【导读】近日，安徽长飞先进半导体有限公司（下文简称“长飞先进”）与奇瑞汽车股份有限公司（下文简称“奇瑞汽车”）成功举办了“汽车芯片联合实验室”战略合作签约仪式。
安徽长飞先进半导体有限公司成立于2018年，专注于SiC功率半导体产品研发及制造，拥有国内一流的产线设备和先进的配套系统，具备从外延生长、器件设计、晶圆制造到模块封测的全流程生产能力和技术研发能力。
未来，双方将充分发挥各自领域的技术和资源优势，在车规级芯片及其汽车应用技术、市场开发等领域展开广泛合作，助力国产车规级芯片产业发展。
今年已有不少车企通过投资或者与SiC企业合作的方式涉足SiC领域。但新能源车普遍存在着续航短、充能时间长、电车驱动效率低等问题，不过随着相关技术不断发展以及“双碳”的大背景下，新能源车依旧是未来汽车的发展方向。SiC作为新一代半导体材料，在高压高功率领域相对于Si有着更出彩的表现和上限，能弥补电车不足。
然而受制于SiC的制作难度较大，SiC企业的产量很难满足车企的需求。
据TrendForce集邦咨询统计，按2022年应用结构来看，光伏储能为中国SiC市场最大应用场景，占比约38.9%，接续为汽车、工业以及充电桩等。汽车市场作为未来发展主轴，即将超越光伏储能应用，其份额至2026年有望攀升至60.1%。
新能源车向着高压发展的趋势和不断扩大的SiC功率元件市场，都推动着车企涉足SiC功率元件领域。
汽车芯片，现代化汽车的“大脑”
汽车芯片已经广泛应用在动力系统、车身、座舱、底盘和安全等诸多领域。而汽车芯片与计算、消费电子芯片不同的是，汽车芯片很少单独亮相，都是内嵌在各大功能单元中，而且多数场合是核心。
从应用环节上，汽车芯片大致分为以下几类，主控芯片、存储芯片、功率芯片、信号与接口芯片、传感器芯片等。主控芯片，负责计算与控制，包括MCU芯片和SoC芯片等，如发动机、底盘和车身控制，以及中控、辅助驾驶（ADAS）和自动驾驶系统等；负责功率转换的IGBT功率芯片，一般应用于电动车的电源和接口；传感器芯片，主要用于各种雷达、气囊、胎压监测。
根据海思在2021中国汽车半导体产业大会发布的数据，汽车智能化+电动化时代开启，带动汽车芯片量价齐升，预计汽车半导体占比汽车总成本在2030年会达到50%。电动化+智能化趋势下，带动主控芯片、存储芯片、功率芯片、通信与接口芯片、传感器等芯片快速发展，芯片单位价值不断提升， 整车芯片总价值量不断攀升。
假设传统汽车需要的半导体芯片为500～600颗芯片/辆，新能源汽车需要的半导体芯片为1000～2000颗芯片/辆。
以2020年传统汽车销量7276万台测算，新能源汽车324万台测算，整体全球需要的汽车芯片为每年439亿颗。预计2026年传统汽车销量每年6780万台测算，新能源汽车4420万台测算，整体全球需要的汽车芯片增加为每年903亿颗。预计2035年传统汽车销量2400万台测算，新能源汽车9600万台测算，整体全球需要的汽车芯片增加为每年1285亿颗。
四大主要车规级芯片
（1）主控芯片—MCU芯片：汽车电子控制单元ECU的核心部件
MCU（Microcontroller Unit）即微控制器，也被称为单片机，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，将其应用在不同产品里，从而实现对产品的运算和控制。车载MCU是汽车电子控制单元（ECU）的核心部件，负责各种信息的运算处理，主要用于车身控制、驾驶控制、信息娱乐和驾驶辅助系统。
汽车电子化智能化程度的加速，汽车ECU的数量也在快速上升，驱动MCU市场需求的增长。算力随着智能化提升不断提升从L1（自动驾驶级别）<1TOPS算力到L5（自动驾驶级别）1000+TOPS算力推动主控芯片高速增长。ECU中均需要MCU芯片，通常汽车中一个ECU负责一个单独的功能，配备一颗MCU，也会出现一个ECU配备两颗MCU的情况，而与传统燃油车相比，新能源车丰富功能提高，对MCU性能、功耗、数量的需求都有所提升。传统汽车单车会平均用到70个左右，而新能源汽车则需要用到300多个。
（2）主控芯片—SoC：集合AI加速器的系统级芯片，应用于汽车智能座舱与自动驾驶
SoC芯片的全称叫做：System-on-a-Chip，中文的意思就是“把系统都做在一个芯片上”。汽车电子功能依赖于车载芯片实现，随着ADAS的落地和L3及以上级别自动驾驶的成熟，传统中央计算CPU无法满足智能汽车的算力需求，将CPU与GPU、FPGA、ASIC等通用/专用芯片异构融合、集合AI加速器的系统级芯片（SoC）应运而生，主要分为智能座舱芯片与自动驾驶芯片。
根据IHS数据，预计2025年全球汽车SoC市场规模将达到82亿美元，并且L3级别以上自动驾驶预计2025年之后开 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。
智能座舱芯片：未来“一芯多屏”技术的强支撑
据分析报告指出，预计全球智能座舱市场在2022年将达到438亿美元。随着智能座舱从电子座舱逐步演化为第三生活空间，“一芯多屏”的座舱方案成为未来趋势。
顺应智能座舱多传感器融合、多模交互及多场景化模式发展的演进趋势，作为处理中枢的座舱SoC需要不断发展突破。因此，座舱SoC的算力将不断提升，据IHS Markit，预计2024年座舱NPU算力需求将是2021年的十倍， CPU算力需求是2022年的3.5倍。同时，芯片本身也将朝小型化、集成化、高性能化的方向发展。
现在软件定义汽车，特别是座舱系统日益开放之后，移动端应用大批量向座舱进行迁移，所以在单个芯片上的操作系统数量会是以前的3~5倍。同时，由于以前一个中控可能只运行一个系统，支持一块屏幕，而现在的座舱需要支持多个操作系统、多块屏幕，好处是整个应用程序会是传统汽车的50~100倍，但也导致了整个软件定义汽车的复杂度呈几何级提升。
未来智能科技座舱场景，包括传统的中控娱乐导航、液晶仪表盘、行车记录仪、独立后排娱乐，还有抬头显示、360度环视+自动泊车辅助，语音助手也必不可少，同时也会有驾驶员监测系统以及乘客监视系统、虚拟空调面板等等。
自动驾驶芯片：算力基础决定自动驾驶的等级高度
自动驾驶芯片一方面需要满足更高的安全等级，另一方面随着自动驾驶等级的提升，对自动驾驶芯片运算能力的要求也不断提升。只具备CPU处理器的芯片难以满足算力需要，自动驾驶芯片会往集成CPU+XPU的异构式SoC方向发展，XPU包括GPU/FPGA/ASIC等。
GPU、FPGA、ASIC各有所长，GPU适合数据密集型应用进行计算和处理，FPGA通过冗余晶体管和连线实现逻辑可编辑，而ASIC是面向特定用户的算法需求设计的专用芯片。NPU作为ASIC的一种，在电路层模拟神经元，通过突触权重实现存储和计算一体化。一条指令即可完成GPU上百条指令的功能，提高运行效率。NPU目前已经被多家厂商广泛采用，若未来自动驾驶算法实现统一，ASIC/NPU有望 成为最高效的自动驾驶芯片解决方案。
当前多家头部企业实现L2-L5全覆盖，英伟达在算力方面更加领先，超过1000tops。国内能耗比更好（地平线、黑芝麻等）。SoC厂商方面，晶晨股份、瑞芯微、富瀚微加速布局汽车芯片。
行业市场格局有待重塑
受汽车智能化和电动化趋势影响，电子芯片占汽车成本比重不断提升。据统计，汽车电子部件占整车成本的比重已经从2012年的25%上升到2021年的55%，每辆车所需芯片甚至超过了1000颗。
7月16日，位于重庆科学城的中国电科芯片董事长王颖告诉记者，如今，电科芯片布局了特种芯片、汽车电子、智能传感六大产业板块。目前，企业芯片年产能达到5000万颗以上，在成功实现国产化量产制备的同时，大幅降低了产品价格。
“从自动驾驶芯片领域来看，英伟达、英特尔等外资品牌控制了主要市场。对中国企业而言，需迈过芯片这道坎。”中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟说，国内汽车芯片的供给率约10%，9成芯片都靠进口，或者掌握在外资公司手里。
近年来，在国家政策支持下，我国智能汽车行业景气度不断提高。自动驾驶为汽车行业发展主流方向，预计到2025年，全球将有近三成汽车具备自动驾驶功能。在此背景下，自动驾驶芯片作为自动驾驶系统核心组成部分，市场需求日益旺盛。
目前，汽车智能化发展带来的巨大蓝海市场正吸引多方入场，我国现已形成消费电子芯片巨头、创新型芯片公司、传统汽车芯片厂商、主机厂自研/合资芯片厂商等四大阵营，行业市场格局有待重塑。
根据中国汽车芯片产业创新战略联盟标准工作组数据，按每年新增车辆1800万辆计算，自动驾驶芯片的市场规模新增在3600万片左右。目前国内有超出100家企业从事开发及生产汽车芯片，50多家芯片上市公司宣称有车规级产品或者量产应用。
国泰君安证券分析师李沐华预计，未来两年，主流自动驾驶芯片将陆续量产交付；未来五年，市场份额的争夺将更为激烈，国内头部厂商有望突围。
“随着智能网联新能源汽车的发展，汽车芯片已成为影响汽车产业发展的关键因素。”王颖说，2022年9月，电科芯片牵头组建了中电科汽车芯片技术发展研究中心，整合中国电子科技集团有限公司的相关优势资源，打造国内一流的汽车芯片技术创新策源地，贯通国产汽车芯片自主可控全产业链，支撑汽车芯片技术进步和产业化发展。
来源：贤集网
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