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台积电仍是主要受益者_先进制程已成汽车芯片潮流

  • 作者:自动秒收录
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  • 发布时间:2022-06-04T10:54:40
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集微网消息,截至目前,汽车芯片仍处于紧缺状态,而且,短缺物料已从常规车用芯片延伸至 IGBT 等电动车增量芯片;而就在产业链加大力度解决汽车芯片短缺问题时,已有部分企业在规划更先进制程工艺的车规级芯片,如芯擎科技、恩智浦、高通、英伟达等,陆续发布 7nm、5nm 制程芯片。那么,车用芯片向先进制程工艺发展是否已经成为主流?

对此,业内人士称,安全、稳定、可靠是车规级芯片的最大诉求,车用芯片种类众多,并非所有芯片都适用于先进制程,而 AI 计算单元等新一代芯片,出于性能、功耗和成本考虑,更倾向于采用先进制程工艺。芯擎科技董事兼 CEO 汪凯博士进一步指出,采用先进工艺的芯片还能为未来 OTA 等迭代升级预留空间。

台积电仍是车芯香饽饽

日前小鹏汽车创始人何小鹏发文称,一辆智能汽车需要几百种、5000 颗以上芯片,但目前仍有很多专有芯片处于短缺状态。笔者从供应链了解到,IGBT 目前供应紧张,部分物料交货周期已拉长至 50 周以上。汽车行业数据预测公司 Auto Forecast Solutions 数据显示,在芯片短缺及疫情双重影响下,截至 5 月中旬,今年全球汽车已累计减产达 172 万辆。

而就在产业链极力解决芯片短缺问题之时,部分企业已在积极布局下一代先进制程工艺汽车芯片。

5 月 24 日,恩智浦宣布采用台积电 5nm 制程工艺打造新一代 S32 系列车用处理器,该芯片将导入鸿海与裕隆合资的鸿华先进科技 Model C 车型。恩智浦总裁兼首席执行官 Kurt Sievers 同时宣布,已与台积电合作开发 5 纳米 ASIL D 安全等级的系统单芯片(SoC)。

而笔者盘点也发现,这并非业内首次采用先进制程工艺打造汽车芯片。2021 年底,高通就发布了全球首个 5nm 汽车芯片 ——8295,基于该芯片,高通推出了第四代骁龙汽车数字座舱平台,并将于 2023 年首搭于集度汽车。

另外,安霸以智能座舱为主战场的 CV5 芯片、英伟达下一代智能驾驶芯片 Atlan 也将采用 5nm 制程工艺。

相比 5nm,7nm 车用芯片更多,部分产品已实现量产甚至装车。如英伟达的 Orin,就是 7nm 高算力芯片的代表,已于今年 3 月末官宣量产,该芯片一经推出就获得了比亚迪、理想、集度、奔驰、智己、捷豹路虎、沃尔沃、现代、奥迪、路特斯等大批主机厂选用,并首搭于蔚来 ET 7 车型上。

其他芯片中,芯擎科技“龍鷹一号”、地平线征程 6、Mobileye 的 EyeQ5 / EyeQ6、寒武纪旗下行歌科技高等级智能驾驶芯片(未发布)、特斯拉 FSD 芯片、赛灵思 Versal AI Edge 系列等也均是采用 7nm 制程工艺。

全球先进制程工艺车用芯片一览(公开资料整理)

从统计结果看,目前的 5nm 制程芯片尚处于研发或发布状态,均未进入量产阶段;不过 7nm 芯片中,已有 Orin、FSD、EyeQ5、8155 等芯片实现量产,芯擎科技的“龍鷹一号”也量产在即,其他芯片则在未来几年陆续实现量产,这预示着先进制程车用芯片开始进入量产加速期。

与此同时,台积电、三星两家掌握尖端先进晶圆制造工艺的晶圆代工厂将从中受益,特别是台积电,在统计的 14 款芯片中,有 11 款已采用或计划由台积电代工,仅安霸和特斯拉等少数企业选择由三星代工。

需要指出的是,安霸和特斯拉选择三星的理由基本一样,一是三星个产能充足,二是成本相对台积电低廉。不过日前安霸在一次股价暴跌中指出,其 14nm 代工厂产线出问题,让市场不免担忧该影响会波及到 CV 系列产品。

先进制程已成“芯”潮流

笔者注意到,目前采用先进制程工艺的芯片清一色为车用 AI 芯片。业内人士表示,安全、稳定、可靠是车规级芯片的最大诉求,车用芯片种类众多,并非所有芯片都适用于先进制程。日前何小鹏也指出,目前短缺的芯片大部分是价格便宜的芯片,并非价格昂贵的先进芯片。

其中,MCU 是常见汽车芯片之一,该类芯片并不需要很先进的制程工艺,28-40nm 就可以满足需求,相比先进工艺,全球能提供 MCU 代工的企业较多,国际上,ST、NXP、瑞萨等 MCU 主要供应商采用台积电代工,国内的中芯国际主要给兆易创新和芯海科技等企业代工,华虹也是兆易创新的 MCU 代工企业之一。

不过,由于传统汽车芯片多采用成熟制程,相比先进制程,利润空间小,有业内人士表示,价值量低、门槛高是本轮汽车芯片短缺过程中,产业链企业积极性跟市场形成大反差的重要原因。台积电财报显示,2020 年,其车用芯片业务营收占其总营收比重仅为 3%;2021 年在全球汽车芯片短缺背景下,台积电汽车芯片的营收比重也仅提升至 4%,而手机、电脑等采用先进制程工艺的业务领域,始终是其主要营收来源。

有业内人士表示,由于成熟制程工艺产能紧张,为加快芯片量产,他们不得不规避成熟工艺制程,选择 22nm 等产能相对宽裕的制造工艺。

不过,随着汽车智能化发展,MCU 等传统芯片已无法满足市场需求,上述人士同时认为,随着汽车功能越来越丰富,需要处理的功能越来越多,以及集中控制等需求,市场对功能强大的芯片需求越来越强烈,特别是自动驾驶、智能座舱等领域,出于性能和功耗考虑,更倾向于采用先进制程工艺。

另一位业内人士指出,目前大多数厂商关注和研发的都是车载高算力芯片,而非传统意义的汽车芯片。随着汽车电子电气架构逐渐升级,每辆车中搭载芯片的数量和价值不断增加,对核心芯片的算力和性能要求也越来越高,传统汽车芯片供应商提供的芯片越来越难以满足主机厂对于产品的迭代速度、成本和性能要求。其中,汪凯博士举例认为,软硬深度融合已成为未来汽车的发展方向,OTA 升级等功能也将会越来越多得到应用,芯擎科技选用 7nm 先进制程工艺,也是为未来车机系统升级预留充足的升级空间。

根据麦肯锡预测,至 2025 年,L1 级单车 AI SoC 芯片价值量为 69 美元,L2 级为 190 美元 / 辆,L3 级为 685.9 美元 / 辆,L4 / L5 级为 1487.9 美元 / 辆。麦肯锡据此分析认为,2025 年全球车载 AI SoC 芯片的市场规模为 160 亿美元,其中中国市场为 55.2 亿美元;到 2030 年,全球车载 AI SoC 芯片的市场规模将达 303.4 亿美元,其中中国市场规模为 104.6 亿美元。

已在车规级芯片领域深度布局的英特尔也持相同观点,其认为,目前高端汽车物料清单中,芯片比重约为 4%,预计到 2030 年,芯片的比重将提升至 20% 以上。

基于汽车对新一代芯片的需求不断提升,业内正在加速研发性能更强的芯片,先进制程也越来越多地成为满足未来上车应用的重要筹码之一。

再把视线放回到国内市场笔者发现,相比国际企业,本土布局先进制程、高算力芯片的企业并不多,芯擎科技、地平线等均是本土企业的杰出代表,汪凯博士指出,汽车芯片门槛高,国内人才短缺,产业配套不全等仍将是本土汽车芯片企业面临的重大挑战。

不过在一众企业的积极努力下,本土先进制程芯片以及高算力芯片也陆续进入收获期,黑芝麻智能 CMO 杨宇欣此前在接受集微网采访时表示,“2022 年将是国产大算力车规芯片的量产年。”

标签: 汽车台积电芯片

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