2022年的电子科技产业：五大趋势预测
走过饱经波折的2021年之后，整个电子产业正式迈进了2022年。
虽然很多分析人士表示，电子产业过去两年正在遭受的芯片缺货在今年上半年还将持续，但在产业链的同心协力下，这个态势会在下半年得到缓解。同时，因为终端和上游正在全力推动科技产业的新变革，这就使得整个电子产业自上而下正在酝酿一波又一波的新机遇。
在笔者看来，这个百花争艳的时代拥有下述几个明显的特点。它们将在2022年持续影响电子产业，并将继续在未来的电子世界中扮演关键角色。
趋势一：第三代半导体持续发力
因为拥有高迁移率、高带隙等优势，以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体在过去几年里迸发出了强大的动能。
据集邦咨询统计，因疫情趋缓所带动5G基站射频前端、手机充电器及车用能源传输等需求逐步提升，预期2021年通讯及功率器件营收分别为6.8亿和6,100万美元，年增30.8%及90.6%。来到SiC器件部分，集邦咨询进一步指出，由于通讯及功率领域皆需使用该衬底，因而6英寸晶圆的供应量显得吃紧，预估2021年SiC器件于功率领域营收可达6.8亿美元，年增32%。
从产业发展的动力看来，这仅仅是第三代半导体的一个开始。以PD快充为例，因为氮化镓的独特优势，从智能手机开始，越来越多的电子设备开始转向氮化镓器件以打造适用的PD快充解决方案。此外。包括5G基站和服务器电源等在内的应用场景为了更节能，也都开始在电源部分选用氮化镓器件。这也是全球电子产业的又一个风口，由此带来的机遇也可想而知。
为此，集邦咨询表示，全球GaN功率市场规模将从2020年的4800万美元增长到2025年的13.2亿美元，年增长率高达94%。除了消费电子外，很大应用的产品主要在新能源汽车、电信以及数据中心。预计近两年GaN将小批量渗透到低功率OBC、DC-DC中。
至于SiC，则机会更是明显。从特斯拉在model 3上采用SiC器件并取得了巨大成功后，几乎整个电动汽车产业都把目光投向了这类新产品。考虑到全球发展电动汽车成为必然趋势，这也让SiC成为了兵家必争之地。
集邦咨询预测，全球SiC功率器件市场规模将从2020年的6.8亿美元增长至2025年的33.9亿美元，年复合增长率将达38%，其中新能源汽车的主逆变器、OBC（车载充电器）、DC-DC（电源模块）将成为主要驱动力。他们甚至指出，2025年全球电动车市场对6英寸SiC晶圆需求可达169万片，其中绝大部分将用于主逆变器。
趋势二：汽车芯片再接再厉
过去一年多里，没有任何一个芯片类型有汽车芯片那么“火”。这一方面与汽车芯片供应链本身的特色有关——突如其来的疫情、汽车芯片的零备货加上车厂的误判，让整个汽车产业度过了“痛苦”的一年；另一方面，现在汽车正在往电动化、网联化和智能化发展，这又带来更多的汽车芯片需求。
在这双重因素影响下，汽车芯片的紧张供应局面显而易见。
但自去年下半年以来，汽车芯片各个环节都在做出了相应改变。尤其是晶圆厂产能的倾斜，就让汽车半导体看到了一缕曙光。为此很多厂商预测，进入2022年下半年，汽车芯片短缺现象会缓解。
然而，在经历了这次可怕的“芯慌”，叠加现在汽车产业正在发生的新趋势，我们认为2020年的汽车电子会发生几点明显的转变:
首先，大算力芯片逐渐成为汽车电子的关注点，其中座舱电子和自动驾驶芯片是典型范例。
在过去的传统汽车里，无论是功能还是性能都是相对保守，这一方面是除了大家保守，为了稳定 不出错；另一方面是过去的汽车系统并不能让这些新功能能够如愿以偿。但随着汽车新势力的杀入，新能源汽车的兴起，娱乐化成为了汽车的一大卖点，自动驾驶也成为全球的目标，于是以这两条赛道为代表的汽车“大芯片”正在迅速崛起。此外，汽车控制架构正在从过往的分布式，到域处理器，再到中央处理的方向演进，这带来的汽车电子机会可想而知。
其次，汽车厂商自研芯片成定局。
为了个性化和差异性目标，自研芯片的这股东风正在由消费电子吹向汽车产业，其中国内的比亚迪以及国外的特斯拉已经在这方面走得比较前，而吉利、东风和广汽等企业也通过投资和合资等方式进入了这个赛道，包括福特、通用和现代等厂商也宣布了相关决定。而这也是一个值得持续关注的点。
第三，功率器件、激光雷达以及各种传感器产品在汽车中的重要性与日俱增。这是新能源汽车和智能化汽车发展的必然结果。
趋势三：SiP等先进封装渐成主流
为了迎接5G、可穿戴等应用带来的挑战，应对摩尔定律放缓和电子设备小型化的趋势，SiP等先进封装正在逐渐成为产业界的主流，这在2022年会继续加速。
据知名分析机构Yole的数据显示，在2020年到2026年年间，基于覆晶(FC)和打线接合(WB)的系统级封装(System-in-Package；SiP)市场将以5%的CAGR成长至170 亿美元的规模。同期，嵌入式芯片(Embedded Die，ED) SiP市场则将以25%的CAGR 增加到1.89亿美元；扇出型(FO) SiP市场价值预计以6%的CAGR20-26成长至16亿美元。
Yole进一步指出，可穿戴设备成为 SiP 的一大推动力。Yole 的报告则指出，头戴式/耳戴式产品是可穿戴设备市场中最大的细分市场，其次是腕戴式产品、身体佩戴式产品和智能服装；扇出SiP的关键应用将仍然是移动和消费类。数据中心，5G和自动驾驶汽车的趋势将推动在电信，基础设施和汽车应用中采用扇出SiP；至于ED技术，正在从单个嵌入式芯片转变为多个嵌入式芯片。IC基板和电路板的复杂性和尺寸将增加，因此某些市场中某些应用的ASP将受到欢迎。
在这个机会面前，除了传统封装厂OSAT持续投资外，包括IDM和晶圆代工厂都加大了在这方面的投入，这一个会给相应厂商带来了巨大的机遇。
趋势四：“5G+”带来的“芯”机会
如果要挑选2021年的电子行业关键字，“5G”必须依然值得拥有一席之地。
根据国际电信联盟（ITU）的定义，5G拥有三大类应用场景，即增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。在早些年，5G已经在增强移动宽带（eMBB）市场展现了其魅力。
但在rel 16定稿了以后，5G将从2020年开始加速从智能设备走向千行百业的新里程，给工业、物联网和汽车带来了无限可能。如过去一年火爆的“元宇宙”，就是5G一展所长的新舞台。
所谓元宇宙，并不是一种技术，而是一个理念和概念，它需要整合不同的新技术，如5G、6G、人工智能、大数据等，强调虚实相融。而从相关分析可以看到，元宇宙的到来，将推动AR/VR、无线和传感的需求，这必然会给相关参与者带来前所未有的新机遇。
除了元宇宙，8K也是5G热潮下的另一个“热点”。因为有了如此高的带宽，才能使得传输这么高比特率的数据成为可能。而作为5G下一阶段的主要内容，海量机器类通信(mMTC)也必将从今年开始发力，随之而来的无线模组，传感器需求也是显而易见。厂商需要为此做好准备。
趋势五：供应链国产化成为必然趋势
站在2022年年初，我们谈供应链国产化，并不仅仅局限于中国大陆。因为这是一个全球正在发生的事情。无论是美国、欧洲、日本还是韩国，都在探索这个可能。但具体到我国来说，则有更重大的意义。因为我们不但拥有全球最大的终端市场，我们还生产了全球大多数的电子产品。这个转变给国内企业带来的机遇是其他地方所不能比拟的。
随着国际上地缘政治的发展和我国的发展需求，这也是今年的又一个关注点。而为了实现这个目标，我们势必会加大在如RISC-V架构、GPU、EDA和高性能芯片甚至制造等多个领域的投入。
首先看RISC-V，作为一个面世超过十年，以开源著称的架构，RISC-V在过去两年里高速发展，尤其是在国内，无论是IP、芯片还是应用，RISC-V在国内都火得一塌糊涂。
从目前来看，MCU等领域已经成为了RISC-V率先的发力点。
以国内通讯接口芯片和全栈MCU芯片公司沁恒微电子为例，据介绍，该公司的RISC-V全系列全栈MCU已经实现了内核和收发器完全自研且内置，无需额外支付第三方内核和USB PHY、以太网PHY等IP授权费，可以给客户带来实质的超高性价比产品。如提供集成USB、以太网、蓝牙接口的全栈MCU+系列产品，在过去的一年中基于沁恒自研RISC-V架构微处理器青稞V4的系列MCU得到了众多客户的大批量应用和好评，如CH32V103、CH32V307等。同时沁恒也持续提供ARM架构系列MCU，如CH32F103、CH32F203/F205/F207/F208等。
除了MCU外，RISC-V正在往更多的领域扩张。据RISC-V International的相关人士表示，全球的RISC-V从业者（尤其是中国大陆）正在推动RISC-V走向包括高性能计算在内的多个领域。这也就是Semico Research预计到2025年，市场将总共消费624亿个RISC-V CPU内核，其中预计工业领域将是最大的细分市场，拥有167亿个内核的原因。Semico Research进一步指出，在包括计算机，消费者，通讯，运输和工业市场在内的细分市场 ，RISC-V CPU内核的复合年增长率（CAGR）在2018年至2025年之间的平均复合年增长率将高达146.2％。
进入2022年，考虑到国内的发展现状，我们认为本土的RISC-V产业会迎来新一轮增长。
其次，再看GPU方面，因为人工智能和元宇宙的火热，这个高性能运算的核心正在全球掀起热潮。其中，GPU龙头英伟达的股价逼近万亿美元，就是其中的一个最好佐证。来到国内，因为其本身的产业供给和需求原因，本土包括璧仭、沐曦、摩尔线程、天数智芯和登临在内的一水GPU厂商正在这个市场发力，从他们多家企业的公布看来，当中不少企业会在今年交出第一份成绩单。
写在最后
对于国内乃至全球的电子产业来说，上述趋势只是面向未来的冰山一角。因为我们正处于一个前所未有的技术大变革风口。然而，对于从业者来说，主要从这些基本面出发，顺势而变，必然能在将来占领一席之地。
让我们从2022年开始，重新憧憬电子产业的新未来。
文章来自：追求新知
附文1：5G将为半导体封装带来新机会
摘要：封装是半导体生产流程中的重要一环，也是半导体行业中，中国与全球差距最小的一环。然而，随着国内数字化、智能化浪潮的不断推进，中国的封装产业增加了更多冲破疫情阴霾的机会。
封装是半导体生产流程中的重要一环，也是半导体行业中，中国与全球差距最小的一环。然而，新冠肺炎疫情的突袭，让中国封装产业受到了一些影响。但是，随着国内数字化、智能化浪潮的不断推进，中国的封装产业增加了更多冲破疫情阴霾、拓展原有优势取得进一步发展的机会。
产业上游受影响较大
根据华天科技（昆山）电子有限公司董事及总经理肖智轶的介绍，封装产业的上下游供应链共分为四大方面：IC设计、晶圆制造、半导体材料以及半导体设备。此次新冠肺炎疫情的突袭，不仅给我国封装产业整体发展带来了影响，同时也给产业上下游带来了冲击。
封装产业链上下游均遭受到了或大或小的冲击，有些影响短期看来甚至“较为严重”。“短期来看，封装终端市场需求面临紧缩，摩根大通和IDC均预测2020年全球半导体市场将下滑6%。尽管国内疫情已经得到有效控制，封装产业也在逐步复工复产，但是随着海外疫情的爆发，终端需求急剧下滑，对我国封装产业形成了不小的冲击。”肖智轶说。
速芯微电子封装业务副总经理唐伟炜认为，疫情对于我国封装产业来说，短期内最大的影响在于上游，尤其在于封装生产所需的材料。这是由于目前国内封装企业所需材料有50%来自日本，因此在日本疫情爆发后，短期内会造成进口生产物料短缺，使产品生产周期被大大拉长。
抓住机遇转“危”为“机”
从短期影响看来，疫情确实对封装产业造成了很大影响，然而肖智轶认为，从长期影响来看，疫情的冲击给中国封装产业带来了很多机遇。“海外疫情的爆发造成许多国外封测厂商工厂减产或关闭，境外订单向国内转移，国内大厂如豪威等也纷纷将供应链迁往国内。国内疫情逐渐得到控制，复工复产在有条不紊地进行，用工问题基本得到解决。因此如果国内封测厂商能够抓住机遇，提升产品竞争力，很可能重塑产业链，由封测产业的跟随者转变成产业领军者。”
同时，中国作为最大的芯片消耗国家，本身拥有着巨大的封装市场空间，因此国内封装企业可以通过挖掘潜在的国内客户来增加订单量，以此来弥补海外订单量的不足。“未来一段时间内，国内封装行业将更加依赖国内市场需求的增长。而当下中国正聚力数字化与智能化建设，5G等新基建的步伐也在越来越快，新的应用场景将不断催生更多的芯片封装需求，未来国内封装市场将不断增大，并将逐步抵消国外订单下降给封装行业带来的风险。”肖智轶说。
唐伟炜也认为，若能抓住机遇，封装产业也许可以将疫情带来的影响转“危”为“机”。“对于我国封装产业来说，疫情是很大的挑战，但若能在此期间，抓住更多国际上生产订单的机会，在疫情结束后将会形成惯性。如今中国的封装产业基本上复工率在85%以上，很多工厂都采用了集中招人的模式来保证人力资源。因此我认为，若能抓住机遇，疫情对我国封装产业所造成的不利影响将会大大减少，甚至有望迎来更好的发展机遇。”他说。
同时，唐伟炜也表示，随着韩国、日本疫情的逐渐缓解，封装上游材料进口短缺的问题目前已经得到了有效解决。作为一个全球化布局的产业，半导体行业的发展离不开多个国家之间的合作。因此，若要推动封装产业的发展和进步，单靠自身的力量肯定远远不够，必然需要依靠全球的力量。
5G+AI带来机遇
中国的5G迎来了井喷式的发展，中国的封装产业能否借此机会，在海外高端产品市场站稳脚跟，成为了人们热议的话题。肖智轶认为，SIP（系统级封装）技术的发展便是我国封装企业很好的发展机会。为了满足5G的发展需求，晶圆制造厂提出了SoC（系统级芯片）解决方案，但是SoC高度依赖EUV极紫外光刻这样的昂贵设备，良率提升难度较大。为了满足多芯片互联、低功耗、低成本、小尺寸的需求，SIP应运而生。SIP从封装的角度出发，将多种功能芯片，如处理器、存储器等集成在一个封装模块内，成本相对于SoC大幅度降低。另外，晶圆制造工艺已经来到7nm时代，后续还会往5nm、3nm挑战，但伴随而来的是工艺难度将会急剧上升，芯片级系统集成的难度越来越大。SIP给芯片集成提供了一个既满足性能需求又能减少尺寸的解决方案。
中国半导体行业协会副理事长于燮康认为，未来我国封装产业若想大力发展，必须实现从高速发展向高质量发展的转变，“封装中道”的崛起和先进封装技术的进步，是封装技术发展带来的创新机遇；高性能计算机、高频、高速、高可靠、低延迟、微系统集成等需求推动了AIP、FC、2.5D/3D、Fan-out扇出型封装等先进封装技术的应用，这是5G+AI发展带来的机遇。
5G时代我国封装行业迎来了很多机遇，但也面临着一定的挑战。于燮康认为目前需要解决的主要问题有四点：一要进一步缩小先进封装技术差距；二要进一步补齐产业链上的短板；三要解决人才的引进和培养问题，做大做强封装企业；四要解决先进封装平台的布局，实现封测产业协同发展。
附文2：2022年中国汽车电子行业市场规模及发展前景预测分析
1
汽车电子市场规模
数据来源：中商产业研究院整理
2
汽车电子行业发展前景
1、政策利好汽车电子行业发展。
2、汽车电子成本占比提升利好行业发展。
3、技术进步驱动汽车电子市场快速增长。
附文3：汽车电子行业深度报告：单车硅含量提升是确定性趋势
一、 汽车变革的起源：特斯拉软件定义汽车
二、 汽车电动化和智能化， 单车硅含量提升是确定性趋势
在汽车电动化、智能化和网联化三大趋势驱动之下，当前汽车内半导体含量大幅提升， 内置包括控制芯片（CPU/GPU/FPGA等）、存储芯片（DRAM/NAND/NOR Flash等）、MCU芯 片、CMOS图像传感器、V2X射频芯片、VCSEL芯片、触控芯片、显示芯片、LED芯片、 MOSFET/IGBT、超声波/毫米波芯片、PMIC电源管理芯片等等。根据中国汽车工业协会数据显示，传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗，电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆，而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。
汽车三化趋势下单车半导体含量显著提升。罗兰贝格定义当下汽车四大发展趋势为 “M.A.D.E”，即Mobility移动出行、Autonomous driving自动驾驶、Digitalization 数字化和Electrification电气化，其中电气化、数字化和自动驾驶分别对应电动化、 智能化和网联化。根据罗兰贝格测算，2019年典型的L1级豪华品牌燃油车中汽车电子电气相关的BOM（物料清单）价值（不含电池与电机）为3145美元，预计到2025年一辆豪华品牌L3级别自动驾驶纯电车BOM价值将提升至7030美元，增量达3885美元，其中网联化、智能化和电动化将分别带来925美元/725美元/2235美元的提升。
◆ 主控芯片：
智能化下汽车算力逐步提升，核心厂商 群雄逐鹿
随着汽车向智能化发展，特别是智能座舱和自动驾驶概念的兴起，对汽车的算力提出了更高的要求，传统的功能芯片已无法满足算力需求，主控芯片SoC应运而生。根据IHS数据，预计2025年全球汽车SoC市场规模将达到82亿美元，并且L3级别以上自动驾驶预计2025年之后开始大规模进入市场，配套高算力、高性能SoC芯片将会带来极高附加值，有望带动主控芯片市场快速扩容。
1、车企算力预置，ADAS芯片持续向高算力攀升
高级驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistance System，ADAS）是利用安装在车上的各式各样传感器（毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航），在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。按照美国汽车工程师协会公布的自动驾驶分级，L2级及以下定义为高级辅助驾驶技术，L3级及以上定义为自动驾驶技术。当前市场仍为L1-L2的辅助驾驶主导，预计2023年后L3及以上级别开始逐步渗透。
自动驾驶级别提升需要更高的算力支持，只具备CPU处理器的芯片难以满足需要，自动驾驶芯片会往集成CPU+XPU的异构式SOC（XPU包括GPU/FPGA/ASIC等）方向发展。目前市场主流的三大架构方案包括：英伟达和特斯拉采用的处理器整合特殊应用芯片和绘图芯片（CPU+ASIC+GPU）设计架构；英特尔转投资的Mobileye和地平线采用的CPU+ASIC架构；Alphabet旗下子公司Waymo和百度Apollo则采用的CPU+FPGA架构。
算力先行是车企主流策略，自动驾驶芯片算力持续攀升。对于车企来说，预置算力最大值决定车辆智能化升级上限。当前面向量产乘用车的智能驾驶系统整体仍处于L3及以下级别，但由于汽车产品具备长达5~10年的生命周期，车载计算平台的算力上限决定车辆生命周期内可承载的软件服务升级上限，因此智能驾驶软件迭代周期与硬件更换周期存在错位。故为保证车辆在全生命周期内的持续软件升级能力，主机厂在智能驾驶上采 取“硬件预置，软件升级”的策略，通过预置大算力芯片为后续软件与算法升级优化提供足够发展空间，以蔚来、智己、威马、小鹏为代表的主机厂在新一代车型中均将智能驾驶算力提升至500~1000Tops级别。当下大算力芯片已成为汽车智能化发展的关键 “基础设施”，亦成为芯片厂商的角力场。
2、多方玩家角逐蓝海市场，百花齐放胜负未分
除特斯拉自研自动驾驶FSD芯片用于自供外，整体自动/辅助驾驶芯片市场呈现消费电子芯片巨头、新兴芯片科技公司、传统汽车芯片厂商三大阵营。传统汽车芯片厂商在传统汽车芯片领域近乎呈垄断地位，产品线齐全，与Tier1、主 机厂有深厚关系积累，满足车规级要求方面有深厚技术能力储备，但在AI计算芯片上优势不足，产品多用于中低端车型；消费电子芯片巨头阵营具备深厚的芯片技术储备，资金雄厚，可支撑起对先进支撑和高算力芯片的高昂研发投入，同时具备良好的软件生态， 车载计算芯片技术领先，在中高端车型与新势力车型市场中有广泛应用；新兴芯片科技 公司阵营在AI算法与计算上有独到的产品优势，相比传统厂商能力更为全栈，可提供 “芯片+算法参考+技术支持”的产品服务，但在车规级与大规模量产能力上仍待提升， 产品主要应用于自主品牌车型。
目前来看，英伟达及背靠英特尔的Mobileye处于自动/辅助驾驶芯片第一梯队，华为海思、地平线、高通处于第二梯队，上升攻势不容小觑。但考虑到目前市场量产车型配置的ADAS级别仍主要处于L1-L2的初级阶段，我们认为行业格局仍未落定，各家厂商暂处于百花齐放的阶段。
3、 “一芯多屏”趋势确定，智能座舱SoC大有可为
智能座舱领跑汽车智能化，打造“第三生活空间”。在燃油车时代，车机功能简单，只有机械式仪表盘及简单的音频播放设备，之后开始出现小尺寸中控液晶显示器+导航功能的电子座舱。从特斯拉开始，大尺寸中控液晶屏成为电动车的标配，并逐渐发展成如今包括驾驶信息显示系统、车载娱乐信息系统、抬头显示系统HUD、人车交互系统、流媒体后视镜、T-Box等多个子系统的智能座舱。当下智能座舱功能逐渐从分散到集中，控制也从独立到整合，未来将朝着硬件算法集中化、构架一体化、体验智能化的方向前进， 多功能集成的汽车将成为我们办公娱乐两不误的“第三空间”。根据IHS数据，预计到 2030年，全球汽车智能座舱的市场规模将达到681亿美元，届时国内的市场规模也将超 过1600亿元，成为全球最主要的智能座舱市场。
“一芯多屏”的设计有望成为智能座舱主流控制方案。随着电动车电子/电气架构的不断演进，由过去的分布式离散域控制架构，逐渐走到集中式一体化控制，即车内所有电子单元（除自动驾驶控制单元外）统一都由一块芯片来控制，当下“CPU+GPU+XPU” 的多核SoC芯片是目前智能座舱芯片厂商的主流技术路线。根据罗兰贝格数据，预计多 核SoC芯片在座舱内的渗透率将从2020年的20%（全球）和24%（中国）提升至2025年的 55%（全球）和59%（中国），同时预计至2030年多核SoC智能座舱方案在全球和国内新车中的渗透率将分别达到87%和90%。
高算力+先进制程+快速迭代是智能座舱主控芯片发展方向。智能座舱所代表的“车载信息娱乐系统＋流媒体后视镜＋抬头显示系统＋全液晶仪表＋车联网系统＋车内乘员监控系统”等融合体验都依赖于芯片计算能力的提升。
CPU方面，智能座舱芯片的CPU算力仅用七年从数KDMIPS提升到如今的100多KDMIPS。在当前高端智能座舱方案中，高通SA8155P采用8核Kyro435 CPU，算力大约为95KDMIPS。2021年底瑞芯微发布的新一代旗舰芯片RK3588M采用4核A76+4核A55 CPU，算力大约为85KDMIPS。将于2023年首发的高通SA8295P CPU算力预计高达200KDMIPS。GPU方面，高性能GPU可满足高端智能座舱系统对车载娱乐的需求，伴随着CPU算力的提升，GPU算力也得到了大幅跃升。高通SA8155P芯片集成Adreno640 GPU，算力约为 1000GFLOPS。瑞芯微RK3588M芯片集成G610MP4，GPU算力约为450GFLOPS。瑞萨H3E芯片 集成GX6650，算力约为280GFLOPS。
NPU方面，在智能座舱解决方案中，负责人工智能的NPU将直接影响着智能座舱AI能力的强弱。瑞芯微RK3588M芯片的AI算力约6TOPS，高通SA8155P芯片AI算力约4TOPS，三星已量产的Exynos Auto V910具备约1.9TOPS的AI算力。制程方面，8nm的瑞芯微RK3588M、三星Exynos Auto V910及7nm的高通SA8155P已经实现全面量产，未来2-3年7nm和8nm产品将成为市场主力，而5nm芯片将成为各大芯片厂商努力的方向。迭代周期方面，以前新品迭代周期基本在3-5年左右，现在基本缩短至1-2年，座舱芯片的迭代速度加快。
4、 消费类芯片厂商积极入局，本土厂商迎良好机遇
国产企业迎来三重发展机遇：
第一，国内汽车市场繁荣发展，而汽车产品正从单一产品走向服务化，成为继手机、PC 之后的重要消费产品。从用户上看，国内汽车用户整体年轻化，作为智能时代的先头兵， 他们更注重汽车座舱的数字化体验和服务，敢于尝新。同时这些用户接受多重观念影响， 更强调个性化体验。紧贴国内市场发展的国产企业，离用户更近。
第二，国产智能座舱芯片打入到汽车产业最关键的一环就是车厂，而目前中国车厂经历了数十年的发展，已到了从生产型到技术型企业转型的重要阶段。本土企业智能座舱芯片可以作为敲门砖，与车厂共同探索智能汽车路线。
第三，数据安全是智能时代的重要课题。对于智能汽车来说，数据安全一方面是保障驾乘人员生命安全的生命线，另一方面也综合了现实世界的多项数据指标以及个人信息， 是国家安全的重要保障不容忽视，故芯片国产可控化是重要趋势。
国内科技公司的竞争优势在于其出色的AI技术，能够为客户提供“算法+芯片”的从硬件到软件的全线结合式产品方案，目前主要应用于国产车型，包括的企业有：华为，瑞芯微， 全志科技等。其中瑞芯微于2021年12月底正式发布了车载座舱电子系列产品，涵盖车规级座舱SoC芯片RK3358M、RK3568M、RK3588M和配套的PMIC芯片RK809M和RK806M等， 可为客户提供高、中、低不同性能档次的座舱芯片解决方案，未来有望逐步进入市场。
◆ MCU:
汽车智能化趋势强化，单车用量显著提升
MCU（Microcontroller Unit）全称为微控制器或单片机，是将CPU的频率与规格做适当缩减，并与内存(Memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路整合在单一芯片上，形成芯片级计算机，从而实现终端控制的功能，具有性能高、功耗低、可编程、灵活度高等优点。
MCU的主要功能是信号处理和控制，因其高性能、低功耗、可编程、灵活性的特征在消费电子、汽车电子、工业控制、 通信等领域得到广泛应用。其中汽车为MCU下游最大应用领域，广泛应用于汽车车身至主控环节。
按产品细分来看，MCU包括4位、8位、16位、32位乃至64位，其中32位MCU凭借优异的性能及逐步降低的成本占据主导地位，是占比最大的MCU产品。按应用领域细分来看，汽车为MCU最大应用领域，根据IC Insights数据，2019年全球MCU下游应用(以销售额计算) 主要分布在汽车电子(33%)、工控/医疗(25%)、计算机(23%)和消费电子(11%)四大领域。
1、汽车为MCU最大应用领域，电动化智能化驱动更多增量
纵观整个汽车电子芯片领域，MCU的应用范围可谓广袤无垠，从车身动力总成，到车身控制、信息娱乐、辅助驾驶，从发动机控制单元，到雨刷、车窗、电动座椅、空调等控制单元，而每一个功能的实现背后都离不开复杂芯片组的支撑，MCU在每个应用场景中扮演着非常重要的角色。汽车电动化趋势下电池管理系统和整车控制器的增加和智能化趋势下汽车功能应用的丰富带动车载MCU市场需求快速增长。未来下游应用场景趋于复杂，要求MCU具备更高的集成度和更丰富的功能，32位MCU工作频率大多在100-350MHz之间，执行效能更佳，应用类型也更加多元，尤其未来在域控制器逐步应用的趋势下车载MCU重在升级替代，高价值32位MCU占比的提升将驱动市场规模稳步增长。
汽车电动化带来车载MCU增量：与燃油车相比，新能源汽车以电机替代了汽油发动机并增加了动力电池。动力电池作为整车的核心部件之一，其充放电情况、温度状态、单体电池间的均衡均需要进行控制，因此电动车需额外配备一个电池管理系统BMS，而每个BMS的主控制器中需要增加一颗MCU芯片，起到处理模拟前端芯片采集的信息并计算荷电状态的作用。未来随着新能源汽车渗透率持续提升，电池管理系统和整车控制器应用的增加将驱动MCU市场需求的增长。
汽车智能化带来车载MCU增量：作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，MCU是实现汽车智能化的关键。MCU是汽车ECU（电子控制单元）的核心构成，根据OFweek电子工程官网数据统计，普通传统燃油汽车的ECU数量平均在70个左右，豪华传统燃油汽车ECU数量在150个左右，而智能汽车ECU数量将增加至300个左右。未来随着汽车电动化、智能化程度的不断提高，MCU在汽车电子中的应用场景也不断丰富，车规级MCU市场需求快速增长。
根据Omdia数据，2019年全球MCU市场规模为175亿美元，预计2024年将达到193亿美元， 其中中国MCU市场规模将达到58亿美元。同时，IC Insights预计2021年汽车MCU销售额将激增23%达到76亿美元，随后2022年汽车MCU销售额将增长14%，2023年将增长16%。
2、 域控制器的发展趋势下，车载MCU重在高端升级替代
L3及以上等级智能汽车分布式布局受限于传统汽车设计桎梏。随着汽车功能升级、智能化进程加速导致单程ECU数量激增，比如奥迪A8车型早在2013年单车ECU数量就达100 个以上，总电路线程达6km。分布式布局信息传输速度受限，大多通过CAN通讯、LIN通讯等，数据传输速度仅为约20兆Bps每秒。对于自动驾驶，信息需要实时进行传输与处理，L3及以上级别的自动驾驶单个激光摄像头所产生的信息量达每秒1G Bps以上，传统分布式布局难以满足需求，同时ECU数量的增加为汽车生产、研发、安全带来更多挑战。
零部件龙头企业博世将汽车电子电气架构划分为三个大阶段：分布式电子电气架构-跨域集中电子电气架构-车辆集中电子电气架构，其中分布式的电子电气架构主要用在L0- L2级别车型，此时车辆主要由硬件定义，采用分布式的控制单元，专用传感器、专用 ECU及算法，资源协同性不高，有一定程度的浪费；从L3级别开始，跨域集中电子电气架构将走向舞台，域控制器在这里发挥重要作用，通过域控制器的整合，分散的车辆硬件之间可以实现信息互联互通和资源共享，软件可升级，硬件和传感器可以更换和进行功能扩展。
域控制器冲云破雾，为汽车三化提供必要条件。对比传统分布式布局设计，域控制器具有以下四点明显提升：1)集合区域ECU功能，节省线束简化布局；2)域控架构升级引 领信息架构升级，信息传储速率提升；3)通过软硬件解耦实现OTA，代表软件重新定义汽车；4)更高算力，为实现高级别自动驾驶提供基础。当前域集中E/E架构将整车分为五大部分，分别是动力域、车身域、地盘域、信息娱乐域（座舱域）和自动驾驶域。域控制器将其负责的功能模块进行功能整合，进行统一控制。未来随着汽车三化进程加速， 更加符合未来汽车发展趋势的域集中控制E/E架构将蓬勃发展。
域集中趋势下MCU重在升级替代，高价值32位MCU占比提升驱动市场规模稳步增长。伴随汽车电子电气架构向域集中模式升级，当前一辆车上有70到100个ECU，每个ECU（包括其中的MCU）控制一个特定的驾驶功能这种分布式计算体系结构将被更集中的域控制器体系结构所取代。同时随着系统复杂度日益增加，传统8位MCU、16位MCU将通过迁移到32位MCU并从汽车中移除，而集成度更高、功能更强大的32位MCU将成为主流。集微咨询预计，单车MCU用量将在2025年达到峰值，接下来随着汽车智能化、控制集中化发展， 车规级MCU的用量将会开始逐步下降至目前水平，不过由于单价更高的32位MCU应用比例继续提升，汽车MCU整体市场规模仍将处于持续增长趋势。
3、海外厂商垄断车规MCU市场，本土公司突围替代空间巨大
车规级MCU具有较高的行业壁垒，全球市场由海外厂商垄断。车规级半导体产品在工作温度、寿命、良率、认证标准等指标要求严苛，同时认证过程复杂，一家从未涉足过汽车电子的供应商若想进入整车厂商的供应链体系至少要花费两年左右的时间。另外整车厂替代意愿不强，倾向于使用已通过验证的MCU产品，而非导入新厂商的产品。较高的行业壁垒使得车规级MCU市场具备较高的市场集中度，根据StrategyAnalysis数据， 2020年海外厂商瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器、微芯科技、意法半导体市占率达到98%。
国内车规级MCU起步较晚，“缺芯”背景下迎国产替代良机。2021年大多数整车和零部件的停产都是由于MCU短缺导致的，目前来看国际厂商MCU产品仍供应不足，整车厂开始通过更多渠道采购芯片、增加供应商备选，国产MCU厂商发展迎来窗口期。目前包括兆易创新、复旦微、芯海科技、中颖电子等厂商均在发力车规级MCU产品并已陆续通过 AEC-Q100认证，其中兆易创新车规级MCU预计将在2022年中实现量产。
来源：
汽车电子行业深度报告：单车硅含量提升是确定性趋势 ；搜狐，SD科技制造，2022年4月
本篇文章来源于微信公众号: 工控兄弟连
