中國公司在全球汽車半導(dǎo)體市場中仍然只占很小的比例，但情況開始發(fā)生變化。正如我們將看到的，在汽車領(lǐng)域最成功的中國公司主要是外國收購的公司。

 

汽車的半導(dǎo)體的主要類型是控制芯片，模擬和混合信號功率芯片，傳感器，無線通信，接口芯片和存儲芯片。我將專注于我認為中國正在發(fā)展的領(lǐng)域：MOSFET，存儲器，圖像傳感器和自動駕駛芯片。

 

 

當今的高科技汽車中，功率晶體管非常豐富：擋風(fēng)玻璃刮水器，窗戶和天窗都使用MOSFET。粗略地說，MOSFET使用電場來控制電流。金屬氧化物硅（MOS）是它們的材料，而場效應(yīng)晶體管（FET）是材料。

 

MOSFET相對簡單且生產(chǎn)成本低廉，因此汽車制造商使用它們來控制和轉(zhuǎn)換電力-所謂的電力電子學(xué)。在中國，使它們變得越來越有趣的是它們在電動汽車的電力電子學(xué)中的使用：DC/ DC轉(zhuǎn)換器，允許電動和混合動力汽車從任何交流電源充電的車載充電器（OBC），以及可牽引的逆變器將電池中的電能轉(zhuǎn)換為引擎可以使用的交流電。

 

隨著電動汽車變得越來越普遍，新型材料的用例也越來越明顯。FET中的氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等寬帶隙（WBG）材料新近應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域，并允許更高的電壓，這是更快開關(guān)速度所必需的。這進而提高了電動汽車的功率轉(zhuǎn)換效率，從而提高了其續(xù)航里程。

 

特斯拉采用了ST Micro的SiCMOSFET作為其新型逆變器。它以前使用絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。Nexperia等其他公司則選擇改用GaN。

 

有人擔(dān)心WBG材料不可靠，例如對柵極電壓極其敏感，絕對最大值接近建議的工作條件。但這就是汽車標準的規(guī)定，一些GaN和SiC場效應(yīng)晶體管已經(jīng)通過了汽車電子委員會的Q100和Q101，這是基本壓力測試，可確保汽車制造商可以接受的一定水平的可靠性。我希望在2021年，我們將看到它們在越來越多的電動汽車中得到使用。

 

起初價格可能會成為問題，因為WBG FET單價仍然比IGBT或MOSFET貴。然而，由于周圍電路的簡化，WBG材料可以降低總體成本。隨著電動汽車品牌爭相開發(fā)更長行駛距離的車輛，需求將增加，價格也會隨之降低。

 

在全球功率電子半導(dǎo)體市場中，Nexperia原來是NXP的一個分公司，現(xiàn)在已由中國人擁有，占市場的7-10％，并且占MOSFET市場的13％以上。在汽車級MOSFET方面，它在全球排名第二，僅次于英飛凌。

 

華為投資了MOSFET IDM東方半導(dǎo)體，迄今為止，其市場份額非常有限。

 

這里的目的不是辯論SiC與GaN，兩者都有優(yōu)點和缺點，而是要弄清楚在全球EV電力電子半導(dǎo)體領(lǐng)域，有一家中國公司Nexperia。Nexperia與TI，NXP，Infineon，ONSemi和Rohm等業(yè)內(nèi)知名的全球公司并肩作戰(zhàn)。我希望看到Nexperia與國內(nèi)電動汽車行業(yè)一起在中國發(fā)展。

 

存儲器

 

當今的汽車主要將本地內(nèi)存用于信息娛樂和駕駛員輔助。汽車級內(nèi)存的市場規(guī)模約為100億美元。汽車越智能，所需的內(nèi)存就越多。自動駕駛汽車必須非常快速地進行計算，因此它們將需要高性能的本地內(nèi)存。

 

DRAM，NOR，NAND等都是工業(yè)上使用的內(nèi)存類型，必須經(jīng)過嚴格的測試并通過AEC-Q100等標準，才能被汽車制造商接受。存儲器IC中所有常見的可疑對象在這里都很普遍，例如美光（Micron），三星和英飛凌（Cypress），以及像Macronix和Winbond這樣的小型公司。

 

NOR更容易開發(fā)。該市場由中國臺灣公司，如Macronix和Winbond主導(dǎo)，但也有中國大陸公司，如Gigadevice，表現(xiàn)也不錯。

 

Gigadevice的整體內(nèi)存市場份額約為18％。它還開發(fā)了汽車級產(chǎn)品，并且是CXMT的大股東，CXMT是一家總部位于合肥的DRAM芯片廠。通過CXMT，Gigadevice進入了更大的DRAM市場。

 

長江存儲（Yongc Memory Technologies，YMTC）專注于NAND，但尚未生產(chǎn)汽車級產(chǎn)品。它有很多優(yōu)勢，但消費產(chǎn)品尚未取得成功，生產(chǎn)能力仍然不足。其出資方清華紫光集團在擴展到更多新領(lǐng)域之前還需要解決其他問題。

 

ISSI是一家總部位于加利福尼亞的公司。它的核心競爭力是DRAM，SRAM和NOR閃存。汽車是其主要市場之一，擁有博世，德爾福和大陸集團等客戶。早在2015年，賽普拉斯半導(dǎo)體公司（現(xiàn)為英飛凌的一部分）就計劃收購ISSI，以將DRAM作為其汽車半導(dǎo)體難題的最后一部分。中國投資機構(gòu)Uphill Investment的價格超過了Cypress，并收購了ISSI。

 

快進了四年，ISSI被中國無晶圓廠公司Ingenic以72億元人民幣的交易再次轉(zhuǎn)讓。這是一個有點奇怪的交易，因為一家規(guī)模較小，基于MIP的無工廠CPU公司收購了一家規(guī)模更大的美國內(nèi)存公司。

 

該交易通過了CFIUS審查，可能是因為ISSI自2015年以來就已被中國財團所有。相比之下，清華Ungroup在2015年收購美光的嘗試遭到了阻止。ISSI可能不被認為很重要，委員會認為無法阻止每一項技術(shù)交易。

 

像Nexperia一樣，這次ISSI的收購為中國提供了進入DRAM的另一條途徑，也為進入汽車級產(chǎn)品和實現(xiàn)行業(yè)成功所需的知識轉(zhuǎn)移提供了一條途徑。

 

 

自動駕駛應(yīng)用的增長推動了在汽車領(lǐng)域使用CMOS傳感器。CMOS是從DLSR到智能手機的大多數(shù)相機中使用的一種高分辨率成像晶體管。

 

自動駕駛汽車通常會配備雷達，激光雷達和CMOS圖像檢查器（CIS）。CIS可能無法在弱光條件下正常工作，并且要達到5級自動駕駛，車輛上需要越來越多的傳感器。2021年生產(chǎn)的汽車可能裝有8個圖像傳感器，而且這個數(shù)字還在不斷增加。

 

實際上，盡管由于Covid-19相關(guān)的外部事件導(dǎo)致需求在2020年下降，但是現(xiàn)在市場上沒有足夠的CIS芯片可以滿足需求，并且價格上漲了40％以上。

 

與電力電子和內(nèi)存一樣，中國領(lǐng)先的圖像傳感器公司也通過收購而成立。Omnivision最初于2015年被中國投資公司財團收購，然后于2018年底被中國公司W(wǎng)ill Semiconductor收購。收購立即使Will Semiconductor成為中國最有價值的半導(dǎo)體公司之一，以前幾乎沒有家喻戶曉的名字。即使到了今天，業(yè)內(nèi)大多數(shù)人比Will更加熟悉Omnivision，Omnivision的總部仍在圣克拉拉。

 

2019年，Omnivision占全球193億美元CMOS傳感器市場的約10％。同年，它以21％的市場份額被三星擊敗。

 

在汽車行業(yè)的CMOS方面，Omnivision的表現(xiàn)要好于Sony。它擁有約22％的市場份額，僅次于美國公司ONSemi的36％份額，索尼僅能吸引10％的份額。

 

從技術(shù)上講，Omnivision的產(chǎn)品與ONSemi或Sony一樣好。所有這些公司都提供類似的8.3MP前視攝像頭CMOS產(chǎn)品用于自動駕駛。Omnivision將許多產(chǎn)品出售給歐洲的汽車OEM廠商，并且在中國的發(fā)展也處于有利位置，尤其是在供不應(yīng)求的情況下。

 

 

您需要一種芯片來處理您的傳感器檢測到的內(nèi)容，并且有多家中國初創(chuàng)公司專門從事這一領(lǐng)域。該地區(qū)沒有通過收購來獲得動力和市場份額，而是以成熟的外國公司和中國本地公司為特征，并且具有很高的競爭力。

 

像HorizonRobotics和Black Sesame這樣的初創(chuàng)企業(yè)不僅要面對華為的競爭，因為它的MDC芯片還受到了眾多外國公司的競爭，而這些外國公司已經(jīng)是更加成熟的汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商。這些成熟的參與者還有其他收入來源，這意味著他們不僅依賴于汽車市場，甚至不依賴于汽車的這一特定子領(lǐng)域。這使他們能夠進入市場，而不必消耗投資者的現(xiàn)金以期獲得未來的收入。

 

可能有人會爭辯說，這些中國公司在國內(nèi)具有優(yōu)勢，但事實并非一定如此。蔚來（NIO）上周宣布將在其汽車處理器（ADAM）中使用Nvidia的Orin片上系統(tǒng)（SoC），這表明即使是中國汽車制造商也可能會選擇外國處理器。SoC是將計算機的所有主要組件結(jié)合在一起的集成電路。NIO的ADAM將使用四個OrinSoC達到5級自動駕駛所需的1000 TOPS以上的算力。

 

在我們公司，我們代表客戶在中國會見了大多數(shù)汽車OEM和“一級”（OEM的直接供應(yīng)商）。絕大多數(shù)人正在使用Nvidia的Orin等國外SoC開發(fā)自動駕駛汽車。我們通常遇到的其他產(chǎn)品包括Nvidia Xavier，TI的TDA4X，日本瑞薩的V3H和Ambarella CV22。有時會提及Horizon和華為。根據(jù)我的經(jīng)驗，即使在中國，美國公司和瑞薩電子的表現(xiàn)也要優(yōu)于本地公司。

 

這并不是說本地公司沒有希望。如果華為繼續(xù)面對美國的出口管制，顯然將在供應(yīng)高端自動駕駛SoC方面面臨問題。

 

Horizon Robotics已經(jīng)與主要的一級供應(yīng)商和一些OEM合作，包括奧迪。據(jù)說其Journey 2汽車AI處理器已經(jīng)出貨了100,000臺，并且其具有3級功能的Journey 3將于2021年第三季度投入量產(chǎn)。該公司還為未來的SoC提供了明確的L5路線圖。

 

 

這只是我接觸最多的行業(yè)的一部分的總結(jié)。通過收購，中國在汽車芯片領(lǐng)域最大。在當今的環(huán)境下，其中一些收購可能很難進行，但事實上早些時候進行的收購表明了這些中國公司的遠見。同時，在自動駕駛等領(lǐng)域，中國本土公司正在崛起。

 

被收購的公司處于利用不斷增長的EV和AV行業(yè)的有利位置，但是本土公司可能難以與國外同行的規(guī)模競爭。

 

Nexperia，ISSI和Omnivision都將總部設(shè)在各自的母國，但同時在中國運營強大的研發(fā)或生產(chǎn)設(shè)施，以我的經(jīng)驗，中國業(yè)主很少能放任自流。ISSI和Omnivision在中國設(shè)有設(shè)計團隊，而Nexperia在中國大陸從事封裝研發(fā)。

 

這很正常而且很有意義。但是，技術(shù)知識是在工作過程中自然轉(zhuǎn)移的，因此，如果這些公司將來更換所有者，我希望某些技能和知識也會轉(zhuǎn)移給中國員工。