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意法半导体的汽车芯片业务规划

环形隧道
芯片

2022-06-12

作者:朱玉龙

2022 年 5 月 12 日,意法半导体在其资本日上称,全年营收要从 2021 年的 128 亿美金,在 2022 年增长到 148-153 亿美金;并且规划 2025-27 年新目标为 200 亿美金。这块快速增长的营收,主要是靠汽车带动起来的(也包括工业和消费电子),而且毛利润率能提升到 50%。在汽车领域,半导体企业都看到了快速增长的汽车电气化和数字化的机会。

在目前这个市场里面,我们看到所有的半导体公司都想要有一番作为,而且未来汽车芯片的价值量就是大幅提升的,汽车企业对汽车芯片的依赖程度会进一步提高。这就从战略上的 5 年成了高速发展期,不光对欧洲的英飞凌、意法半导体,对中国的汽车芯片企业也一样。

▲图 1. 意法半导体的目标

汽车半导体的产品升级规划

半导体之前就是具备比较强的需求传递性,在欧洲汽车企业和 Tier1 把很多的需求传递给意法半导体,不断迭代之下造就了意法半导体的汽车业务版图。我们看到半导体公司由于 2020 年的疫情,整体收入都比 2019 年有所下降,但是在 2021 年报复性反弹。

▲图 2. 意法半导体的业务

从具体布局来看(图 3),ST 的业务主要分为电气化(功率半导体)、32 位 MCU 和视觉芯片。增长的情况,也反映了在 2021 年市场的趋势上 ——ST 在电气化领域其实与特斯拉高度捆绑,MCU 单片机保留了一部分 IDM,也在 2021 年加深了和特斯拉的合作关系。但是 ME 在近期的颓势,也反映在 ST 的业务增长上(ADAS 仅 19% 的增长)。

▲图 3. 汽车芯片的需求

现在车企应对供给减少的方式,是把芯片和产能集中给较高价格的车辆,这使得平均车价往上走了,这有效对冲了利润下降。汽车芯片的订单没有少的,Tier1 和车企都在饱和下订,通过购买芯片来建立安全库存,在达到这个目的之前,需求都在。而汽车芯片企业在传统产能扩张有顾虑,因此开始把我们习以为常的芯片都开始提价,这个就是业内的实际状态。

▲图 4. 汽车整车销量和汽车芯片的销售对比

我觉得很重要的一个观点,类似法规需求、功能安全、信息安全甚至是 EDR 的数据驱动,保证了整个汽车产业底线的半导体需求,燃油车要追上时代,也需要座舱和智能辅助驾驶上面的更新,这保证了整个汽车产业对芯片的依赖。

▲图 5. 整体汽车产业对汽车芯片的依赖

下面这张图 6,我摘出来可以看到 ST 对于不同趋势的芯片产品和工艺覆盖。

▲图 6. ST 的芯片工艺

芯片投资方向

MCU 的变化

在这张图里面我没看到,特别有意思的地方,随着分布式架构往集中式架构走,MCU 的功能是两级分化的,8-16 位甚至是 32 位单片机,开始被其他芯片集成,做成智能传感器和智能执行器,而高端 MCU 的需求主要在高主频、多核,在 Zonal 和计算平台上做 Real time 的运算,起到安全性功能。

在这个过程中,变化主要包括:

  • 单核 120MHZ 1Mb 迭代到双核 300MHZ 4-8Mb,再到三核 400MHZ,6-8Mb
  • 工艺从 90nm 迭代到 40nm,再到 28nm,甚至有更高制程的投资
  • MCU 里面从电源 + MCU+ASIC 迭代到更多集成化的(功率 + MCU + 电机驱动),这种集成化设计还是很有意思的
▲图 7. 高端单片机的需求

电气化

ST 在电气化里面是很强的,碳化硅产品收入 2021 年 5 亿美金,2022 年在 7 亿美元左右,在 2023 年将达到 10 亿美元,碳化硅产品的整车厂最主要的就是特斯拉(Model 3 和 Model Y 使用的 TPAK 碳化硅模块)。2022 财年投入 21 亿美元的资本金,增加碳化硅产能,扩容意大利西西里岛卡塔尼亞的 6 寸碳化硅晶圆厂,投入 2022 年开始运营的新加坡的第二座 6 寸碳化硅晶圆厂。战略投资碳化硅衬底的生产上,产业链垂直整合,在 2025 年实现 40% 的衬底需求内部供应。在生产技术上 STMicroelectronics Silicon Carbide A.B. 开始进行 8 寸碳化硅材料的实验室制造,预计相应技术将在 2025 年前后成熟,并应用到规划中的新加坡 8 寸碳化硅生产线中。

▲图 8. 电气化的投资方向

在芯片设计上,继续深挖平面设计碳化硅 MOSFET 的技术潜力,推出了第 4 代平面栅碳化硅,预计在 2022 年 Q2 量产。沟槽栅设计产品则顺延成为意法的第 5 代碳化硅 MOSFET,在工程样品测试阶段。

▲图 9. 意法半导体的功率半导体技术迭代

总的产品趋势 ——ME 的就不多说了 —— 我觉得在 zonal 架构下,其实芯片设计会很卷,但是和车企又是战略绑定的。

▲图 10. ST 未来产品的概览

小结:我觉得在芯片选用的主导权方面,开始从 Tier1 过渡到有影响力和有能力的车企 —— 这使得芯片企业的发展变得更复杂,更贴近最终需求端。越是那些跑得快的车企将越快去掌控这个主导

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