2022汽车芯片行业发展现状和未来趋势

来源:指纹芯片    发布时间:2024-01-07 18:34:37

  。AEC-Q系列是主要是针对可靠性评估的规范,详细规定了一系列的汽车电子可靠性测试标准。其中,AEC-Q100是基于失效机理的应力测试鉴定,是适用于车用芯片的综合可靠性测试,强调的是保障芯片长期可靠能用。通过AEC-Q100可靠性试验条件,需要多轮验证且过程中更多侧重多方协作(晶圆厂、封测厂等产业链企业的配合),周期一般较长。

  2、功能安全标准ISO26262。ISO26262是全面规范汽车零部件以及芯片功能安全的基本规则,强调的是保障功能正常,分为功能流程认证和功能安全产品认证。

  综合来看,真正的车规级芯片通常要通过可靠性测试认证+功能安全流程认证+功能安全产品认证,才能算完全满足车规认证中的所有要求,才算是“车规级芯片”。

  1、设计目标不同。消费类芯片主要考虑性能、功耗和成本,车规芯片还会考虑可靠性、安全性、一致性和长效性。

  2、工作环境不同。消费类芯片一般满足0-70℃环境和温度,而车规芯片要满足-40-105℃的使用温度要求。

  3、设计寿命不同。消费类产品一般不超过5年;汽车设计寿命是10-15年,汽车芯片寿命也要按此设计。

  我国汽车芯片行业发展主要分了四个阶段:第一阶段(1970年前),以传统车载音响喇叭及点火装置为主;第二阶段(1970-1980年),以动力及制动系统为主;第三阶段(1980-1990年)主要以胎压监测、ESC、道路监测等主动安全产品;第四阶段(2000年-至今),涉及慢慢的变多驾驶辅助、智能座舱、新能源等系统。

  1、政策推动行业发展。近些年,我国发布了一系列关于汽车半导体的政策法规,支持汽车半导体行业逐渐完备产业链,持续实现技术突破。

  2、汽车三化加速需求上升。在汽车电动化、智能化和网联化三大趋势驱动之下,当前汽车内半导体含量大幅度的提高。汽车的智能化、网联化带来的新型器件需求主要在感知层和决策层,包括摄像头、雷达、IMU/GPS、V2X、ECU等,直接拉动各类传感器芯片和计算芯片的增长。

  3、汽车智能化趋势驱动单车芯片价值提升。根据中国汽车工业协会多个方面数据显示,传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗,电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆,而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。

  4、电气化架构推动芯片性能转变。随着车内ECU、传感器数量增加,整车线束成本和布线难度也跟着大幅度的提高。因此无论是对更强大的算力部署、更高的信号传输效率需求,还是出于车身减重和成本控制的考量,都要求汽车电子电气的硬件架构从传统分布式朝着“集中式、轻量精简、可拓展”的方向转变。

  1、上游。一般为基础半导体材料(硅片、光刻胶、CMP抛光液等)、制造设备和晶圆制造流程(芯片设计、晶圆代工和封装检测)。

  2、中游。一般指汽车芯片制造环节,包括智能驾驶芯片制造(GPU芯片、FPGA芯片、ASIC芯片),辅助驾驶系统芯片制造(ADAS芯片)、车身控制芯片制造(MCU芯片)等。

  1、半导体材料市场规模。预计2022年中国半导体材料市场规模将达127亿美元。

  2、芯片设计行业市场规模。慢慢的变成了国内半导体产业中最具发展活力的领域之一,预计2022年,市场规模将达4765.2亿元。

  1、全球市场规模。根据海思在2021中国汽车半导体产业大会发布的数据,2021年全世界汽车半导体市场约为505亿美元,预计2027年汽车半导体市场总额将接近1000亿美元,2022-2027年增速保持在30%以上。

  2、国内市场规模。预计到2025年将达到137亿美元,年均复合增长率达3.03%。

  3、传统燃油车各类芯片应用占比情况。根据Strategy Analytics数据,在传统燃油车中,MCU价值占比最高,达到23%;其次为功率半导体,达到21%;传感器排名第三,占比为13%。

  4、纯电动车半导体价值分配情况。由于动力系统由内燃机过渡为电驱动系统,传统机械结构的动力系统被电动机和电控系统取代,致使功率半导体使用量大幅度的提高,占比达到55%,其次为MCU,达到11%;传感器占比为7%。

  2021年以来我们国家新能源车渗透率持续走高,2022年1-7月,新能源汽车产销分别为327.9万辆和319.4万辆,同比均增长1.2倍,市场占有率为22.1%。

  MCU是将计算机所包含的CPU、存储器、I/O端口、串行口、定时器、中断系统、特殊功能寄存器等集成在一颗芯片上,将其应用在不一样的产品里,以此来实现对产品的运算和控制。汽车电子化程度的加速驱动MCU市场需求的增长,汽车端成为全世界MCU最大的应用市场。

  1、全球市场之间的竞争格局。国际厂商在车规级半导体领域中占据领头羊,车规级半导体国产化率较低。根据Omdia统计,2020年全球前五大厂商包括英飞凌、恩智、瑞萨德州仪器意法半导体,前25强中闻泰科技名列第19位,是中国唯一一家上榜的公司。

  2、国内竞争格局。近年来,外部收购、成熟企业布局车规半导体业务、以及新兴领域创业,成为目前支撑我国汽车半导体发展的主要路径。2019年,闻泰科技收购安世半导体一举成为国内最大的汽车半导体公司。

  3、细分领域。由于设计、生产等方面的技术差距较大,至今我国未形成具备国际竞争力的汽车芯片供应商,不仅在汽车芯片领域的市场占有率较低,自主率也普遍较低。

  1、研发周期长。由于车规级半导体对产品的要求高,企业要较长时间的技术积累和经验沉淀实现技术突破,形成了较高的行业壁垒,并且认证周期和供货周期较长,导致车企与芯片厂商在形成稳定的合作伙伴关系后,就很难在原有车型上再次更换供应商。

  2、缺少试验平台。整车厂在认证车规级半导体的新供应商时,通常会要求其产品拥有一定规模的上车数据,国产厂商缺乏应用及试验平台,很难在车规级半导体正常供给的状态下取得突破。

  1、功能集中慢慢的变成了行业发展的新趋势。随着传感器数量和种类逐渐增多,将不同功能的计算芯片集成到一块板子上,对各传感器的原始感知信息实行后端融合计算成为必然选择。同时ECU模块也将逐渐集成合并,形成集中运算的车载计算平台

  2、进口替代已经逐步实现。虽然在汽车级半导体仍处于弱势地位,但随着国内上市公司收购整合全球主要半导体企业,比如闻泰科技收购安世半导,韦尔股份收购豪威科技。通过并购叠加内生发展,中国汽车级半导体有望获得大的突破,逐步实现进口替代。

  3、汽车智能化+电动化推动产业链重构。随着汽车进入了电动化+智能网联的时代,带来了新的半导体需求,也为国内新进芯片企业进入汽车领域带来全新的产业机遇。OEM+Tier1+Tier2原有金字塔格局有望被打破,智能车软件会逐步走向平台+生态模式,形成新一代汽车生态体系。

  4、软硬结合、服务能力将成为厂商比拼关键。未来汽车芯片厂商在产业合作中,将与主机厂建立更多前端沟通,挖掘市场真实需求,提升产品定义与设计前瞻性,芯片厂商将逐步提升自身的算法与软件技术积累与理解,优秀的服务能力将成为面对主机场差异化需求时的关键竞争优势。

  1、车规级MCU市场规模预测。2021年我国车规级MCU市场规模达30.01亿美元,同比增长13.59%,预计2025年市场规模将达42.74亿美元。

  2、SoC市场规模预测。根据IHS数据,预计2025年全世界汽车SoC市场规模将达到82亿美元,并且L3级别以上无人驾驶预计2025年后开始大规模进入市场,配套高算力、高性能SoC芯片将会带来极高附加值,有望带动主控芯片市场快速扩容。

  3、智能座舱芯片市场规模预测。据国际电子商情,预计全球智能座舱市场在2022年将达到438亿美元。芯片本身也将朝小型化、集成化、高性能化的方向发展。

  4、自动驾驶芯片发展趋势预测。无人驾驶芯片一方面需要满足更高的安全等级,另一方面随着无人驾驶等级的提升,对无人驾驶芯片运算能力的要求也不断的提高。无人驾驶芯片会往集成CPU+XPU的异构式SoC方向发展。

  中国汽车电子市场一直增长,但车规级芯片国产化的自主率很低,仍然依赖进口,目前进口芯片率达90%以上。

  一个产品研究开发需要36个月-48个月,产品的寿命周期是10年,还有10年的备件要求,所以,芯片企业一致认为,进入汽车产业链条有一个很长的周期,需要企业和市场的恒心和毅力。

  贞光科技深耕汽车电子、工业及轨道交通领域十余年,为客户提供车规MCU、车规电容、车规电阻、车规晶振、车规电感、车规连接器等车规级产品和汽车电子行业解决方案,成立于2008年的贞光科技是三星、VIKING、紫光芯能、基美、国巨、泰科、3PEAK思瑞浦等国内外40余家原厂的授权代理商。获取更多方案或产品信息可联系我们。

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