从消费电子看汽车芯片：需要一个“东方生态”
当智能手机产业进入寡头化的下半场,智能汽车却迎来了它的上半场。特斯拉的“苹果路径”诚然开得一手好局,其一己之力囊括软硬件的超能力却难以复制,在新能源汽车行业,很多人也期待着属于大家的“联发科的时刻”,去建立一种生态。
汽车传统制造走向成熟,制造门槛降低后,迫切需要新生,从消费电子一系列的成功和教训走来,在智能汽车前景等待填补的大块空白上,有了激动人心的猜想,一辆辆汽车加上各种量级的芯片,有了成为移动的大型智能手机的潜质。
站在消费电子角度去看汽车芯片的发展,实际上能发现不少可迁移的经验,在4月26日芯智库【相约芯期二】第七期的沙龙上,Omdia半导体首席分析师何晖站在消费电子的发展历程上,与我们探讨了汽车芯片的现状与未来。
何晖女士目前在Omdia负责中国半导体市场的分析,重点关注中国本土半导体产业趋势,并评估这些趋势对技术和财务的影响,她还研究了中国新的应用生态系统如何塑造半导体市场,因此对半导体、汽车电子等领域都有一些独到见解,以下是何晖的分享:
01
半导体产业链近况:
消费电子表现及汽车芯片产能
首先给大家看几张图,这是我们三四月份对全球半导体整个产业链的最新洞察。
过去两年,从中美贸易冲突开始,特别是在美国制裁华为之后,整个半导体产业在中国得到非常高的重视,近两年来,芯片缺货导致半导体产业发生了很多变化。从今年全球的局势来说,目前整个半导体产业又面临很多新的不确定因素。
消费电子的衰退
智能手机在过去十年是整个半导体产业的主要推动因素和最主要的应用市场,在过去十年,半导体主要的发展推动力就来自于智能手机,智能手机也将整个半导体的工艺和摩尔定律推到了5nm,经历了不断突破极限的过程,直到现在,智能手机的相关元器件依旧占全球半导体产值近一半的份额。
经过“华为事件”后,以手机为代表的消费类电子此前的缺货情况已经开始得到缓解,特别是去年及前年的over booking以后,加上后疫情时代整个全球经济的衰退趋势,经济的不确定性,也造成了大家对手机及其他消费类电子产品购买力减弱,再加上今年年初爆发的俄乌战争,当下的上海疫情,又进一步加剧这种状况。
欧洲复产、俄乌战争
全球经济的三驾马车是美国、欧洲和中国,在汽车电子方面,芯片主要的供应商是欧洲和日本的6大家芯片厂。欧洲之前的疫情其实影响到了整个全球的汽车工业产业,整个产业链在经过疫情之后,在去年年底已经开始恢复。
但今年年初俄乌战争开始了,我们知道乌克兰是欧洲的“粮仓”,又是欧洲生产资源的主要供给国,比如天然气的供给。欧洲在过去这一两个月,生活资源的物价飞涨,导致他们把更多的精力投入在如何保障生活物资这件事情上,尤其是德国,德国又是欧洲最重要的工业国家,他们主要的精力放在生活资源上之后,整个生产的能力,供应的能力就会下降。
产能释放后,中国汽车芯片依然紧缺
中国的新能源汽车在过去这几年发展迅猛,包括美国、欧洲,大家都在大力发展新能源汽车产业,但是和中国不同的是,除了特斯拉,欧美更多的情况是在传统的汽车品牌里创立一个新的电动汽车的子品牌。
欧洲、日本工业电子,汽车电子产业之所以发达,也是依托于过去几十年自身工业产业和汽车产业的发展,形成了一条产业链上的供应商。所以当美国和欧洲大力推进新能源产业后,这些供应商优先供给的可能是欧洲和美国本土的这些品牌,像大众、通用等。这也就导致虽然上游半导体供应的产能在释放,供应链有缓解,但中国的厂商依然在某一些芯片上面临非常紧缺的状况。
汽车又是一个非常大的生态,比手机的生态更广泛,一辆汽车上用到的可能是几百、上千颗芯片,一些芯片一旦缺货了,我们叫“长短料不配套”,就导致汽车无法出货。
02
从消费电子看汽车电子
如何理解生态的搭建?
我在半导体产业经历过21世纪以来几次产业变革的节点。我刚入行的21世纪初,是PC机最蓬勃的时候,那时候我们可以看到南北桥、CPU等是热门的芯片,当PC机到达一个顶点,在2010年前后智能机为代表的移动互联网时代出现了,我们发现智能机其实带动了一个全新的生态,才有了生态的概念,英文叫ecosystem。经过这10年的发展,最终我们看到智能手机无非形成了两种生态,一个是以苹果为主的IOS,另一个就是以安卓生态为代表的智能手机阵营。
生态是什么?
它是软件、硬件加供应链的一个完整的体系。多年之后我们发现,手机市场几乎很难出现一个新进入的玩家去进入这个市场进行竞争,因为生态的建立已经形成了一个非常坚固的联盟。苹果也好,Google也好,每年都有各种开发者大会,这里的生态就是一个池子,池子每年在不断的扩大,这个平台让更多的软件、硬件的人加入,然后共同把这个平台做大。
未来的汽车或将分化出两个生态
在汽车上,我们因此希望看到中国也能形成这样一个生态,或者以中国为主的东方生态。
在大概三四年前5G刚刚要冒头的时候,当时我们就提过,未来全世界可能会形成两个生态,一个是美国为主的生态,一个是以中国为主的东方生态。
PC机时代,只有一个生态,Windows+Intel,所有的软硬件开发,都基于这个生态基础,所有的科学科技的发展,不管是硬件,软件,它都是以美国为标准,全世界都用同一个标准。可当我们进入到一个新的科技时代,我们有了5G、工业4.0、物联网,这个生态的底层是大数据,数据是我们每个人的生活习惯、行为习惯,物与物之间的交流,人与人之间的交流,人与物之间的交流,这跟生活习性、文化背景等种种因素相关。
疫情上,东西方从一开始的分化就完全不同,这就很奇妙的印证了东西方可能在很多底层的文化上是很难去互通的。而中国作为经济的三驾马车之一,可能会成为东方的代表。
什么叫软件定义汽车?
所谓的软件定义汽车,就是我们希望在汽车上构建一个中国自主的生态平台,这可能有底层的软件,也有硬件的融合。打个比方,汽车分为上车身和下车身,上车身可能越来越多的偏向于消费电子的玩法,越来越偏向于平台化、系统化,分布式域控制会越来越趋向于平台集中控制。
在智能手机时代,Chipset的供应商只有三家:高通、联发科、展锐。很有意思的是,高通在进入这个市场的十年以来,把越来越多的功能整合到了主芯片里面,比如最早把GPU整合到了AP里,后来随着智能手机图像处理的需求与日俱增,主芯片里整合了ISP。加速度、陀螺仪、温度、颜色、压力等等越来越多的传感器的使用,主芯片里又预置了senor hub,作为各种传感器数据传入主芯片的接口,并集中运算。这也就是我们今天看到平台的意义。
相对来说,汽车的算力比手机当然是强很多倍,汽车上的传感器相对手机上的是数量级的增加,它要采集到的数据和实时运算的数据也是非常庞大的,对于平台上的统一调度能力更是一个大的考验,同时平台它又能和这个主要的控制操作系统做一个很好的对接,这就是我们所说的软件和硬件的耦合。
03
从半导体产业角度
我们为什么要做自己的汽车生态?
我们都觉得汽车芯片缺,但短期可能就是很难被解决的问题,而未来如果能够形成我们自己的产业联盟,使得中国整个汽车工业能够形成独立的生态,这是一件非常有意义的事情。
安全和长远角度可行
汽车和手机相比又不同,举个例子,手机有漫游性,在中国买一台手机要漫游到全世界,所以我需要这种系统的开放性。
我今天在上海,明天在美国,我也要跟美国的运营商去对接,能用到美国本土的APP,这就是一个开放的平台。可是车其实很多时候我们只在中国本土去用,这就是为什么在中国本土有一个独立的生态是有意义的。首先车它其实是一个在路上行走的设备,但因为车越来越智能以后,它周身都是传感器、摄像头,很多时候它的整个系统不能完全开放,它会涉及到是否可以采集到足够多的街道信息,而足够多的信息汇集出来,经过大数据分析,其实是对于整个城市或者整个国家,有潜在的安全隐患。
我个人觉得无论是从行业的发展,还是从国家的长远的安全角度来说,我们要有一个国内的属于自己的汽车生态。
“众人拾柴火焰高”
生态就是一个“众人拾柴火焰高”的过程,我们都经历了科技时代的变化,又经历了被制裁的痛苦,无能为力的状态,从半导体的设计端、生产端到国内这些厂商的应用端,大家很有必要互相扶持去建立一个生态。
说到国产替代,最近汽车百人大会上全国政协经济委员会副主任苗圩在上面讲了一句,他说你看全球那么多知名的车厂,他们已经到半导体最上游的产业链去布局了,他们都找台积电投资要产能,我们是不是应该也这样做。
汽车是一个非常传统的工业,半导体是一个科技产业,汽车之前就是传统的主机厂商,他从来不会去涉及到芯片的直接采购,而且之前汽车上面的信息化、信创化的功能并不多,所以大家也没有要求他每年迭代,可能几年才有一个新的功能,大家并没有去关注这件事情,等到开始缺“芯”的时候,大家才发现,原来汽车产业还有半导体芯片这个环节,然后一拥而上去买芯片。
首先未来整个半导体产业在供应上是有不确定性的,我们都可以看到全球有这么多家晶圆制造厂,有这么多家芯片设计公司,为什么我不能加单?为什么我买不到?
汽车芯片有车规的标准,这跟我们传统上的所有消费类,比如手机上用的芯片,智能手表上用的芯片是完全不同的,它从设计阶段就完全不同,它在晶圆制造阶段,在封装测试阶段,所用的材料、品控标准都是不同的,所以这就是为什么一个车规级芯片从设计出来,到真正能够用到车上,能够量产,能保证安全并大批量落地生产,中间起码要4-5年这段非常漫长的时间,这对于从芯片上层设计,到制造过程中的材料、设备、品质管理,都是一个全新的互相配合的产业链形态。
国内在各个环节都有些不错的企业,大家都想要进入车规,怎么样把这些想要进入车规的链条上的企业联动起来,让大家把这些信息互相共通和共享,然后做成中国自有的一套汽车芯片的整个自有产业,我觉得这是非常重要的。
汽车芯片产能不确定性的要求
对于上游的晶圆厂来说,比如台积电,台积电的财报上汽车电子的贡献率也不过4%-5%,是因为他不想做吗?也未必。
汽车芯片这些年来的供应商主要集中在欧洲和日本这几家,我们叫IDM,就是设计生产都是自己的,那么他们过去非常少把它的产品和产能外包给晶圆厂做代工,首先之前的需求并没有那么大,其次代工厂其实也不是很愿意跟IDM合作,因为这是一个不确定的客户,生意好的时候,找我帮你做一些,市场需求下来了,这样的客户又先会撤单。代工厂的盈利主要是来自于工厂的高稼动率,要保证几百亿投下去的产线能够不停地运转,这就是为什么代工厂在选择是否扩产汽车芯片的时候是非常谨慎的,国内的晶圆厂也一样。
比如中芯国际,在规划哪些节点做车规认证的时候,就必须考虑到做过车规认证的节点,更适用哪一些车用芯片,这样的节点对于哪些产品可复用。产线从这个客户切到那个客户,这个产品转产的时间是否很长,以上对于上游晶圆制造厂来说,都是一个非常需要做严格评估的事情。
