汽车电动化和智能化趋势不可逆转,芯片作为关键技术支撑,其重要性日益凸显。近年来,汽车产业形成了电动化、智能化、网联化三条新供应链,带动主控芯片、通信与接口芯片、功率芯片、传感器芯片、存储芯片等汽车芯片的快速发展。
中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军预测,到2024年,国内芯片设计行业销售将达到6460.4亿元,同比增长11.9%,重新步入两位数的高速发展轨道。芯片销售的增长,背后是旺盛的市场需求。以智驾芯片为例,华金证券预计,中国智驾芯片市场2025年至2030年的年复合增长率将达到40.12%,2030年新车不同级别的智能驾驶普及率将达到70%,芯片数量可能会达到1000亿至1200亿颗/年。
碳化硅功率器件的市场前景同样十分广阔。随着新能源汽车800V高压快充成为主流,车规级碳化硅(SiC)迎来了发展的“风口”。据MEMS和半导体领域专业机构Yole预测,到2029年,SiC器件市场价值将达到近100亿美元,2023年至2029年的复合年增长率为24%。
在巨大的市场需求和产业政策指引下,中国汽车芯片产业近年来取得了快速发展和显著成果。特别是2024年下半年以来,本土企业在芯片国产化方面捷报频传。
在智驾芯片领域,蔚来汽车成功研发出首个车规级5nm智能驾驶芯片“神玑NX9031”,并计划在未来搭载的蔚来ET9上应用。小鹏汽车也宣布其图灵芯片成功流片,可用于L4级自动驾驶,支持大模型在端侧运行。此外,地平线和华为也拥有多款智驾计算芯片,覆盖高、中、低算力水平。
在座舱芯片方面,芯擎科技设计的国内首款7nm车规级智能座舱芯片“龍鹰一号”已经出货60万片,预计每辆车能节约700至1200元的成本。黑芝麻智能发布了武当系列C1200系列智能汽车跨域计算芯片,实现了“舱驾融合”。
在功率芯片方面,6英寸碳化硅晶圆成为当下汽车企业的主流选择。国内已有13家企业正在或计划推进8英寸SiC晶圆产线建设,反映出产业链基础设施的逐渐完善。
然而,尽管国内汽车芯片需求旺盛,产业链基础设施逐渐完善,但车载芯片仍然面临巨大的缺口,在高端芯片的设计制造环节仍然与国外企业存在很大差距。尤其是高端汽车芯片领域,国内产能和技术水平尚不足以完全替代进口芯片。全球最先进的芯片制造工艺主要掌握在少数巨头手中,国内大多数企业在高端制程芯片方面能力薄弱。
如何摆脱汽车芯片被“卡脖子”的困境,是摆在国内企业面前的一道难题。2024年,美国对中国芯片行业的封锁进一步升级,这对中国芯片行业形成了不小的冲击。在功率芯片方面,国内针对8英寸碳化硅衬底尚未进入量产验证阶段,要迈过这一门槛需要整个产业链的协同合作和技术创新。
此外,国内芯片在设计和封装能力方面有一定优势,但在芯片EDA软件、高端关键检测设备、光刻机、刻蚀机、封装基板材料等领域仍处于薄弱环节。降低汽车芯片先进制程的占比,是摆脱我国汽车芯片受到限制的核心要素,要基于新架构用成熟制程解决先进性问题。同时,提升和支持跨国芯片企业在中国的本土化率,支持本土企业实现对海外芯片的替代能力,也是未来发展的重要方向。