呼喚中國的“博世/電裝”

挖掘萬億美元產業金礦,呼喚中國的“博世/電裝”——馮明憲博士在“2023中國汽車半導體新生態論壇”主要觀點

文:王世權 編輯:田果

2023年8月10日,由濱湖區人民政府、無錫市工業和信息化局主辦,江蘇省無錫蠡園經濟開發區管委會、濱湖區工業和信息化局、無錫市集成電路學會、深圳市芯榜信息科技有限公司承辦的“2023中國汽車半導體新生態論壇”暨“第五屆太湖創芯峰會”在無錫市太湖飯店會議中心成功舉辦,院士專家、行業代表齊聚太湖之濱,賞璀璨星光,聽澎湃“芯”潮。馮明憲博士受邀參加圓桌會議,並就汽車半導體生態體系的發展發表了看法:

回顧人類發展史,每一次交通工具的進化都伴隨着大國的崛起。目前中國大陸的汽車保有量、產銷量、出口量均位居全球第一,更是主導了新能源汽車產業的發展,爲中國經濟再次騰飛奠定了堅實的產業基礎。然而,與整車環節相匹配的汽車產業生態與供應鏈體系卻明顯發展滯後,根據《美國汽車新聞》(Automotive News)發佈的2023全球汽車零部件配套供應商百強榜,中國上榜企業僅13家,2022年營收合計約868億美元,佔百強總營收的9.7%(前百強總計營收約9000億美元),與歐美日等傳統汽車產業強國仍有較大差距,另外在汽車供應鏈源頭的汽車半導體國產化率甚至更低。因此,從產業發展與投資的角度,隨着汽車存量的規模不斷上升,萬億美元市場的汽車半導體模塊/零配件市場是值得所有投資人與業者重點關注的賽道,同時也要關注汽車半導體質量控制、良率提升和導入汽車供鏈與標準准入的服務平臺公司的投資機會。

一、交通工具進化促進大國崛起

4000多年前第一輛馬車誕生於夏王朝初年,它不但解決了落後的交通問題,而且促進了道路設施的發展,擴大了商貿運輸和文化交流活動。直至1000年後,古埃及和古希臘才相繼使用馬車進行旅行和貨物的運輸。這是交通史上是第一個重大的突破,同時也伴隨着中國、古埃及和古希臘的崛起。

14世紀中期,德意志鐘錶匠發明了機械鬧鐘,這種計時器在航海中的使用,使得歐洲的航海技術逐漸走到東方的前頭,併成爲歐洲能參與地理大發現的重要條件。15 至17世紀,歐洲的航海技術出現了巨大飛躍,推動了歐洲列強的崛起,這種跨大洋的交通工具變革不僅帶來了新的貿易和財富,還促進了殖民地擴張。

在 19 世紀初,蒸汽機車的發明和鐵路運輸的興起極大地改變了人們的交通方式,使得大規模的工業化生產和貿易成爲可能,從而使得英國與美國先後崛起,併成爲當時世界上最富強的國家之一。在 19 世紀末期,汽車的發明及廣泛使用又一次改變了人們的交通方式,德國藉此成爲了機械製造強國,美國則加速了現代工業化進程。

水陸交通工具的演變

資料來源:亞太芯谷科技研究院

回顧歷史,交通工具的進化改變了國際貿易、資源流通的方式,隨着交通工具的精密化與產業化,相關的配套產業及服務業也得到了重要的發展機會。因此,交通工具的進化不僅僅是技術進步的體現,也是一個世界級強國崛起的重要因素之一。

現如今,傳統的燃油汽車正向新能源汽車進化,作爲新能源汽車產銷量、進口量世界第一的中國,正積極推動着新能源車進一步向網聯車與自駕車發展,因爲也有望藉此機會實現經濟實力的大幅跨越。

二、汽車產業發展的四個階段

隨着新能源汽車滲透率的不斷提升及半導體、人工智能技術的進步,汽車產業也逐漸向智能化、網聯化發展。根據亞太芯谷科技研究院對汽車產業發展趨勢分析,新能源汽車發展的下一階段爲網聯車,最後達到終極目標的自動駕駛汽車。

汽車發展的四個階段:燃油車、新能源汽車、網聯車、自駕車

資料來源:亞太芯谷科技研究院

網聯車(Connected Vehicles)是指通過無線通信技術將車輛與周圍的基礎設施、其他車輛以及互聯網連接起來的車輛。這種連接使車輛能夠實時地交換信息和數據,從而提供更安全、更智能、更高效的交通體驗。網聯車可以接收來自其他車輛、交通信號燈、道路設施等的信息,用於實時的交通流優化、碰撞預防、駕駛輔助等功能。這種技術可以爲駕駛員提供更多的信息和決策支持,從而改善交通流動性和安全性。

自駕車(Autonomous Vehicles,AVs)則是指能夠在沒有人類駕駛員干預的情況下完成行駛任務的車輛。自駕車依賴於先進的感知技術(如激光雷達、攝像頭、雷達等)、決策算法和控制系統,使車輛能夠感知周圍環境、分析情況並做出適當的決策,以安全地在道路上行駛。

網聯車可以提高車輛行駛的安全性和效率,例如通過實時路況信息避免擁堵,通過交通信號燈控制減少碰撞事故等。網聯車還可以爲自動駕駛汽車提供必要的道路信息和控制指令,幫助自動駕駛汽車更好地適應複雜的道路環境。而自駕車除網聯車必備的功能外,還需要更加智能化的技術應用及解決數據隱私、安全、成本、法律監管等衆多問題,在目前尚不具備大規模推廣條件。因此,網聯車可以被視爲自動駕駛汽車的過渡階段,爲未來的自動駕駛汽車提供了必要的技術和實踐經驗。

總結起來,從技術層面看,智能化、網聯化是新能源汽車向網聯車與自駕車發展的核心要素,而這兩化與新能源汽車自身動力的基礎的電動化都需要以半導體爲實現基礎,反過來講,則是半導體技術進步與產業發展推動了汽車產業的進化。

三、汽車半導體生態系統分析

由上文分析,以汽車半導體作爲基礎,以汽車整車作爲終端應用,則可以建立一個汽車半導體生態體系,如下圖所示,其中汽車半導體模組/零配件是生態系統的中間部分,起到了連接作用。

汽車半導體生態系統

資料來源:亞太芯谷科技研究院

其中汽車半導體及整車環節的部分資料可參考由至頂科技、芯榜與亞太芯谷科技研究院共同編寫的“2023年全球智能汽車產業研究報告”,本文將着重分析汽車半導體模組/零配件產業情況。

根據《美國汽車新聞》(Automotive News)發佈的2023全球汽車零部件配套供應商百強榜單,博世連續12年蟬聯冠軍,電裝、採埃孚、麥格納依舊位列前四。值得一提的是,寧德時代超越愛信精機進入第5名,成爲有史以來首家進入前五的中國動力電池企業。本次共有中國共有13家企業上榜,較2022年的榜單多3家。當然,這也是有史以來中國企業上榜數量最多的一次排名。

從全球零部件排名榜單可以看出,零部件行業格局正在悄然變化:

在業務方向上看,傳統業務下行,新興業務佔比上升。汽車行業電動化、智能化、網聯化等高新技術業務比重越來越大,正成爲業績提升的重要引擎。

從區域上看,排名前20名的零部件企業分別來自德國、日本、美國、韓國、法國等國家。其中:博世、電裝、採埃孚、愛信精機、大陸集團、住友電工、馬勒和松下汽車系統等德日系零部件集團,佔據了半壁江山。可見,在智能電動時代,德系及日系零部件企業實力依舊較強。

從企業營收規模上看,2022年全球汽車半導體模組/零部件企業百強的營收合計約爲9000億美元,預計全球總營收超萬億美元。其中中國供應商2022年營收約爲868億美元,佔比爲9.7%。

2023全球汽車零部件配套供應商百強榜

資料來源:蓋世汽車

而在整車部分,可分爲保有量、年銷量及出口量來分析:

保有量:2022年中國汽車保有量約3.19億輛,其中新能源汽車保有量達1310萬輛,佔比4.1%,電動汽車保有量1045萬輛佔比3.28%。2022年全球汽車保有量約14.46億輛(截至2022年9月),電動汽車保有量2600萬輛(國際能源署,《全球電動汽車展望2023》)。並預計到2030年,全球電動汽車的銷量將超過7000萬輛,全球保有量將達到3.8億輛,全球年度新車滲透率有望觸及60%。

年銷量:根據中汽協,2022年汽車總銷量預計爲2750萬輛,新能源汽車總銷量約688萬輛,電動汽車銷量424萬輛,2022年全國新註冊登記新能源汽車535萬輛,新能源汽車滲透率達到25%。另根據國際能源署,2022年全球汽車銷量約爲8100萬輛,其中電動汽車銷量首次突破1000萬輛,達到1031萬輛,滲透率約爲13%,預計2023將達到1400萬輛。

出口量:根據中汽協,2022年中國汽車出口總量311.1萬輛,其中新能源汽車出口67.9萬輛,佔出口總量21.8%,僅次於日本。據汽車工業協會消息,2023年中國上半年出口量已達到214萬輛,其中新能源汽車出口53.4萬輛,成爲全球第一大汽車出口國。

總結起來,2022年,中國汽車保有率佔全球22%,電動汽車保有率佔全球 40%;中國汽車年銷量佔全球 34%,電動汽車銷量佔全球 41%;2023年上半年,中國汽車出口量全球第一。可見中國在全球電動車產業中已佔據主導地位。

然而,對應中國在新能源車市場中的40%產業規模,整個生態系統中的汽車半導體約5%的國產化率以及約10%的汽車模組/零部件產業規模是極其不匹配的。

目前,中國政府及資本界、產業界已經認識到汽車半導體的重要性,有系列的支持政策與大量的資本、人才集中到產業中,大力發展汽車半導體產業。然而,由於先進製程及設備受限,在高階芯片及相應的AI技術研發上仍然落後於美國。

中國臺灣是全球半導體先進製程的領導者,在汽車產業智能化、網聯化發展的過程中具有重要影響力,也因此被傳統的汽車強國美國、日本、德國邀請建立先進晶圓廠,美國亞利桑那州晶圓廠直接部署5nm工藝,日本熊本廠計劃以16 / 12nm和28nm提供晶圓製造服務,德國德勒斯登廠則是採用臺積電28/22納米平面互補金屬氧化物半導體(CMOS)以及16/12納米鰭式場效電晶體(FinFET)製程技術。幾大傳統機械製造強國在加強半導體制造生態系統的同時,也加入到新能源汽車時代的產業主導權爭奪戰之中。

因此,加強兩岸半導體產業合作,強化中國汽車半導體產業根基是十分必要的。

四、中國汽車半導體發展機遇

由上述分析,中國在新能源汽車產業發展中已經佔據了先發優勢,然而在整個汽車半導體生態系統中仍有着不足之處。然而,從產業發展及投資的角度來看,不足也意味着機遇。

馮明憲博士認爲對應中國在新能源汽車產業中40%的規模優勢,汽車半導體及模組/零部件產業也應當有相匹配的比例,尤其是中國汽車保有量超過3億輛的巨大存量市場及快速增長的出口規模,將由此誕生出千載難逢的產業發展與投資機遇,尤其是在汽車半導體模組/零部件供應鏈市場以及涉及到行車安全的汽車半導體的質量控制、良率提升兩個容易被忽視的產業領域。

綜合來看,中國應儘快完善汽車半導體產業生態,並增強供應鏈強度和韌性,才能在未來的汽車產業發展過程中強化先發優勢,不斷增強國家的綜合實力。

五、水木梧桐投資平臺參與的部分汽車半導體公司1、上海芯旺微電子技術股份有限公司

公司是一家以自主研發的KungFu指令集與MCU內核爲基礎,以車規級、工業級MCU的研發、設計及銷售爲主營業務的專業化集成電路設計企業。公司採用Fabless經營模式,對外採購主要包括晶圓製造、晶圓測試及芯片封裝服務。報告期內,公司的晶圓代工廠主要爲中芯國際、華虹宏力,晶圓測試廠主要爲紀元微科、盛合晶微,芯片封裝廠主要爲日榮半導體、華天科技、西安微電子。公司主要供應商爲行業內知名半導體廠商、境內外上市公司或其子公司。

芯旺微自2015年起啓動車規級MCU的技術及產品研發,形成了豐富的車規級技術積累及產品儲備,報告期內,公司車規級MCU產品出貨量超5000萬顆,報告期各期,公司車規級MCU的營業收入分別爲81.06萬元、5755.78萬元及22252.91萬元。

目前,芯旺微車規級MCU已進入安波福、華域汽車、拓普集團、奧特佳、伯特利、英搏爾、華陽集團、星宇股份等多家知名汽車零部件廠商(Tier1、Tier2 等)的供應鏈體系,產品批量應用於上汽集團、一汽集團、長安汽車、廣汽集團、比亞迪、吉利汽車、東風汽車、長城汽車、奇瑞汽車、理想汽車、小鵬汽車等衆多國內知名汽車品牌廠商,以及部分產品應用於大衆汽車、現代汽車等知名外資汽車品牌廠商。

上海證券交易所官網顯示,上海芯旺微電子技術股份有限公司(以下簡稱“芯旺微”)目前的上市審覈狀態爲“已問詢”,時間爲7月10日。

2、上海傅里葉半導體有限公司

傅里葉半導體成立於2016年,核心團隊成員均擁有國際頭部半導體企業超過20年的從業經歷,具備豐富的複雜結構數模混合芯片設計經驗。公司擁有多元的產品形態和強大的技術實力。產品涵蓋汽車音響功放、中大功率音頻功放、智能音頻功放、SPC音頻功放、觸覺反饋驅動、電源管理芯片等,性能指標比肩國內外一線廠商,廣泛應用於車載電子、電視音響、智能手機、平板電腦、智能音箱、物聯網等領域。

傅里葉半導體整合了數字、模擬電路及音頻算法,於2017年和2021年分別推出了Smart PA智能音頻功放芯片和中大功率數字音頻功放芯片,實現了該領域內的國產突破。傅里葉半導體榮獲“2021年度新銳公司獎”(中國IC風雲榜),獲得“2022年度IC獨角獸獎”(中國IC風雲榜)和“專精特新”企業榮譽稱號,入選“2022投資界硬科技Venture50”榜單和投資家網“2022年度芯片半導體領域創新企業TOP30”。

傅里葉半導體產品獲得了國內國際一線品牌客戶認可,量產客戶包括三星、小米、vivo、moto、榮耀等知名品牌。依託於成熟的供應鏈體系,以及公司在音頻方面的長期投入和積累,傅里葉半導體正打通信號鏈,往更深更廣方向拓展產品線。

3、芯率智能科技

芯率智能行業內品牌又名衆壹雲,2006年開始與華虹合作,正式開始拓展晶圓廠相關業務。2014年開始與中芯國際合作,開發爲提升良率的大數據分析平臺,正式切入晶圓廠產線的核心生產層面,並於2019年陸續落地YMS、ADC等相關良率分析工具。目前圍繞大數據分析提升半導體制程產線良率已拓展了AI YMS爲平臺的,包含AI DMS、AI ADC、AI RMS、AI MVA、AI SSA、MTA、AI Metrology、Dynamic Sampling的幾十個人工智能系列工具。

產品已陸續在中芯國際、中芯紹興、中芯寧波、中芯長電、華虹宏力、華虹無錫、格科微、積塔半導體等十幾個量產線中導入應用,並有鼎泰匠心、青島芯恩、長江存儲、合肥長鑫等十幾條產線進入了國產化替代方案的溝通中。在芯片製造領域的良率管理和良率提升方面,芯率智能是目前唯一一家實現國產化產品落地和應用的服務商。

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