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汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈研究:OEM介入車(chē)規(guī)芯片領(lǐng)域的戰(zhàn)略路徑

03/12 16:54
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佐思汽研發(fā)布了《2025年中國(guó)汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈(IP、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測(cè)、認(rèn)證)及主機(jī)廠策略研究報(bào)告》。

在中美貿(mào)易戰(zhàn)、科技戰(zhàn)博弈下,中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈安全愈發(fā)重要,國(guó)內(nèi)已提出減少對(duì)外國(guó)供應(yīng)商的依賴(lài),提高技術(shù)能力,計(jì)劃 2025 年實(shí)現(xiàn) 25% 半導(dǎo)體本地化采購(gòu)。

同時(shí),美國(guó)進(jìn)一步收縮芯片供應(yīng)鏈:

    • 成熟制程:中國(guó)在成熟制程領(lǐng)域(28納米及以上)已具備高度自主性,掌握95%以上技術(shù)。美國(guó)本土成熟芯片產(chǎn)能僅占全球9%,中國(guó)高達(dá)32%。美國(guó)將在近期針對(duì)中國(guó)制造的傳統(tǒng)半導(dǎo)體舉行聽(tīng)證會(huì),并討論是否進(jìn)一步加征關(guān)稅或采取限制措施;

先進(jìn)制程:自2025年1月31日起,若16/14納米及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)產(chǎn)品未在美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局白名單中的“獲認(rèn)證第三方封裝企業(yè)”(approved OSAT)進(jìn)行封裝,且臺(tái)積電未收到相關(guān)封裝廠的認(rèn)證簽署副本,則這些產(chǎn)品將無(wú)法繼續(xù)發(fā)貨?!癮pproved OSAT”清單有24家封測(cè)廠商獲批,包括日月光、格芯英特爾、IBM、力成科技、三星電子、臺(tái)積電、聯(lián)電、安靠科技等;以及33家IC設(shè)計(jì)公司獲得批準(zhǔn),均為知名的西方半導(dǎo)體企業(yè)。

來(lái)源:佐思汽研《2025年中國(guó)汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈(IP、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測(cè)、認(rèn)證)及主機(jī)廠策略研究報(bào)告》

在此背景下,OEM主機(jī)廠或Tier1正加快介入車(chē)規(guī)芯片領(lǐng)域,主要從芯片設(shè)計(jì)、晶圓代工、芯片封裝芯片測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)制定和認(rèn)證等多個(gè)維度展開(kāi)業(yè)務(wù);而半導(dǎo)體上游的材料、設(shè)備方面,由于與主機(jī)廠或Tier1業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)度較低,現(xiàn)階段介入度不高。

汽車(chē)芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)鏈條

來(lái)源:佐思汽研《2025年中國(guó)汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈(IP、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測(cè)、認(rèn)證)及主機(jī)廠策略研究報(bào)告》

IC設(shè)計(jì)端:主機(jī)廠希望掌握SDV、芯片、控制器硬件設(shè)計(jì)的定義權(quán)

業(yè)務(wù)戰(zhàn)略(1):OEM主機(jī)廠建立自主可控供應(yīng)鏈,深度參與車(chē)規(guī)芯片供應(yīng)鏈全流程

長(zhǎng)城汽車(chē):支撐“芯片自研+國(guó)產(chǎn)替代”戰(zhàn)略,計(jì)劃2030年全平臺(tái)國(guó)產(chǎn)化率提升至50%以上

截至2024年,長(zhǎng)城汽車(chē)?yán)塾?jì)應(yīng)用國(guó)產(chǎn)芯片超過(guò)5500萬(wàn)顆,其中全新平臺(tái)智能車(chē)型的國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)了54%。同時(shí),長(zhǎng)城汽車(chē)積極參與《汽車(chē)芯片專(zhuān)題路線圖》的制定,提出汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體目標(biāo)和關(guān)鍵里程碑,并率先在RISC-V指令集架構(gòu)芯片領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究和布局。

在實(shí)際業(yè)務(wù)中,長(zhǎng)城汽車(chē)設(shè)立了無(wú)錫芯動(dòng)半導(dǎo)體(功率模組封裝)、南京紫荊半導(dǎo)體(RISC-V架構(gòu)MCU)兩個(gè)芯片研發(fā)公司,并與意法半導(dǎo)體SiC芯片)、華虹(芯片流片、車(chē)規(guī)級(jí)55nm eFlash MCU工藝)、長(zhǎng)電科技(車(chē)規(guī)FCBGA封測(cè))、力揚(yáng)芯片(芯片測(cè)試服務(wù))等展開(kāi)戰(zhàn)略合作。

長(zhǎng)城汽車(chē)車(chē)規(guī)芯片產(chǎn)業(yè)鏈部署

來(lái)源:佐思汽研《2025年中國(guó)汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈(IP、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測(cè)、認(rèn)證)及主機(jī)廠策略研究報(bào)告》

業(yè)務(wù)戰(zhàn)略(2):OEM主機(jī)廠和芯片供應(yīng)商聯(lián)合開(kāi)發(fā)

現(xiàn)階段,軟件定義汽車(chē)(SDV)的核心理念是:開(kāi)發(fā)軟件,再根據(jù)軟件需求設(shè)計(jì)硬件,軟件優(yōu)先的方法可以大幅加速汽車(chē)技術(shù)的推出周期,同時(shí)為車(chē)輛提供更強(qiáng)的靈活性與可擴(kuò)展性。

硬件與汽車(chē)軟件趨于融合,主機(jī)廠和Tier1需考慮芯片、軟件軟硬協(xié)同能力。主機(jī)廠和芯片廠聯(lián)合定義和定制開(kāi)發(fā)成為趨勢(shì):

一汽紅旗:與中興通訊聯(lián)合定義和開(kāi)發(fā)高性能AI芯片

一汽紅旗與中興通訊簽署多域融合芯片“紅旗1號(hào)”戰(zhàn)略合作協(xié)議,“紅旗1號(hào)”于2024年11月成功流片,將于2025年點(diǎn)亮,采用5nm工藝制程,可支持實(shí)現(xiàn)五域融合,與同類(lèi)芯片相比,邏輯運(yùn)算提升21.7%,圖像渲染能力提升15.4%,功耗降低12.5%。

聯(lián)合定義:基于整車(chē)功能域劃分和功能需求,聯(lián)合定義核心芯片MCU/SWITCH/SoC等芯片規(guī)格,并打通從芯片需求、芯片開(kāi)發(fā)到芯片搭載驗(yàn)證的技術(shù)通路,加速芯片量產(chǎn)化進(jìn)程

定制開(kāi)發(fā):伴隨算法優(yōu)化和產(chǎn)品差異化創(chuàng)新,定制專(zhuān)屬芯片,打造差異化創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)

特斯拉:與功率半導(dǎo)體廠商聯(lián)合開(kāi)發(fā)TPAK功率模塊和SiC芯片,掌握定義權(quán)

SiC晶圓方面,特斯拉投資了安森美位于韓國(guó)富川的先進(jìn)碳化硅 (SiC) 超大型制造工廠的擴(kuò)建項(xiàng)目,2024年已投產(chǎn),滿(mǎn)產(chǎn)后產(chǎn)能超過(guò)100萬(wàn)片/年(折合8英寸算);SiC模組方面,特斯拉與意法半導(dǎo)體、安森美等功率半導(dǎo)體廠商共同研發(fā)了新功率芯片,合作新封裝的開(kāi)發(fā),定制生產(chǎn)特斯拉TPAK(Tesla Pack)模塊。

平均2輛特斯拉純電動(dòng)車(chē)就需要一片6寸SiC晶圓,以年產(chǎn)能100萬(wàn)輛Model 3/Y計(jì)算,一年需要超50萬(wàn)片6寸晶圓,由于成本高昂,在2023年特斯拉投資者大會(huì)上,特斯拉表示下一代汽車(chē)平臺(tái)的動(dòng)力總成中將減少75%的碳化硅使用,并帶來(lái)單車(chē)總成本的下降高達(dá)1000美元。

業(yè)務(wù)戰(zhàn)略(3):基于Chiplet自研高性能AI芯片

Chiplet將單片IC拆分為多個(gè)功能塊,重組為各種單獨(dú)的Chiplet(包括存儲(chǔ)器及邏輯等),通過(guò)先進(jìn)封裝工藝重新緊密組裝在一起。理想情況下,基于Chiplet設(shè)計(jì)的處理器應(yīng)具有單片IC相同或更高的性能,而總生產(chǎn)成本更低。

在SoC設(shè)計(jì)中,模擬電路、大功率I/Os等對(duì)制程并不敏感,并無(wú)使用高端制程的必要,因此若將SoC中的功能模塊劃分為單獨(dú)的Chiplet,針對(duì)其功能選擇最為合適的制程,可以使芯片尺寸最小化,進(jìn)而提高良率并降低成本。基于Chiplet設(shè)計(jì)的SoC還可對(duì)外采購(gòu)具備特定功能的裸片(die) 以節(jié)省自身的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證成本。

Chiplet通過(guò)降低芯片設(shè)計(jì)門(mén)檻、在一定規(guī)模出貨量下可以降低總生產(chǎn)成本,同時(shí)Chiplet在一定程度上可以突破先進(jìn)制程的限制,比如通過(guò)14nm產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)7nm的等效性能,主機(jī)廠和Tier1自研SoC的訴求將愈發(fā)明顯。

來(lái)源:安靠

晶圓制造(Fab)端:主機(jī)廠靈活引入各種模式,實(shí)現(xiàn)車(chē)規(guī)芯片供應(yīng)鏈安全和自主可控

汽車(chē)芯片晶圓制造主要有三種生產(chǎn)模式:一種是全面覆蓋各個(gè)環(huán)節(jié)、可以獨(dú)立完成從芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售各個(gè)環(huán)節(jié)的IDM 模式;一種是剝離了芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù),僅負(fù)責(zé)晶圓代工和封測(cè)環(huán)節(jié)的Foundry模式;還有一種只負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)的Fabless模式。此外,由IDM模式還演變出了多種新模式:Fab-lite模式、CIDM模式以及虛擬IDM模式等。

來(lái)源:佐思汽研《2025年中國(guó)汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈(IP、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測(cè)、認(rèn)證)及主機(jī)廠策略研究報(bào)告》

全球汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然主要以IDM廠商為主導(dǎo):全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)仍然主要被英飛凌(德國(guó))、恩智浦(荷蘭)、意法半導(dǎo)體(法國(guó))、德州儀器(美國(guó))、瑞薩電子(日本)等國(guó)外汽車(chē)芯片廠商占據(jù),若汽車(chē)產(chǎn)業(yè)僅涉足Fabless,依靠晶圓代工很難將國(guó)產(chǎn)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。鑒于此,OEM主機(jī)廠正加強(qiáng)與晶圓代工廠(Fab)的直接合作,與Fab廠或封裝廠成立合資公司,或引入虛擬IDM模式;

IDM→Fab-lite 模式轉(zhuǎn)變:傳統(tǒng)的汽車(chē)芯片IDM廠商,逐漸開(kāi)始向Fab-lite模式轉(zhuǎn)型,比如恩智浦的車(chē)用高端芯片幾乎全都外包給了臺(tái)積電,包括互聯(lián)駕駛艙、高性能域控制器、高級(jí)車(chē)用網(wǎng)絡(luò)、混合動(dòng)力推進(jìn)控制和集成底盤(pán)管理,采用的是車(chē)規(guī)級(jí)臺(tái)積電5nm的SoC技術(shù);

Fabless→Fab-lite 模式轉(zhuǎn)變:國(guó)內(nèi)Fabless IC設(shè)計(jì)廠商,也開(kāi)始逐漸向Fab-lite模式轉(zhuǎn)型,以掌握供應(yīng)鏈安全和提升成本競(jìng)爭(zhēng)力,在車(chē)用模擬芯片等成熟制程方面進(jìn)展迅速,比如士蘭微率先實(shí)現(xiàn)AC-DC產(chǎn)品的IDM化,以在通用類(lèi)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)勢(shì)。

業(yè)務(wù)戰(zhàn)略(1):OEM主機(jī)廠與晶圓代工廠商(Fab)合作,鎖定產(chǎn)能

理想汽車(chē)/蔚來(lái)汽車(chē),與國(guó)內(nèi)晶圓設(shè)計(jì)和代工服務(wù)商“芯聯(lián)集成”達(dá)成戰(zhàn)略合作

2024年1月,蔚來(lái)汽車(chē)與芯聯(lián)集成簽署了碳化硅模塊產(chǎn)品的生產(chǎn)供貨協(xié)議。按照雙方協(xié)議簽署,芯聯(lián)集成成為了蔚來(lái)首款自研1200V碳化硅模塊的生產(chǎn)供應(yīng)商。11月,蔚來(lái)旗下全新品牌樂(lè)道首款車(chē)型樂(lè)道L60上市,其主電驅(qū)系統(tǒng)搭載了蔚來(lái)自研的1200V SiC碳化硅功率模塊,而芯聯(lián)集成則提供了高性能碳化硅模塊制造技術(shù)。

2024年3月,芯聯(lián)集成與理想汽車(chē)簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,雙方將在SiC、模擬IC等領(lǐng)域展開(kāi)合作。

芯聯(lián)集成主要專(zhuān)注在MEMSIGBT、MOSFET、模擬IC、MCU領(lǐng)域,是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的具備車(chē)規(guī)級(jí)IGBT/SiC芯片及模組和數(shù)模混合高壓模擬芯片生產(chǎn)能力的代工企業(yè),其SiC MOSFET產(chǎn)品目前已在新能源車(chē)主驅(qū)逆變器量產(chǎn)使用。

業(yè)務(wù)戰(zhàn)略(2):與晶圓廠合作,引入虛擬IDM模式

吉利科技與積塔半導(dǎo)體共建國(guó)內(nèi)首家汽車(chē)電子CIDM芯片聯(lián)盟,引入虛擬IDM模式

雙方聚焦汽車(chē)電子MCU、功率器件、SoC、PMIC等芯片的研究開(kāi)發(fā)、工藝聯(lián)調(diào)、生產(chǎn)制程,致力于車(chē)規(guī)可靠性測(cè)試及整車(chē)量產(chǎn)應(yīng)用,覆蓋實(shí)現(xiàn)“芯片設(shè)計(jì)+模塊制造+車(chē)規(guī)認(rèn)證”全鏈條。

吉利科技集團(tuán)旗下功率半導(dǎo)體公司晶能微電子將基于虛擬IDM開(kāi)發(fā)車(chē)規(guī)級(jí)IGBT芯片及模塊、SiC器件、中低壓MOSFET等產(chǎn)品。

業(yè)務(wù)戰(zhàn)略(3):隨著大模型、高階自動(dòng)駕駛發(fā)展,整車(chē)將采用更多先進(jìn)制程AI芯片,但需評(píng)估投入產(chǎn)出比的合理性

汽車(chē)高性能AI芯片,需要用到3nm FinFET工藝甚至2nm GAA工藝,比如臺(tái)積電2024年推出的N3AE 車(chē)規(guī)芯片解決方案,以及計(jì)劃在2026年推出的N3A版本。N3A版本將是2024年N3AE汽車(chē)芯片的全功能版,為更廣泛的汽車(chē)芯片類(lèi)型提供支持。

除了聯(lián)發(fā)科、AMD、英偉達(dá)、英特爾和高通等芯片供應(yīng)商,特斯拉可能也將成為臺(tái)積電N3客戶(hù),生產(chǎn)下一代FSD芯片。此外,大眾汽車(chē)和寶馬也在積極評(píng)估采用N3AE制程技術(shù),計(jì)劃將其應(yīng)用于下一代電動(dòng)車(chē)平臺(tái)。

在美國(guó)高成本建廠、以及特朗普政府關(guān)稅政策背景下,臺(tái)積電2025年的報(bào)價(jià)策略將出現(xiàn)調(diào)整,具體來(lái)看,先進(jìn)制程晶圓代工和封裝漲幅顯著:

3nm及以下制程:預(yù)計(jì)漲價(jià)10-15%,以彌補(bǔ)美國(guó)廠成本差距;美國(guó)廠每片晶圓成本比臺(tái)灣高28.3%(含折舊成本高26%、人工成本高66%;此外美國(guó)建廠成本比臺(tái)灣高50%,其中基礎(chǔ)設(shè)施成本是臺(tái)灣的2倍),需通過(guò)漲價(jià)和客戶(hù)分?jǐn)偢采w

2nm制程:2025年代工報(bào)價(jià)飆升至2.5-3萬(wàn)美元/片,漲幅達(dá)10%,遠(yuǎn)高于當(dāng)前3nm晶圓約2萬(wàn)美元/片的價(jià)格

先進(jìn)封裝:報(bào)價(jià)可能上漲10%-20%

在此背景下,主機(jī)廠將不得不評(píng)估AI芯片上車(chē)節(jié)奏,并確保投入產(chǎn)出比的合理性。

臺(tái)積電不同制程晶圓單片報(bào)價(jià)

來(lái)源:臺(tái)積電

封測(cè)(OSAT)端:在美國(guó)政策壓力下,國(guó)內(nèi)車(chē)規(guī)芯片封裝將快速發(fā)力

基于美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局白名單中的“獲認(rèn)證第三方封裝企業(yè)”(approved OSAT)要求,中國(guó)大陸IC設(shè)計(jì)公司可能被要求將部分敏感的訂單完全外包給指定的服務(wù)提供商,包括流片(tape-out)、生產(chǎn)、封裝、測(cè)試等所有環(huán)節(jié)。

這將給汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)巨大的不可控風(fēng)險(xiǎn)。

從OEM主機(jī)廠維度來(lái)看,主機(jī)廠將愈發(fā)傾向于與Fab廠或封測(cè)廠合資,主攻汽車(chē)芯片封裝,以保障供應(yīng)鏈安全和自主可控,汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)可能成為下一個(gè)電池產(chǎn)業(yè),主機(jī)廠合資參與建設(shè)封裝廠成為主流。

從芯片封裝廠(OSAT)維度,國(guó)內(nèi)正加快建設(shè)自主可控的汽車(chē)芯片封裝專(zhuān)線生產(chǎn)基地,覆蓋傳統(tǒng)封裝、先進(jìn)封裝等各條路線。OSAT也正積極投身汽車(chē)行業(yè),成立獨(dú)立的汽車(chē)事業(yè)部、與主機(jī)廠或Tier1展開(kāi)戰(zhàn)略合作等。

以國(guó)內(nèi)封測(cè)領(lǐng)域TOP1 長(zhǎng)電科技為例,長(zhǎng)電科技自2021年成立汽車(chē)電子事業(yè)中心后,汽車(chē)電子已成為公司增長(zhǎng)最快的業(yè)務(wù)板塊。2023年,長(zhǎng)電科技的汽車(chē)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收約23億人民幣,同比增長(zhǎng)68%,營(yíng)收占比為7.9%,同比提升3.5個(gè)百分點(diǎn);2024年上半年,汽車(chē)電子營(yíng)收占比繼續(xù)提升至8.3%,環(huán)比增長(zhǎng)超50%。

長(zhǎng)電科技已通過(guò)IATF16949認(rèn)證,并成為大陸首家加入國(guó)際AEC汽車(chē)電子委員會(huì)的封測(cè)企業(yè)。可提供一站式車(chē)規(guī)級(jí)芯片封測(cè)解決方案,覆蓋傳統(tǒng)封裝(如SOP、QFP、FBGA)和先進(jìn)封裝(如FCBGA、FCCSP、SiP、2.5D/3D集成)的技術(shù)組合。

長(zhǎng)電科技車(chē)規(guī)芯片封裝工藝及終端應(yīng)用

來(lái)源:佐思汽研《2025年中國(guó)汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈(IP、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測(cè)、認(rèn)證)及主機(jī)廠策略研究報(bào)告》

在線控化的智能底盤(pán)領(lǐng)域,長(zhǎng)電科技推出了一系列封裝解決方案,涉及微控制器、傳感器、電源管理、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)通信和功率器件這六大類(lèi)車(chē)規(guī)芯片,相應(yīng)的封裝形式和可靠性等級(jí)要求如圖所示:

長(zhǎng)電科技底盤(pán)智能化芯片封裝解決方案

來(lái)源:長(zhǎng)電科技

總體而言,中國(guó)汽車(chē)芯片行業(yè)已在IP/EDA、IC設(shè)計(jì)、晶圓代工、封測(cè)、認(rèn)證等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)上全面發(fā)力,舉全行業(yè)之力實(shí)現(xiàn)自主可控:

一方面,大幅提升成熟制程車(chē)規(guī)芯片的國(guó)產(chǎn)化率。現(xiàn)階段海外芯片在我國(guó)汽車(chē)上的應(yīng)用占比接近90%,需增強(qiáng)國(guó)產(chǎn)芯片在汽車(chē)芯片當(dāng)中的占比,加強(qiáng)實(shí)車(chē)驗(yàn)證,形成系統(tǒng)性的國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、企業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)流程;

另一方面,降低先進(jìn)制程依賴(lài)度。雖然目前車(chē)規(guī)芯片仍以成熟制程為主,然而在端到端自動(dòng)駕駛、座艙AI大模型、中央計(jì)算E/E架構(gòu)等趨勢(shì)推動(dòng)下,先進(jìn)制程AI芯片對(duì)高端汽車(chē)的性能、體驗(yàn)至關(guān)重要,國(guó)內(nèi)先進(jìn)制程芯片晶圓代工、封測(cè)能力仍然較弱,需要持續(xù)加強(qiáng)供應(yīng)鏈建設(shè)和實(shí)車(chē)驗(yàn)證。

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