出國門,歐洲和北美正成為中國汽車出口的兩大增量市場,我國汽車產品國際市場地位進一步得到鞏固。
自主品牌新能源汽車在供應鏈選擇上往往以國產為主,從價值較高的“三電”到各類模組、結構件產品,國內車企供應鏈企業(yè)雖然在規(guī)模和技術儲備上暫遜于國際巨頭,但憑借靈活的布局以及成本上的優(yōu)勢,隨著技術的不斷迭代,新能源汽車供應鏈各個環(huán)節(jié)同樣涌現(xiàn)了一大批優(yōu)質的自主供應鏈企業(yè)。對標智能手機產業(yè)鏈發(fā)展軌跡,一些極具創(chuàng)新意識和技術儲備的企業(yè),未嘗不能成長為參天大樹。
數(shù)據(jù)來源:中國汽車工業(yè)協(xié)會
市場在召喚
中國企業(yè)之所以能走到國際車企的供應鏈中,與國內汽車電動化、智能化的市場發(fā)展態(tài)勢息息相關。
從銷售數(shù)據(jù)來看,中國仍將是新能源汽車普及最大的收益市場,而龐大的市場規(guī)模正是推動國際車企將供應鏈融入中國本土最重要的動力。
盡管受春節(jié)假期以及實施14年的國補剛剛退出等因素影響,1月新能源汽車銷量環(huán)比大降43.8%、同比僅微增1.8%,但有第三方機構樂觀預測,今年全年新能源汽車的滲透率依然會沖擊40%。
中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,2022年中國新能源汽車共銷售688.7萬輛,市場滲透率為25.6%。而主管部門此前制定的目標是“2025年新能源汽車滲透率達到20%,2030年達到40%”,在中國電動汽車百人會看來,既然可以提前三年超額完成目標,那么在2023年實現(xiàn)七年后的目標未必沒有可能。
中國電動汽車百人會的樂觀預測基于多個有較大增長潛力的細分市場。一是二三線及以下城市會成為新能源汽車市場增長的重要支撐;二是從產品結構來看,新能源汽車啞鈴式的銷量結構將會向紡錘型進化,也就是說15萬~30萬元這一價格區(qū)間內的中端車市場銷量占比有望接近一半。
另一方面,特斯拉掀起的價格戰(zhàn)疊加2023年將有超百款新能源車即將陸續(xù)面世的消息,導致當下整車廠在中國市場中的競爭態(tài)勢可以用“廝殺”來形容。
在這種市場環(huán)境中,國際頭部車企如果還在堅持海外總部主導、緩慢轉型出新的策略,必然會在新能源時代面臨掉隊風險。因此,除了在中國加碼產能,靈活度也成了國際車企能夠迅速響應市場需求的重要命題之一。
國內新能源車銷量增長預期樂觀圖源:中國汽車工業(yè)協(xié)會
大眾中國董事長兼首席執(zhí)行官貝瑞德
地平線上車迅猛
以豐田為代表的日系車企選擇上車商湯絕影軟件
“中國車企可以在兩年半內開發(fā)出一款新車,大眾汽車需要大約四年的時間?!贝蟊娭袊麻L兼首席執(zhí)行官貝瑞德(Ralf Brandsttter)曾在采訪中透露的信息,其實是跨國車企在中國轉型遲緩的通病——長期以來,跨國車企的中國區(qū)僅負責本地的生產和銷售,新車型、新技術乃至關鍵供應商均由海外總部決定。
漫長的決策鏈條已經讓部分老牌車企失去先機。去年年中,在中國銷售新能源車型已經超過70款的情況下,通用高端品牌凱迪拉克和豐田才攜電動車型姍姍來遲,市場也是反響寥寥。凱迪拉克電動車型銳歌目前還保持著幾百輛的月銷;電動化進展緩慢更是拖累了豐田的整體表現(xiàn),豐田汽車中國市場銷量十年來首次出現(xiàn)同比微降,在電動汽車扎堆的豪華品牌市場,雷克薩斯中國銷量同比下跌18.6%。
相反,去年在中國市場交付了超過18萬輛新能源車的大眾早已率先放權,以適應變化迅速的中國市場。
據(jù)公開資料顯示,去年8月起,大眾中國董事會已經成為大眾集團在華跨品牌中樞決策組織,由貝瑞德?lián)沃飨?;中國董事會也迎來了擴容,包括奧迪品牌、CARIAD和其他主要職能部門的代表均被吸納入新的中國董事會,直接向貝瑞德匯報。大眾官方解釋是,這一全新的組織架構,將會“提升決策效率和決策靈活度”。簡單來講,就是大眾中國董事會獲得了更大的決策以及研發(fā)自主權。
有了更自由的轉向空間后,自然要增加產品的競爭力,而最好的“練兵場”正是競爭激烈的國內新能源汽車市場。貝瑞德曾形容,中國電動汽車市場已經是“行業(yè)巨型健身中心”,這里有最嚴苛的消費者,也有成熟的產業(yè)鏈。選擇新的本土合作伙伴勢在必行。
本土企業(yè)靠服務取勝?
中國新能源汽車供應鏈最響亮的招牌莫過于動力電池。但在動力電池之外,無論是車規(guī)級芯片或智能駕駛方案,還是智能座艙中的軟硬件制造,跨國車企的供應鏈中都少不了中國企業(yè)的身影,甚至開始取代傳統(tǒng)的國際供應商。那么這些企業(yè)優(yōu)勢在哪?總的來看,中國企業(yè)的優(yōu)勢不在于技術先進性,而在于技術的產業(yè)化、適用性上。
智能汽車頭部車企希望自己掌控自動駕駛算法構筑“護城河”,掌握開發(fā)產品的主動權,但更多的車企出于成本考慮,普遍選擇接受第三方智能駕駛方案。
不過,由于智能駕駛涉及車輛安全性,車企大多對供應商的工程能力、安全冗余的設計要求極高,所以全球供應商較為集中。高工智能發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2021年中國市場前裝智能駕駛輔助系統(tǒng)視覺感知芯片和算法方案市場中,英特爾收購的Mobileye以36.29%市占率位居第一;到了2022年,Mobileye就已經讓位于特斯拉和地平線,位居第三名。
而跨國車企除了考慮安全性還需要衡量全球范圍內多個平臺和車型協(xié)同,為了降低管理研發(fā)復雜度,一般相對保守,極少考慮國內自動駕駛供應商。因此,大眾從資本層面牽手國內智能芯片企業(yè)地平線,探索新的全棧智能駕駛解決方案,可以說是國產智能駕駛方案標志性的一步。
智能駕駛初創(chuàng)企業(yè)毫末智行董事長張凱曾直言,智能駕駛在中端車市場激活后,潛力比高端車市場大得多,但前提是要“降低成本,讓這部分市場消費者接受”。據(jù)地平線創(chuàng)始人兼CEO余凱透露,英偉達高端大算力芯片Orin的價格是400美金左右,自家征程5的價格是它們的一半不到。
從芯片性能上看,無論是工藝制程還是單片算力水平,征程5與Orin都相差甚遠;不過地平線相比海外企業(yè),有一個最大的優(yōu)勢——更了解本土企業(yè)的需求。
相比于Mobileye較為強勢的態(tài)度和封閉的生態(tài)環(huán)境,地平線等國內智能芯片廠商愿意給予整車廠更大的話語權。2021年5月,理想發(fā)布改款理想ONE,芯片廠商從Mobileye換成了地平線的征程3芯片,以支持800萬像素的攝像頭,實現(xiàn)L2級自動駕駛。
另一個優(yōu)勢則在于定制化效率。據(jù)地平線官網數(shù)據(jù)顯示,截至目前,征程系列芯片出貨量已經突破150萬片,與20余家車企達成了超過70款車型的前裝量產項目合作。
禾賽已經從拼成本與服務,逐漸轉向“拼技術”
大規(guī)模量產的實踐經驗和積累體現(xiàn)在了地平線自動駕駛方案的落地效率上。有熟悉智能駕駛研發(fā)的業(yè)內人士表示,跨國車企如果跟海外智能駕駛方案供應商合作,周期至少要兩年以上,交給地平線可以壓縮到七個月。
同樣“拼服務”“拼成本”搶占市場的還有激光雷達。車載激光雷達雖然是一種標準產品,但取決于安裝位置不同,需要做不同的功能和耐久測試,禾賽、圖達通等國內激光雷達廠商早已習慣了積極配合車企方案。
由于國內造車新勢力們更為激進,在硬件配置選擇了先上車,再補軟件能力,這種大規(guī)模采購不僅“養(yǎng)活”了一批激光雷達廠商,也間接推動了國內激光雷達的技術迭代。當激光雷達從無人駕駛車輛進入量產車時,整車廠會希望有更穩(wěn)定、更耐多種路況折騰的固態(tài)或混合固態(tài)激光雷達,這刺激了廠商的技術研發(fā)降本進度。
慢慢地,國內激光雷達廠商在技術上從跟隨變成了引領狀態(tài),甚至在國外友商紛紛陷入經營困境時,國內激光雷達第一股禾賽已經成功登陸納斯達克。而當產品在國內實現(xiàn)了較好體驗后,再出口全球則是一件非常自然的事情。
另一個汽車智能化的重要領域則是座艙。智能座艙門檻要比智能駕駛低,卻是國內消費者更為關注的賣點。目前,在供應商層面,艙內AI(基于視覺)主要由攝像頭、處理芯片、控制器(獨立或集成)以及軟件算法組成。其中嵌入跨國車企的供應鏈中的中國供應商數(shù)量可觀。
高工智能統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2022年上半年,中國市場乘用車前裝座艙AI軟件供應商中,商湯絕影軟件搭載量排名第一,市場份額為15.76%,較第二位的東軟集團高出約10個百分點,本田純電首發(fā)車型e:N系列搭載的正是其DMC駕駛員狀態(tài)感知系統(tǒng)。
不過,供應鏈的開放同樣意味著競爭。作為國內前裝車載語音市場份額的龍頭企業(yè),科大訊飛2022年上半年智慧汽車相關業(yè)務營收卻下跌5.72%。原因除了有增長天花板隱現(xiàn)的危機外,更加成熟化的智能產品微軟小冰也不容小覷。
科大訊飛的戰(zhàn)略客戶之一,廣汽集團旗下的廣汽傳祺就在去年宣布與微軟小冰達成合作,基于人工智能小冰和開放域對話引擎,共同研發(fā)可定制的、具有完備情感交互能力的“虛擬人”(AIbeing)。如今小冰背靠OpenAI,科大訊飛又該如何追趕?
雖然中國汽車產銷和新能源汽車市場規(guī)模穩(wěn)居世界第一,但汽車芯片自給率不足10%,國產化更是不足5%,造成中國汽車產業(yè)大而不強,發(fā)展受限。簡單來說就是邊緣芯片做太多,而核心芯片都在外國人手里,最重要的是,自2020年起全球半導體交付周期持續(xù)走高,“缺芯”的問題嚴重影響到了中國車企的供應鏈穩(wěn)定性,2021年蔚來李斌就曾坦言每輛車就有10%的芯片存在供應短缺問題。那么,在新能源汽車供應鏈上,國產到底有哪些客觀存在的差距呢?
MCU以外資為絕對主導,國產還在突破商業(yè)化
MCU(微控制器)是一種輕量化的計算芯片,可以在單芯片上實現(xiàn)基礎的計算機系統(tǒng),廣泛應用于汽車電子控制單元(ECU)上。單車MCU用量從幾十到幾百顆不等,普通傳統(tǒng)燃油汽車平均單車搭載70個;豪華傳統(tǒng)燃油汽車平均單車搭載150個,而新能源汽車因其智能化水平較高,所以平均單車搭載數(shù)量達到300個左右,高端車型甚至會采購上千顆MCU芯片,而這些MCU芯片主要用于自動駕駛相關的硬件控制系統(tǒng)。
由于MCU產業(yè)極其成熟,再加之下游廠商不會輕易替換供應商,所以此前國內MCU自給率非常低,這也是中國車企最為短缺,也是國產供應鏈最薄弱的環(huán)節(jié)。除比亞迪外,中國廠商的市場份額幾乎為0,這也是為什么比亞迪受缺芯影響最小的關鍵原因,因為它的部分MCU芯片實現(xiàn)了自給自足。
從競爭格局看,恩智浦、瑞薩、意法半導體、英飛凌、微芯科技等全球巨頭占據(jù)了超過98%的市場份額,形成了幾乎絕對壟斷的局面。國內MCU廠商雖然多,但規(guī)模普遍偏小,代表廠商有兆易創(chuàng)新、中穎電子、國民技術、樂鑫科技和復旦微電等等。
車規(guī)MCU的使用數(shù)量非常龐大,亟待國產突圍
MCU的突破難點在于車規(guī)資質認證難度高,前期成本高,認證周期長,AEC-Q100認證的41項測試需要至少6個月左右才能完成,導致企業(yè)投入產出往往不成正比。但好在目前汽車MCU的庫存仍低于預期,市場機會尚存。而國內多家MCU廠商已量產32bit車規(guī)級MCU,并成功進入汽車OEM廠商供應鏈,與此同時還有部分國產MCU廠商公布了其車用MCU產品的商業(yè)化進程。
IGBT供需緊張,漸漸打破外企壟斷格局
作為“十四五規(guī)劃”點名重點發(fā)展的第三代半導體,在新能源市場有著廣泛的應用
車規(guī)級IGBT(絕緣柵雙極晶體管)是新能源汽車電機控制器、車載空調、充電樁等設備的核心元器件,主要起到將直流電源逆變?yōu)榻涣麟妷旱淖饔?,是電控系統(tǒng)中最核心的電子器件之一。目前,由于車規(guī)級IGBT模塊驗證周期長、制作工藝需要的技術難度和可靠性要求高,行業(yè)主要集中于全球IDM廠商,如英飛凌、安森美、賽米控、德州儀器、意法半導體、三菱電機等。
不過,隨著我國對于IGBT的需求持續(xù)增加,國內優(yōu)勢企業(yè)也在持續(xù)加快IGBT研發(fā)和產能建設,根據(jù)各家公司公告資料,目前斯達半導自主研發(fā)的第二代芯片已實現(xiàn)量產,對標國際第六代IGBT芯片;時代電氣現(xiàn)已研制生產50余種IGBT模塊;士蘭微已量產車規(guī)級“精細溝槽+場截止”芯片,電動汽車主電機驅動模塊已通過國內多家客戶測試,并已實現(xiàn)部分批量供貨。值得一提的是,因為純電車型續(xù)航虛標和充電速度較慢的問題一直存在,所以以碳化硅為代表的第三代半導體技術倍受國內新能源廠商的關注,比如比亞迪、蔚來、小鵬都已經開始搭載碳化硅器件,得益于碳化硅材料更高的電子飽和速率、擊穿電壓、熱導率、禁帶寬度及抗輻射能力等特征,以此材料制成的半導體器件相比硅基器件更加耐高壓、耐高溫,而且功耗低、體積小、重量更輕,可支持800V超高壓驅動,大幅提升充電性能的同時還可以減輕車體重量,提高續(xù)航里程。
線控底盤和空氣懸掛:差距正在逐步縮小
線控技術是指由“電線”或者電信號來傳遞控制,取代傳統(tǒng)機械連接裝置通過硬件連接來實現(xiàn)操控的一種技術,可省去汽車操控系統(tǒng)和轉向、動力、制動、變速器系統(tǒng)之間復雜的機械傳動部件和液壓操作模塊,線控底盤可以實現(xiàn)更快的反應速度和更高的控制精度,絕大多數(shù)民用和軍用飛機都已普及線控技術。
對汽車來說,線控底盤通常包括線控油門、線控換擋、線控制動和線控轉向,線控油門和線控換擋技術成熟,其中線控油門滲透率接近飽和,線控換擋和線控制動則逐步成為標配,目前來看均由外資企業(yè)主導,單單博世iBoost就占據(jù)了超過65%的市場份額。不過現(xiàn)在的線控制動采用的是電子液壓制動,下一代的電子機械制動取消了液壓輔助設備,目前國內的瀚德萬安和精工底盤都在跟進,而且國內外的量產進度差距不大。
線控轉向方面,因為是從成熟度較高的電動轉向系統(tǒng)發(fā)展而來,所以有一定的技術壁壘,傳統(tǒng)大廠基本上都是外資企業(yè),比如博世、采埃孚等,國內則是耐世特、聯(lián)創(chuàng)汽車電子、拓普集團以及蜂巢易創(chuàng)等在跟進,差距尚存但也正在不斷縮小。
自動駕駛芯片方面,NVIDIA的領先幅度依舊比較明顯
空氣懸掛在傳統(tǒng)燃油車領域屬于豪華車的標配,目前在國內的滲透率并不高,但伴隨國內新能源汽車的快速發(fā)展,造車新勢力品牌傾向于通過將空氣懸掛納入中高端車型標配,進而提高產品和品牌競爭力,所以有望帶來空氣懸掛下游需求的快速增長。不過,目前來看空氣懸掛的上游供應商和系統(tǒng)總成也還是以外資為主,主要包括大陸、威巴克等,現(xiàn)階段國內廠商基本上是通過車企自主研發(fā)或收購來實現(xiàn)國產化,優(yōu)勢主要就是可以較為自由地進行成本控制,再借由成本優(yōu)勢實現(xiàn)國內市場的高速增長。
自動駕駛芯片,NVIDIA依舊“一騎絕塵”
自動駕駛,是指汽車擁有環(huán)境感知、路徑規(guī)劃和自主實現(xiàn)車輛控制的技術,而實現(xiàn)這一目的的核心就是自動駕駛芯片,其一端連接芯片、傳感器、通信模塊、車身控制電子等傳統(tǒng)汽車電子核心環(huán)節(jié),另一端銜接網絡通信、數(shù)據(jù)融合、計算處理、決策規(guī)劃等汽車電子新興領域,涉及傳感器環(huán)境感知、高精地圖、GPS定位、車聯(lián)網信息通信、決策與規(guī)劃算法運算等過程,因此需要強大的計算平臺進行統(tǒng)一實時分析、處理海量數(shù)據(jù)與進行復雜的邏輯運算,對計算能力的要求非常高。
而當下要說自動駕駛芯片的王者是誰,NVIDIA Orin X自然是當仁不讓,新能源時代,算力+馬力是衡量汽車性能的標尺,目前國內有能力和NVIDIA Orin X一決高下的,只有地平線征程5(黑芝麻A1000Pro尚未量產裝車)。從規(guī)格來看,NVIDIA Orin X采用了7nm制程,而地平線征程5采用的是16nm,前者的算力為254TOPS,也接近后者128TOPS的兩倍,所以前者最高可以適配L5級自動駕駛,而后者只能到L4。而且NVIDIA在2021年就發(fā)布了Orin X的下一代產品Altan,算力直接飆升到了1000TOPS,今年就會發(fā)布樣品,預計2025年量產,性能優(yōu)勢是不容忽視的……
當然,從另外的角度來看,地平線征程5也還是有一些優(yōu)勢的,比如它的傳輸幀率較高,這意味著在視覺處理上它所獲得的信息量更為豐富,與此同時地平線還支持車企直接調用架構和工具鏈來研發(fā)自己的芯片,包容性更高。更重要的是它的峰值功耗明顯更低,只有30W,比NVIDIA Orin X的80W少了一半多,所以地平線征程5可以使用被動散熱,而NVIDIAOrinX則需要水冷。不過,關鍵參數(shù)的稍顯落后也是事實,并且地平線征程5采用臺積電代工也同樣存在一定的隱患,所以如何在車機芯片上實現(xiàn)國產突破,也是一個全芯片行業(yè)的大問題。