主流半导体厂商齐聚汽车市场，2021年汽车电子市场风云骤起

电子发烧友报道（文/程文智）中国汽车工业协会（简称，中汽协）在1月13日表示，中国自2020年4开始的汽车市场复苏势头预计将会持续下去，2021年中国汽车市场将会实现恢复性正增长。中国2020年汽车总销量为2531万辆，同比下降1.9%，但中国仍是全球第一大汽车市场。
 
中汽协还预测中国2021年的汽车总销量将增长4%，达到2630万辆。其中，乘用车市场预计全年销量为2170万辆，同比增长7.5%；商用车市场全年销量约为460万辆，预计同比下滑10%；新能源汽车市场全年销量为180万辆，同比增长40%，远超乘用车市场7.5%的预期增速。
 
从中汽协的预测中可以看到，新能源汽车市场未来有望迎来持续快速增长，有望从政策驱动向市场驱动转变。
 
汽车电子技术持续发展，但供给紧张

不论是传统汽车厂商，还是造车新势力们都在大力推动汽车新技术向前发展。比如特斯拉Model推广多年的自动驾驶技术在持续更新中；蔚来近期新推出的首款轿车ET7，不仅具有自动驾驶功能，未来可能还将配备半固态电池让续航里程超过1000公里；现在还在进行的线上CES展上，宝马推出了全新第八代iDrive系统，将模拟技术和数字技术进行了融合，使得车辆能够比驾驶者获得更多信息；奔驰在CES2021上展示了一套由人工智能驱动的全数字、全屏幕信息娱乐系统MBUX Hyperscreen；百度联手吉利汽车，希望将其自动驾驶技术落地……
 
看起来汽车电子的需求是在不断增长中的，但是近期的市场消息又让汽车从业者不是很开心。去年12月初，一则“南北大众因‘缺芯’停产”的消息，让汽车行业缺芯的事实被推到了风口浪尖，后来虽然大众相关负责人出来回应称，由于新冠疫情带来的不确定性，影响到了一些特定汽车电子元件的芯片供应，中国市场的全面复苏进一步推动了需求的增长，让情况变得更加严峻，导致一些汽车生产面临中断的风险。但情况并没有市场传言的那么严重，相关车辆的客户交付也没有受到影响。据悉，大众随后改变了北美、欧洲和中国工厂的部分汽车生产排期。
 
其实，汽车业“缺芯”问题在2021年伊始没有缓解，芯片短缺正在迫使全球主要汽车制造商纷纷减产，戴姆勒、日产汽车、本田、福特和菲亚特克莱斯勒等巨头都直接受到影响。
 
据日媒披露，本田汽车宣布调整生产节奏，削减1月在日本的产量4000辆，主要影响微型汽车“Fit”，有信源称，芯片短缺可能在一季度影响本田的数万辆汽车。
 
美国方面，福特汽车也受到芯片短缺危机冲击，福特汽车在当地时间1月8日宣布，在美国肯塔基州路易斯维尔的一家SUV组装工厂将停工一周，将原先计划的停工时间提前。菲亚特克莱斯勒将暂时关闭一处加拿大工厂，并将墨西哥工厂Jeep车型的生产进一步推迟至1月底，理由是旨在保持其他北美工厂的运转。
 
通用汽车表示，目前对产量没有任何影响，但正在寻找防止工厂缺货的方法。即将与菲亚特克莱斯勒合并的法国标致雪铁龙集团（SPA）周五证实其生产并未收到影响。宝马公司称，尽管尚未减少或停止汽车生产，但定期与供应商联系。
 
还有消息称，日本铃木汽车公司也在改变产量，目前尚无闲置工厂的计划。日本车企斯巴鲁表示，正在处理零件供应方面的延迟，并可能会调整输出计划。日产汽车本月也将减少在日本生产的Note车型产量，据称将从每月生产1.5万辆大幅削减至5000辆。
 
近期丰田汽车的发言人表示，丰田因全球芯片短缺继续困扰全球汽车生产商而暂停该公司在中国广州工厂的生产线。据日媒报道，此次停产可能导致1月份产量削减至多30%，具体将根据停产持续时间而定。
 
主流半导体厂商齐聚汽车市场

一方面是汽车市场对电子元器件的需求在不断增长，另一方面是智能手机等消费类电子市场趋于平缓，因此，汽车电子成为了电子产业关注的下一个热点。从主流半导体厂商的营收中就可以看处来，比如说根据英飞凌2020年Q4的财报显示，其96亿欧元的营收中，有43%是汽车电子贡献的；恩智浦半导体最新的2020年Q3财报中，来自汽车行业的营收为9.64亿美元，占总营收的43%；根据意法半导体Q3的财报，其营收大头是由汽车和分立器件产品部提供的，占了其总体营收的32%......
 
而且，目前各主流半导体厂商都在积极布局汽车电子市场，例如在消费类电子市场呼风唤雨的高通一直都想进入汽车电子市场；台湾的联发科技(MediaTek)在2016年12月初就宣布进入日益成长的汽车电子市场；也有公司为了维护其市场地位，进行了一些战略性并购，像安森美并购了Fairchild，以补足其在中、高压功率器件上的不足；瑞萨则通过收购Intersil巩固其在汽车电子市场的地位；英飞凌通过收购Cypress来强化其汽车市场的地位……
 
英飞凌不仅通过收购完善其汽车电子产品线，更是挖来了曾在大陆集团和博世任职多年的曹彦飞来担任英飞凌科技大中华区高级副总裁兼汽车电子事业部负责人操盘英飞凌的中国汽车市场。
 
曹彦飞在接受<电子发烧友>的采访时表示，英飞凌在汽车市场的战略方向将会围绕三个核心展开，即零排放必然会实现、驾驶员变为乘客、车还是那辆车。

 

图：合并Cypress后的英飞凌营收来源占比。（数据来源：英飞凌财报）

 
“零排放必然会实现，其实说的是汽车的电气化；驾驶员变为乘客，主要是围绕智能化、网联化展开；车还是那辆车，可以说是围绕着汽车智能化、网联化或者是舒适性的特点做优化。”他对这三个核心进行了解释，“具体来说，就是在汽车车身、仪表/娱乐信息系统、底盘/安全、动力总成以及高级辅助驾驶/自动驾驶等方面提供更多，更创新的解决方案。目前，英飞凌可以针对不同需求与场景提供不同的产品，并能为客户提供一站式解决方案。”
 
除了英飞凌的传统强项功率器件，英飞凌在汽车传感器方面，这几年也投入不少。在汽车的自动驾驶中，传感器不可或缺，而且随着自动驾驶程度的提高，需要的传感器数量会越来越多。“取决于各家方案的差异，包括对传感器、深度算法等等自己的理解，可能有不同的方案组合。随着自动驾驶级别的提升，车内半导体含量、BoM成本都在大幅增长，市场潜力巨大。”曹彦飞指出。
 
自动驾驶会用到的传感器包括雷达、摄像头等传感器的模块。而英飞凌在毫米波雷达这块占有非常重要的地位。曹彦飞自豪地表示，英飞凌是最大的车用77GHz雷达芯片供应商，市场上2/3的77GHz毫米波雷达芯片都来自英飞凌。
同时他还透露，英飞凌接下来将会推出基于28nm工艺的毫米波雷达，甚至还会推出点云成像毫米波雷达产品。
 

 

图：随着自动驾驶程度的提高，需要的传感器数量会越来越多。

 
安森美在汽车市场的布局很早就开始了，据安森美半导体公司战略、营销及方案工程高级副总裁David Somo透露，“安森美自2010年进入汽车市场以来，到2019年已经出货了1300亿颗芯片给汽车客户。2019年全球每生产的一辆汽车约用到安森美半导体的器件数量超过230颗。”
 
根据安森美2019年的财报，其55亿美元的收入中，有33%的收入来自汽车行业。David Somo指出，安森美未来还将继续汽车市场的新品开发，加大研发投入力度。“汽车方面，我们将会围绕传感器、自动驾驶相关应用、新能源汽车，以及汽车电动化来推进研发。”他透露说。
 

 

图：安森美半导体的未来汽车整体方案。（来源：安森美）

 
安森美半导体开发了完整的产品方案组合及各种传感器模式，来支持L4和L5级别自动驾驶汽车，包括超声波传感器接口、图像传感器、固态LiDAR和毫米波雷达等技术。
 
David Somo对<电子发烧友>表示，安森美的毫米波技术来源于对IBM海法研究小组（IBMResearchHaifaLab）的收购，目前安森美已经将该毫米波技术应用在了通信及光纤领域，并计划用于汽车领域，目前正在与客户进行样品评估，还没有用于汽车商用生产。
 
在激光雷达方面，技术来源于对sensL的收购，从而获取关于固态激光雷达（LiDAR）方面的技术。据David Somo透露，一开始sensL主要是讲该技术应用在医疗市场，现在经过额外的开发后可以用于汽车市场。“已经有多个客户将我们硅光电倍增管（SiPM）和单光子雪崩二极管（SPAD）技术应用于固态激光雷达系统中，实现了激光雷达在汽车行业的商用，应用于L2+以及L3级别自动驾驶的安全应用中。”他进一步指出。
 
David Somo指出，在成本方面，由于安森美的激光雷达方案是固态的方案，因此，它能够使激光雷达的成本从过去机械旋转式超过1000美元的成本水平下降到现在固态方案的500美元区间。
 
在图像传感器方面，这么多年来，安森美通过对Aptina、Cypress的图像传感技术和Truesense在内的3次收购，让其图像传感器组合更加丰富。
 
根据恩智浦公布的2020年Q3财报，其汽车行业的收入为9.64亿美元，占总营收的42.5%。在2019年时，其汽车行业的收入占比更高，占了47%。据恩智浦资深副总裁兼首席技术官Lars Reger之前透露，恩智浦在2015年跟飞思卡尔合并之后，就着手了自动驾驶领域的投入，此后还收购了Marvell的蓝牙和WiFi业务，自主研发了包括UWB在内的多种技术。他对<电子发烧友>表示，这些都是为恩智浦开发自动驾驶而做的技术储备。
 

 

图：恩智浦2019年的营收来源占比。（数据来源：恩智浦）

 
恩智浦正在把其他行业的一些创新思路复制到汽车行业，同时也把汽车行业的用例推广到其他市场。Lars Reger举例说，“比如UWB芯片，我们现在将其引入到汽车电子中以实现对汽车行业应用的创新，现在我们也已经看到UWB的芯片应用在手机端就可以实现更强大的连结功能，包括与汽车、手机以及与钥匙、密钥等系统的融合。“
 
在最近的CES 2021线上展会上，恩智浦展示了其新的汽车电子解决方案，包括全新的汽车ADAS解决方案，该解决方案由新型恩智浦雷达处理器和77GHz RF CMOS雷达收发器TEF82xx及其新的S32汽车处理平台的新增产品组成，可为汽车制造商提供灵活、可扩展的配置选择，以及满足弯角和前置雷达应用的NCAP碰撞测试要求。
 
恩智浦的新型专用S32R45雷达处理器与TEF82xx收发器相结合后，可提供出色的角分辨率、处理能力和有效探测距离，不仅可以区分远处的小物体，还可以准确地在拥挤的环境中，对车辆、自行车和行人进行分类，从而为ADAS系统提供更好的驾驶决策。
 
此外，恩智浦恩还宣布推出了新的用于汽车安全的高性能计算开发平台——BlueBox 3.0。BlueBox 3.0这是恩智浦汽车安全高性能计算（AHPC）开发平台的新扩展版本。专为芯片设备适用前的软件应用程序开发和验证而设计，BlueBox 3.0可提供多种选择满足用户自定义车辆、L2+级驾驶辅助，以及不断发展的车辆架构等需求。
 
据悉，通过利用恩智浦的16核Layerscape LX2160A处理器，BlueBox3.0使处理性能比以前提高了一倍，这种性能的提升，再加上扩展的I/O接口，极大地增强了新型车辆架构的智能化和连通性。
 
通过集成集中式计算模块、集成的高性能NXP处理器、扩展版I/O连接，BlueBox3.0可以帮助设计人员缩短系统开发周期，并加快产品上市。
 
在赛灵思大中华区核心市场副总裁唐晓蕾（Maria Tang）看来，短期来看5G是一个增长很快的市场，但长期来看跟终端比较接近的应用市场增长潜力会更大，比如汽车。“随着汽车电子化趋势越来越明显，整个汽车行业，不论是欧洲、北美，还是中国的销量，在下半年都增长迅速。”她指出。
 
因此，赛灵思在汽车领域的投入也很大，据唐晓蕾透露，不论是传统的辅助驾驶领域，还是L4以上的自动驾驶领域，赛灵思都有投入，特别是L4及以上的自动驾驶领域。“因为法规的限制，现在说L4汽车的量产还为时尚早，但在客户的测试里面，我们都有在参与。”她表示。
 
唐晓蕾还指出，目前使用赛灵思产品的L4级别的自动驾驶汽车厂商有Auto X和图森未来（TuSimple）等，还有一些厂商她目前不方便透露，但她相信2021年会有更多搭载赛灵思产品的汽车发布。
 
除了国外的厂商，其实国内也有不少厂商在进入汽车行业，比如AI独角兽企业地平线已经发布多款车规级AI芯片，1月13日智己汽车发布的高端智能纯电轿车和智能纯电SUV，其智能数字架构选用的就是地平线征程2芯片。
 
据悉，地平线征程2是目前中国唯一实现大规模前装量产的汽车智能芯片。2020 年地平线已推出了性能更高、功能更加丰富的征程3。2021 年上半年地平线将面向 L3/L4 级别自动驾驶推出业界旗舰级的征程 5 芯片，具备高达 96 TOPS 的人工智能算力，同时支持 16 路摄像头感知计算，性能超越目前世界最领先的量产自动驾驶芯片——特斯拉 FSD。下一步，地平线还会推出性能更为强劲的汽车智能芯片征程 6，采用车规级 7nm 工艺，人工智能算力超过 400 TOPS。
 
国内不少MCU公司也在进入汽车市场，比如芯旺微已经在汽车市场打拼多年；杰发科技也推出了车规级MCU产品；兆易创新、国民技术等厂商也计划踏足汽车市场…
 
结语

总的来说，2021年汽车上用到的电子芯片数量和种类都会增加，相应的创新的方案应该也会增加；另外，将会有更多的新进入汽车市场，比如AI芯片、SiC芯片、5G芯片，以及更多的传感器芯片等等。但2021年，汽车电子市场应该会是一个缺货之年，不论是汽车厂商、Tier 1供应商，还是汽车电子方案商都会继续寻找新的汽车芯片供应商。这对新的汽车电子进入者来说是机遇也是挑战，抓住这个机遇，说不定就能顺势把自己做大做强。

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