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汽车电子半导体产业发展趋势及特征

2017-09-13
类别:行业趋势
eye 245
文章创建人 拍明


汽车业的成功,一定程度上要归功于技术的不断创新。近几年来,电子系统在汽车中得到广泛应用。这种趋势在未来将持续增长。随着半导体技术的发展,以及在汽车尤其新能源汽车中的深入应用,电子系统能实现的功能已经越来越复杂。现如今,一套汽车电子系统所能实现的功能已经超过了1969年环月阿波罗11号航天飞船。未来汽车的大部分功能将通过电子和电气系统实现。

行业是将电子信息技术应用到汽车所形成的新兴行业。从广义上讲,汽车电子从基础元器件、电子零部件、车载电子整机、机电一体化的电子控制系统(ECU)、整车分布式电子控制系统、与汽车电子有关的车外电子系统等软硬件。从系统看包括零部件系统、车内、车际网络。

1 汽车电子行业特点

汽车电子细分行业生命周期.png

1.1、重视安全、环保和节能

汽车电子的应用是解决安全、环保、节能的主要技术手段,例如:在节能方面,世界主要汽车生产国开始研究和应用电子模块控制的混合动力轿车、氢燃料电池混合动力轿车及纯电动轿车等。

1.2、传感器性能不断提高、数量不断增加

汽车安装有三个目的:一是安全,如防撞气囊的安全监测;二是节能,减少对环境的污染;三是舒适。由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类、数量不断增加,并不断研制出新型、高精度、高可靠性、低成本和智能化的传感器。在性能上,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响,在特别严酷的使用条件下能保持较高的精度;在结构上,具有结构紧凑、安装方便的优点,从而免受机械特性的影响。

1.3、车用不断升级换代

随着汽车电子占整车比重不断提高,MCU(微控制单元)在汽车领域的应用将超过家电和通讯领域使用的数量,成为世界上最大的MCU应用领域。

1.4、数据总线技术应用日益普及

大量数据的快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术,其优点为:减少线束的数量和线束的容积,可提高电子系统的可靠性和可维护性;采用通用传感器达到数据共享的目的;通过系统软件实现系统功能的变化,以改善系统的灵活性等。

1.5、智能汽车及智能交通系统(ITS)开始应用

以卫星通信、移动通信、计算机技术为依托进行车载电子产品的开发和应用,实现计算机、通讯和消费类电子产品“3C”整合。如:车辆定位、自主导航、无线通讯、语音识别、出行信息通报、电子防撞产品、车路通讯以及多媒体车载终端等。

1.6、新技术在汽车电子产品中不断得到应用

光纤在汽车信号传输中的应用、新的控制理论和方法的大量应用、蓝牙技术等都是汽车电子技术的发展趋势。

2、行业细分

从用途来看,汽车电子可以分为四大类:动力控制系统、安全控制系统、通讯娱乐系统与车身电子系统等。汽车行业随着信息技术与消费电子等应用逐步渗透其中,传统汽车行业或将面临来自移动互联网、消费电子行业等新型行业的冲击。

汽车电子半导体产业链.png

2.1、动力控制系统

主要指基于汽车发动机(汽油机电控系统Motronic、柴油发动机:柴油机电控系统EDC、燃油喷射调节器子点火(汽油机)、增压调节(涡轮增压)等)、变速箱等动力系统的传感器、控制系统等,通常用于进行发动机燃烧控制,汽车尾气循环处理(如废气再循环EGR),自动变速箱控制(自动/手自一体)。

2.2、安全控制系统

分为主动安全系统与被动安全系统,主动安全控制系统是以提高汽车的主动安全性能为主要目标的控制系统,被动安全控制系统是使车辆在事故发生时大幅减低碰撞强度的控制系统。主动安全系统包括汽车安全驾驶辅助系统、防抱死制动系统ABS、制动辅助系统BAS、驱动防滑装置ASR、电子制动辅助系统EBA、电子稳定程序ESP、车辆偏离警告系统、碰撞规避系统、胎压监测系统TPMS、自动驾驶公路系统等。被动安全系统包括安全气囊、预警式安全带等。

2.3、通讯娱乐系统

车载信息系统(运用计算机、卫星定位、通讯、控制等技术来提供安全、环保及舒适性功能和服务的汽车电子设备)、电子语音合成、利用语音的功能控制(语音识别)、音频装置(收音机,CD机,DVD等)、车载电视、车载计算机、车载电话、车载导航(GPS)、新的显示技术(显示器及投影仪)、互联网和计算机等。

2.4、车身电子系统

转向控制、仪表仪盘、空调控制系统、汽车防盗系统、自适应巡航系统(ACC)、加热与空调控制、带记忆功能的座椅位置调节、车窗与天窗控制、中央闭锁系统、底盘控制系统、后备箱监控、停车辅助系统等。

通讯娱乐系统与车载电子系统开始步入增长期。根据德勤报告的数据显示,预计2012-2016E通讯娱乐系统年复合增长率将达10.8%,为各细分行业中年复合增长率最快,安全控制系统年复合增长率将为10.2%,位居第二。

3、汽车电子产品结构

随着汽车销量加速上升,中国汽车电子行业快速增长,尤其是以车载CD、DVD、GPS等为代表的车载信息娱乐系统,更成为汽车电子市场增长的引擎。美元的快速贬值降低了中国商品出口的竞争力,中国汽车电子信息娱乐产品供应商开始由出口渐渐向内销转变,这造成了国内汽车电子市场竞争加剧,尤其是国际企业兼并整合加快,国内企业面临着越来越大的压力。

3.1、汽车信息娱乐系统

3.1.1、车载DVD

车载dvd是安装在汽车内为车内乘坐人员提供影音娱乐的多媒体播放系统,一般除了播放dvd格式影碟外,还支持VCD/MP3/WMA/MP4/Divx/CD/CDR/CDRW/JPEG等格式的影音文件和碟片,有的还支持SD,USB,IPOD等。根据安装在车在的位置,分为挡阳板dvd,吸顶dvd,头枕dvd等。

近几年,因交纳不起高额专利费,出口受到影响,有一些实力不强的DVD企业干脆关门大吉。另有部分企业停止传统DVD出口,重点转向价格更高、利润空间更大的高端产品。原先100%做普通DVD出口的企业,将业务重心转向移动DVD和刻录DVD、车载DVD,这一现象正在很多DVD生产商中蔓延。

3.1.2、车载电脑CarPC

分两大类,一类叫做CarPC,是车里的固定电脑,一类叫CarBook,是车里的便携电脑,这两类产品虽同为车载电脑,但因为CarPC的产品形态的局限性,所以CarPC和CarBook在功能上存在着巨大的差异性。基于一个功能强大的电脑平台,CarPC集成了iPOD、移动DVD、PSP游戏机、笔记本电脑等多种数码娱乐产品的功能,令车上生活丰富精彩。

3.1.3、车载冰箱

目前全国已经有300多家专门生产车载冰箱的企业,车载冰箱企业多位于广东和江浙一带,特别是在广东,车载冰箱的OEM厂商尤为众多,还有一大批传统家用冰箱的生产商也开始进入车载冰箱行业,例如海尔、科龙等企业。车载冰箱在欧洲等地的需求量非常大,而且,投资一条车载半导体冰箱的生产线,花费也不多。目前新潮电子生产的车载冰箱有70%—80%出口到海外市场,只有很少量的产品,在国内的汽车用品店等渠道销售。

3.2、驾驶辅助系统

3.2.1、泊车辅助

最常用的泊车辅助系统就是倒车雷达系统(PDC系统),也有使用声纳传感器的,它们的作用就是在倒车时,帮助司机“看见”后视镜里看不见的东西,或者提醒司机后面存在物体。PDC系统的工作原理就是通常是在车的后保险杠或前后保险杠设置雷达侦测器,用以侦测前后方的障碍物,帮助驾驶员“看到”前后方的障碍物,或停车时与它车的距离,此装置除了方便停车外更可以保护车身不受刮蹭。

3.2.2、高级驾驶辅助系统(ADAS)

ADAS的设计方案并不是要控制车辆,而是向驾驶员提供车辆周围环境及车辆运行状况等相关信息,提醒驾驶员注意潜在危险,从而提高行车安全性。如车道偏离警告系统采用CMOS摄像头传感器,夜视系统采用红外传感器,自适应巡航控制系统(ACC)通常采用雷达技术,而停车辅助系统则采用超声波技术。

3.2.3、车载导航仪

受国际金融危机以及整车市场表现低迷的影响,2008年导航产品增速明显放缓。据iSuppli提供的数据,导航产品2008年销售额同比增长约25%,而2007年相对于2006年的增幅为43%。具体来说,PND(便携式导航仪)增长约30%,车载前装导航增长约16%,车载后装导航增长约26%。

3.3、汽车安全电子系统

3.3.1行车记录仪

行车记录仪俗称汽车的“黑匣子”,借由发动引擎随即可以录像录影的功能,透过高清镜头摄影,将车辆行驶途中的影像及声音完全纪录。当交通意外事故发生时,记录仪所记录的监控视频,就能还原事故的真实过程。从09年左右引入国内市场至今,对交通部门、保险公司在判断事故责任方的时候,起到一个很好的证据作用,保障驾驶人自我权利。

如今,行车记录仪行业红海化现象严重,市场也已趋于饱和,不少商家已经在积极寻找应对方案,希望能将行业推向良性化发展。

3.3.2、电子狗

电子狗又称驾驶安全预警仪,是一种车载装置,由硬件系统和软件系统所组成,包括雷达、GPS定位、中央处理器和智能测速预警系统。主要是利用GPS卫星定位及雷达信号检索,提前提醒车主电子眼或测速雷达等测速设备的存在,防止因为超速等违规而被罚款和扣分。它分为普通电子狗、智能电子狗、云电子狗等。目前,云电子狗是相关企业的发展方向。

3.3.3 汽车照明系统

汽车照明系统是汽车安全行驶的必备系统之一。它主要包括“外部照明灯具、内部照明灯具、外部信号灯具、内部信号灯具等。

近年来,市场上出现了新型HID灯以及LED灯。自从奥迪家族第一款加装LED前灯的车型R8曝光以来,发展到普遍使用的白炽灯。国际上高档轿车生产商如奔驰、宝马、丰田、福特等纷纷推出配有五彩缤纷的LED灯具的新款式轿车以吸引顾客,尤其是日本汽车对LED应用已相当广泛。被称为一生不需要更换灯泡的汽车灯,国际上汽车电子化中最耀眼的产品之一。

4、汽车电子市场主要发展趋势及市场分布

汽车电子产业的发展与汽车工业的发展密切相关,目前美国、欧洲、日本是汽车电子技术领先者,掌握着行业核心技术与市场发展优势。全球汽车电子产品主要市场集中于北美、欧洲、日本等地区随着,汽车制造产业向新兴国家和地区的转移,中国、印度、南美等发展中国家和地区的汽车电子新兴市场正快速发展。

汽车电子半导体产业.png

国际主要汽车电子厂商

4.1 美国

发展历程: 美国汽车电子行业约有100年历史的成熟市场,随着美国汽车产业一起发展,处于全球领先地位

运营模式: 供应链体系较为稳固,通过控制产业链配套关系控制核心市场,限制其它企业参与市场竞争

国际主要汽车电子厂商.png

德尔福(DELPHI)

德尔福在汽车电子、汽车零部件和系统集成技术方面处于世界领先地位,2009年《财富》全球500强排名,德尔福位于第160位,2014年全球销售额高达203亿美元

客户群:

通用、大众、奇瑞、福特、丰田、东风日产、东风标致和华晨等

上海德科电子仪表有限公司(合资)

德尔福德科电子(苏州)有限公司(独资)

德尔福派克电气系统有限公司(合资)

上海德尔福汽车空调系统有限公司(合资)

上海德尔福汽车门系统有限公司(合资)

德尔福电子(苏州)有限公司(独资)

国内主要产品:

车身、安全电子系统、隔热、传感器、动力系统、娱乐系统、混合能源系统、燃料电池

4.2 德国

国际主要汽车电子厂商.png

运营模式:整车公司与汽车零部件厂保持相互自由的企业关系,汽车零部件采购不受汽车公司制约。整车企业设计图纸向零部件企业招标;同时,零部件企业也可自主开发新产品供整车企业选择,在竞争中推动汽车行业的发展。

国际主要汽车电子厂商.png

罗伯特.博世汽车电子

汽车零部件是博世最大的业务部门,包括:内燃机燃油喷射系统、动力控制外围设备、主动与被动汽车安全系统、驾驶辅助及其他引导功能、车内信息与通信系统等。

国内主要产品:

刹车片、制动液;滤清器;预热塞、油嘴、共轨系统喷油器、柱塞、出油阀;大灯、灯泡;电瓶、发电机、起动机、传动带;能源系统;喇叭;火花塞;氧传感器、燃油泵、ECU、点火线圈、空气流量计;雨刮片;汽车诊断系统

4.3 日本

发展历程

日本汽车电子发展比中国早近50年,起步阶段与中国相似,从核心部件依赖进口、技术水平落后,到逐步赶超发达国家。

运营模式

采取多层次转包生产体制,汽车企业形成稳定的供应体系和协作网,充分发挥资金和技术优速,构成双向垄断模式。

4.4 中国

目前中国汽车电子市场又出现两个新亮点:新能源汽车电池监控管理系统、服务于汽车下乡战略的汽车低成本影音娱乐系统。随着整车的科技含量逐渐提升,单车所装备的电子产品不断增多,汽车电子在汽车成本中所占比重也有了较大提升,市场空间随之广阔。

再次,技术进步为中国汽车电子行业的快速发展打下了坚实的基础。随着中国电子信息产业的繁荣,已经发展起来的半导体、软件、计算机等产业造就了一大批工程师和技术开发人员,为汽车电子行业的发展提供了有利的技术支持。经过近年来“863计划”电动汽车重大专项的实施和汽车电控系统科研攻关开发活动热潮的兴起,一批整车厂商和科研院所拥有了汽车电子设备和电子控制单元的自主研发能力。此外,通过技术引进和技术合作等方式,中国民族电子产业对国际先进技术和解决方案进行引进消化和再次创新,加之上游供应商如半导体供应商的积极推动,中国汽车电子行业的技术水平得到了迅速提升。

众多国际领先的汽车电子厂商纷纷布局中国。如博世(Bosch)、德国大陆(ContinentalAG)、德尔福(Delphi)等国际巨头已经中国拥有数量众多的生产基地,而且也在不断根据市场需求扩大生产规模和增加产品种类。同时民族汽车电子企业依靠成本优势和灵活的市场策略快速成长起来,在信息娱乐系统、音响系统等产品方面取得长足发展,并配合民族汽车厂商,开发车身电子,动力总成等高附加值产品。国内外汽车电子厂商的迅速发展共同促进了中国汽车电子行业的繁荣。

深圳航盛(注:数据来自互联网)

航盛电子成立于1993年,注册资本2.1亿元,是国内汽车电子龙头企业。航盛集团包括深圳航盛和上海分公司、天津分公司、吉林分公司、长春分公司等二级企业10余家

客户群:

大众、日产、三菱、福特、标致雪铁龙、菲亚特等

国内主要产品:

车载娱乐系统、车身控制集成系统、新能源汽车电子控制系统、车载安全系列(倒车监视系统、汽车记录仪、GPS)等

5、龙头企业加速汽车电子半导体产业布局

汽车电子半导体设计方面,大唐公司与恩智浦公司合资成立大唐恩智浦公司,其产品包括车灯调节器芯片、门驱动芯片和新能源汽车电池管理芯片。其中门驱动芯片是中国汽车电子前装市场的第一颗国产芯片,也是中国首个符合AEC-Q100行业标准的产品。地图服务商四维图新以6亿美元收购IC设计企业联发科旗下的杰发科技公司,主攻车载、车控类汽车电子芯片解决方案。

CMOS图像传感器方面,2016年初,国内资本以19亿美元收购美国OmniVision公司,使其成为北京豪威科技公司的子公司。2016年7月,北京君正集成电路公司宣布拟以120亿元人民币收购豪威科技公司、6.2亿美元收购思比科公司,深度布局CMOS市场。收购完成后,北京君正公司将成为全球第三大CMOS图像传感器企业。

新能源汽车IGBT方面,比亚迪是全球新能源汽车的领军企业,2015年销售超过6万辆。公司已布局IGBT全产业链,包括芯片设计、晶圆制造、测试、封装、新能源汽车应用等。旗下比亚迪微电子公司与上海先进半导体制造公司正合作开发IGBT产品。

代工制造方面,中芯国际通过收购意大利LFoundry公司,获得具有汽车电子半导体产品经验的8英寸生产线。华虹宏力公司深耕FS-IGBT工艺产品,与多家合作单位推出了600V、1200V、1700V等IGBT器件工艺。

全球汽车电子半导体产业呈现三大特征

第一,市场占比稳定,行业集中度提高。

根据Gartner公司的数据,1998年,汽车市场占全球半导体市场的7%,直至2016年,市场份额仅缓慢增长至9.5%,表明汽车电子半导体市场长期处于稳定发展阶段。2016年,全球汽车电子半导体市场规模达到317亿美元。

近两年来,汽车电子半导体行业并购案例频发。2015年~2016年,全球汽车电子半导体行业共发生10起并购,总金额超过800亿美元。2015年末,荷兰恩智浦公司完成对美国飞思卡尔公司的收购,成为全球第一大汽车电子半导体企业。2016年10月,美国高通公司宣布收购尚处于消化整合阶段的NXP公司,进军汽车电子半导体市场。并购完成后,高通将成为仅次于英特尔和三星的全球第三大半导体公司。2015年汽车电子半导体排名前五的企业销售额合计超过130亿美元,市场份额超过40%。

第二,汽车电子产业特点突出,产业链形成强绑定关系。

汽车电子产业链具有以下特点:

一是单个汽车厂商对芯片的需求量偏低。单个汽车厂商对单个芯片厂商的需求量远低于智能手机等产品动辄上亿颗的市场需求。加之汽车芯片有定制化需求,因此长久以来半导体企业很少与汽车厂商产生直接业务联系,大多通过零部件供应商完成产品供应。

二是对产品可靠性和寿命要求极高。汽车的使用环境更接近于工业机械产品,所以汽车电子半导体通常工作在极端温度、高湿的恶劣环境中,加之汽车对安全事故的零容忍要求,对半导体产品的抗干扰能力、可靠性和稳定性要求极高。不同于智能手机1年左右的升级换代周期,汽车产品更新换代频率非常低,整车服役寿命接近20年,对半导体企业长周期供货能力提出了高要求。

三是产品认证周期长、标准严格。汽车电子协会(AEC)的AEC-Q100标准和国际标准组织(ISO)的ISO-26262标准对汽车电子的安全性和可靠性有极高要求,半导体厂商获得相应的认证方能进入汽车产业链。

以上特点使得半导体企业、零部件供应商、整车厂商已形成强绑定的供应链关系,对新进企业构成坚实的行业壁垒。

第三,汽车价值链重构,新进从业者不断涌现。

互联网企业探索进入汽车行业。近几年来,互联网企业在无人驾驶汽车领域非常活跃,谷歌、百度、优步、阿里巴巴等互联网企业均宣布了无人车的研发计划,谷歌和百度等企业已实现了上路实测。谷歌公司在2005年开始无人车研发和测试工作。截至2016年10月,谷歌无人车已行驶超过322万千米。

消费电子半导体企业进军汽车电子。汽车电子半导体市场的稳定增长和可观前景,以及智能手机和PC市场增速下滑,使得消费电子半导体企业迫切希望进入汽车电子领域来巩固其市场地位。高通公司已从汽车制造商获得大量无线调制解调器订单,其支持自动驾驶功能的骁龙车载处理器将于2017年搭载在奥迪公司新车中。2016年,高通收购恩智浦后将成为全球最大汽车电子半导体企业。英特尔于2011年组建车载创新和产品开发中心,提供完整平台化解决方案,2016年宣布与捷豹公司合作开发车载智能互联系统。联发科于2016年宣布进入车用芯片市场,计划于2017年第一季度发布首批车用芯片解决方案。英伟达已完全撤出手机市场,凭借在GPU图像处理方面的技术积累,专攻ADAS算法芯片,2016年发布了与沃尔沃公司合作的Drive PX2自动驾驶平台。

6、汽车电子制造质量控制体系

对汽车工业来说,有各种不同的现行质量体系标准要求汽车和卡车行业的各家供应商符合不同客户的标准,诸如:

QS9000(克来斯勒、福特、通用和某些其他公司所用的)

VDA6.1(大众和其他德国公司所用的)

EAQF(雷诺和其他法国公司所用的)

AVSQ(意大利公司所用的)

这就意味着一个公司对不同客户要符合不同的标准。还有公司常常被要求认证通过不同的汽车质量体系标准--最常见的有QS9000和VDA6.1。

未来协调汽车工业不同质量管理体系规范的要求,国际标准化组织(ISO)和国际汽车工作组(IATF)已联合组织起来编制了一份技术规范ISO/TS16949。这份文件已经在1999年4月15日正式颁发了。它是以1994版ISO9001为基础的一份ISO现行汽车质量体系标准。该文件是作为ISO的技术规范(ISO/TS)出版的。

由于这份规范并没有和现行在改版的ISO9001标准相协调,所以决定要对ISO/TS16949进行修改,以便和2000版的ISO9001相一致。

ISO/TS 16949:2002是美国AIAG、德国VDA-QMC、法国CCFA/FIEV、意大利ANFIA、英国SMMT、日本JAMA、ISO/TC176的联合编制。

“ISO/TS16949是由国际汽车特别工作组(IATF)、ISO/TS 176,质量管理和质量保证,及其分委员会的代表一起起草的一种ISO技术规范。应用ISO9001:2000时的具体要求已融入了ISO/TS 16949.

此规范与ISO 9001:2000的结构相同,增加的附加要求源于以下文件:

-QS-9000质量体系要求,第三版

-VDA6,第一部分,质量体系审核

-AVSQ’94应用指南

-供应商质量表现评估(EAQF 94)

6.1 用途

规定了汽车行业质量管理体系的要求

对可能有顾客规定要求的应用进行了认可

旨在避免重复认证审核

为质量管理提供了一个汽车行业共同的方法

6.2 审核范围

本技术规范与ISO9001:2000相结合,规定了汽车相关产品的设计、开发、生产、安装与服务的质量体系要求。

本技术规范适用于组织的顾客要求的生产件或服务件的制造现场。

本技术规范也可应用于整个汽车供应链。

注:“外部场所”例如设计中心,公司总部和配送中心等应作为支持性现场被审核,其不能按本技术规范单独被认证。

汽车电子制造质量控制体系.png

6.3 、质量管理体系的五大工具

APQP产品质量先期策划和控制计划:通俗的讲就是对产品设计和开发进行控制。

FMEA:潜在失效模式及后果分析(Potential Failure Mode and Effect Analysis)是一门事前预防的定性分析技术,自设计阶段开始,就通过分析,预测设计过程中潜在的失效,研究失效的原因及其后果,并采取必要的预防措施,以避免或减少这些潜在的失效,从而提高产品、过程的可靠性。它是从可靠性的角度对所做的设计、过程进行分析评价。AIAG(美国汽车工业行动集团)的《潜在失效模式及后果分析》手册主要从设计FEMA(DFEMA)和过程FEMA(PFEMA)两个方面讲述FEMA。

PPAP生产件批准程序:(Production Part Approval Process),生产件批准程序PPAP是样件试验完成通过之后,正式批量投产供货之前的一个环节。其目的是验证由正式生产状态下的设备、工装、过程所制造出的产品能否符合顾客所需的技术标准、供货能力并具有持续满足这些要求的潜在能力。PPAP对外证实能力,对内寻求持续改进的机会。

SPC统计过程控制:是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价,根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆,并采取措施消除其影响,使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态,以达到控制质量的目的。

MSA测量系统分析:“用数据说话”是质量管理最重要的原则之一。MSA是对测量系统进行有效监管的重要手段。应用MSA技术,通过研究测量系统产生的变差,计算这些变差对测量结果影响的程度,进而得出测量系统是否有能力满足测量要求的结论。


【相关信息】汽车电子半导体产业特征 看我国如何力争上游

我国是全球最大的汽车产销国,但汽车电子半导体产业基础却非常薄弱,仅有极少数产品能进入全球汽车供应链。

未来汽车将向安全、互联、智能、节能的方向发展,高级汽车驾驶辅助系统(ADAS)、无人驾驶、车联网(V2X)、新能源汽车等新产品和新功能层出不穷,算法芯片、毫米波雷达、激光雷达、新型MEMS传感器等技术飞速发展,供应链紧密牢固的汽车产业呈现新的发展机遇。

作为行业新进者,我国应抓住此次产业变革的机会窗口,使汽车电子半导体成为我国半导体产业和汽车产业实现腾飞的重要突破口。

全球汽车电子半导体产业呈现三大特征

第一,市场占比稳定,行业集中度提高。

根据Gartner公司的数据,1998年,汽车市场占全球半导体市场的7%,直至2016年,市场份额仅缓慢增长至9.5%,表明汽车电子半导体市场长期处于稳定发展阶段。2016年,全球汽车电子半导体市场规模达到317亿美元。

近两年来,汽车电子半导体行业并购案例频发。2015年~2016年,全球汽车电子半导体行业共发生10起并购,总金额超过800亿美元。2015年末,荷兰恩智浦公司完成对美国飞思卡尔公司的收购,成为全球第一大汽车电子半导体企业。2016年10月,美国高通公司宣布收购尚处于消化整合阶段的NXP公司,进军汽车电子半导体市场。并购完成后,高通将成为仅次于英特尔和三星的全球第三大半导体公司。2015年汽车电子半导体排名前五的企业销售额合计超过130亿美元,市场份额超过40%。

第二,汽车电子产业特点突出,产业链形成强绑定关系。

汽车电子产业链具有以下特点:

一是单个汽车厂商对芯片的需求量偏低。单个汽车厂商对单个芯片厂商的需求量远低于智能手机等产品动辄上亿颗的市场需求。加之汽车芯片有定制化需求,因此长久以来半导体企业很少与汽车厂商产生直接业务联系,大多通过零部件供应商完成产品供应。

二是对产品可靠性和寿命要求极高。汽车的使用环境更接近于工业机械产品,所以汽车电子半导体通常工作在极端温度、高湿的恶劣环境中,加之汽车对安全事故的零容忍要求,对半导体产品的抗干扰能力、可靠性和稳定性要求极高。不同于智能手机1年左右的升级换代周期,汽车产品更新换代频率非常低,整车服役寿命接近20年,对半导体企业长周期供货能力提出了高要求。

三是产品认证周期长、标准严格。汽车电子协会(AEC)的AEC-Q100标准和国际标准组织(ISO)的ISO-26262标准对汽车电子的安全性和可靠性有极高要求,半导体厂商获得相应的认证方能进入汽车产业链。

以上特点使得半导体企业、零部件供应商、整车厂商已形成强绑定的供应链关系,对新进企业构成坚实的行业壁垒。

第三,汽车价值链重构,新进从业者不断涌现。

互联网企业探索进入汽车行业。近几年来,互联网企业在无人驾驶汽车领域非常活跃,谷歌、百度、优步、阿里巴巴等互联网企业均宣布了无人车的研发计划,谷歌和百度等企业已实现了上路实测。谷歌公司在2005年开始无人车研发和测试工作。截至2016年10月,谷歌无人车已行驶超过322万千米。

消费电子半导体企业进军汽车电子。汽车电子半导体市场的稳定增长和可观前景,以及智能手机和PC市场增速下滑,使得消费电子半导体企业迫切希望进入汽车电子领域来巩固其市场地位。高通公司已从汽车制造商获得大量无线调制解调器订单,其支持自动驾驶功能的骁龙车载处理器将于2017年搭载在奥迪公司新车中。2016年,高通收购恩智浦后将成为全球最大汽车电子半导体企业。英特尔于2011年组建车载创新和产品开发中心,提供完整平台化解决方案,2016年宣布与捷豹公司合作开发车载智能互联系统。联发科于2016年宣布进入车用芯片市场,计划于2017年第一季度发布首批车用芯片解决方案。英伟达已完全撤出手机市场,凭借在GPU图像处理方面的技术积累,专攻ADAS算法芯片,2016年发布了与沃尔沃公司合作的Drive PX2自动驾驶平台。

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我国发展汽车电子半导体具备后发优势

第一,中国已成为全球最大的汽车产销国。

中国汽车产销量已连续8年位居全球第一。根据中国汽车工业协会的数据,2016年中国汽车产销分别为2812万辆和2803万辆。2015年,中国汽车产量占全球汽车产量的27%,超过第二大生产国——美国一倍以上。

国有汽车品牌实力不断壮大。在中国乘用车市场,2016年,中国自有品牌乘用车共销售1052.9万辆,同比增长20.5%,占乘用车销售总量的43.2%。

2009-2016年中国汽车产量.png


2015年全球汽车产量区域分布.png

第二,新能源汽车产业高速发展。

一是国内新能源汽车产销量屡创新高。中国汽车工业协会数据显示,2016年,国内新能源汽车产销51.7万辆和50.7万辆,同比增长51.7%和53%,连续两年保持全球第一。

二是国家政策鼓励发展新能源汽车产业。新能源汽车已上升为国家战略。《中国制造2025》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》等国家规划明确将新能源汽车列为重点发展产业。2015年国家发展改革委公布的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》提出,到2020年,新增集中式充换电站超过1.2万座、分散式充电桩超过480万个,以满足全国500万辆电动汽车充电需求。

第三,龙头企业加速汽车电子半导体产业布局。

汽车电子半导体设计方面,大唐公司与恩智浦公司合资成立大唐恩智浦公司,其产品包括车灯调节器芯片、门驱动芯片和新能源汽车电池管理芯片。其中门驱动芯片是中国汽车电子前装市场的第一颗国产芯片,也是中国首个符合AEC-Q100行业标准的产品。地图服务商四维图新以6亿美元收购IC设计企业联发科旗下的杰发科技公司,主攻车载、车控类汽车电子芯片解决方案。

CMOS图像传感器方面,2016年初,国内资本以19亿美元收购美国OmniVision公司,使其成为北京豪威科技公司的子公司。2016年7月,北京君正集成电路公司宣布拟以120亿元人民币收购豪威科技公司、6.2亿美元收购思比科公司,深度布局CMOS市场。收购完成后,北京君正公司将成为全球第三大CMOS图像传感器企业。

新能源汽车IGBT方面,比亚迪是全球新能源汽车的领军企业,2015年销售超过6万辆。公司已布局IGBT全产业链,包括芯片设计、晶圆制造、测试、封装、新能源汽车应用等。旗下比亚迪微电子公司与上海先进半导体制造公司正合作开发IGBT产品。

代工制造方面,中芯国际通过收购意大利LFoundry公司,获得具有汽车电子半导体产品经验的8英寸生产线。华虹宏力公司深耕FS-IGBT工艺产品,与多家合作单位推出了600V、1200V、1700V等IGBT器件工艺。


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