汽車行業(yè)無(wú)疑正經(jīng)歷著顛覆性的時(shí)期，既有積極的一面，也有消極的一面。繼2023年強(qiáng)勁增長(zhǎng)后，標(biāo)普全球移動(dòng)出行公司最新報(bào)告稱，2024年輕型汽車產(chǎn)量下降了1.6%。造成這一現(xiàn)象的原因包括疫情后的高庫(kù)存水平、全球經(jīng)濟(jì)逆風(fēng)、政府對(duì)電動(dòng)汽車購(gòu)買激勵(lì)措施的減少以及復(fù)雜的供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)。
但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，汽車芯片行業(yè)的前景遠(yuǎn)非悲觀——事實(shí)上，我們有充分的理由保持樂(lè)觀。
世界經(jīng)濟(jì)正在復(fù)蘇
盡管道路充滿曲折，國(guó)際貨幣基金組織和世界銀行均預(yù)測(cè)到2025年全球經(jīng)濟(jì)將穩(wěn)步增長(zhǎng)，后者預(yù)計(jì)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率為2.7%。利率也在緩慢下降，不過(guò)有人擔(dān)心美國(guó)的新關(guān)稅政策可能導(dǎo)致全球通脹壓力上升，從而抑制利率下行空間。如果利率持續(xù)穩(wěn)步下降，這將有助于全年提振消費(fèi)需求。
車內(nèi)半導(dǎo)體含量增長(zhǎng)迅猛
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)是推動(dòng)車內(nèi)半導(dǎo)體使用量增加的重要因素之一，其增速超過(guò)了整個(gè)汽車市場(chǎng)的發(fā)展速度。同樣，越來(lái)越復(fù)雜且人性化的座艙用戶體驗(yàn)功能也是原因之一。
事實(shí)上，根據(jù)標(biāo)普全球移動(dòng)出行公司的預(yù)測(cè)，到2030年，每輛車平均使用的半導(dǎo)體價(jià)值可能從目前的大約1,000美元上升至超過(guò)1,400美元，增幅高達(dá)40%。當(dāng)然，高端車輛中的半導(dǎo)體含量將遠(yuǎn)超這個(gè)平均水平。
具體到ADAS方面，根據(jù)美國(guó)交通安全分析研究伙伴關(guān)系(PRA)的一份報(bào)告指出，在14項(xiàng)ADAS功能中，已有10項(xiàng)在新車中的市場(chǎng)滲透率超過(guò)50%，其中前方碰撞預(yù)警、自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)、行人檢測(cè)預(yù)警、行人AEB和車道偏離預(yù)警等功能的市場(chǎng)滲透率已經(jīng)達(dá)到了91%至94%。
ADAS的日益普及趨勢(shì)適用于電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和內(nèi)燃機(jī)(ICE)汽車。標(biāo)普估計(jì)，僅用于ADAS的汽車半導(dǎo)體平均成本就將從目前的160美元增長(zhǎng)到2030年的260美元以上。
就電動(dòng)汽車而言，分析機(jī)構(gòu)RHO Motion估計(jì)，電動(dòng)汽車所需的半導(dǎo)體數(shù)量是傳統(tǒng)燃油汽車的三倍。標(biāo)普預(yù)測(cè)，2023年至2030年間，電動(dòng)汽車產(chǎn)量的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到19%，而燃油汽車的產(chǎn)量則預(yù)計(jì)將以每年約12%的速度減少。這意味著到2030年，電動(dòng)汽車將占汽車總產(chǎn)量的40%以上。
全球監(jiān)管壓力也將有助于確保這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，汽車制造商擔(dān)心如果未能達(dá)到電動(dòng)汽車生產(chǎn)的目標(biāo)比例，政府可能會(huì)對(duì)他們處以罰款。歐洲尤其堅(jiān)定地堅(jiān)持其早期設(shè)定的排放目標(biāo)，最近的消息強(qiáng)調(diào)，2024年將是歷史上溫室氣體排放最高的年份之一，這可能會(huì)進(jìn)一步集中立法者的注意力。
這一切意味著什么？
過(guò)去幾年，碳化硅和砷化鎵功率半導(dǎo)體因其在提升汽車，尤其是電動(dòng)汽車電源轉(zhuǎn)換效率方面的潛力，而受到媒體的高度關(guān)注。然而，模擬和混合信號(hào)元件的作用也不容忽視，畢竟智能汽車的“智能”源于數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)則來(lái)自傳感器。無(wú)論是ADAS還是信息娛樂(lè)系統(tǒng)，都在大量使用各種類型的傳感器。
雖然ADAS的主要驅(qū)動(dòng)力是安全性——尤其是在法規(guī)強(qiáng)制要求的情況下——但它也帶來(lái)了顯著的便利性。自適應(yīng)巡航控制、自動(dòng)泊車輔助、數(shù)字后視鏡和環(huán)視攝像頭都屬于這類應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，如今的入門級(jí)汽車大約配備10個(gè)傳感器，而豪華汽車則配備了30個(gè)甚至更多——所有這些傳感器都由模擬、數(shù)字和混合信號(hào)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)。
傳感器在越來(lái)越多的汽車功能中變得無(wú)處不在。(來(lái)源：indie)
如今，視覺(jué)、雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波傳感器已在高端汽車中廣泛應(yīng)用，但汽車制造商尚未就最佳的傳感器技術(shù)組合達(dá)成一致，不同的車型和級(jí)別之間會(huì)有差異。
從座艙用戶體驗(yàn)的角度來(lái)看，個(gè)性化不僅受到消費(fèi)者的青睞，也受到汽車制造商的青睞，因?yàn)樗兄诙x和推動(dòng)品牌差異化。這種個(gè)性化體現(xiàn)在多個(gè)方面，例如移動(dòng)設(shè)備與車輛的無(wú)縫集成和對(duì)接。
能夠輕松連接Apple CarPlay或Android Auto、支持有線和無(wú)線充電以及可靠的USB連接，都是座艙便利性的典范。此外，能夠在車內(nèi)高速、低延遲地?zé)o縫傳輸高分辨率視頻，也成為一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)。長(zhǎng)途旅行時(shí)，尤其是帶孩子的乘客，都會(huì)認(rèn)同旅途中的娛樂(lè)功能確實(shí)令人向往。
不僅如此，消費(fèi)者還希望可以根據(jù)個(gè)人喜好甚至心情，定制座艙氛圍燈的亮度、色調(diào)和飽和度。個(gè)性化甚至延伸到行政座椅功能和空調(diào)出風(fēng)口的電動(dòng)控制，為實(shí)用功能增添了更多的便捷體驗(yàn)。
對(duì)于外部照明，矩陣LED控制、自適應(yīng)遠(yuǎn)光技術(shù)以及動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了安全性，還增強(qiáng)了駕駛的便利性。
汽車座艙環(huán)境對(duì)美觀性、功能性和操作安全性的要求越來(lái)越高。(來(lái)源：Adobe Stock)
順便提一句，標(biāo)普估計(jì)，這些座艙功能所用半導(dǎo)體的價(jià)值甚至可能高于ADAS。目前每輛汽車的座艙半導(dǎo)體平均價(jià)值約為350美元，預(yù)計(jì)到2030年將升至約550美元。
廣義上講，受益于ADAS和座艙用戶體驗(yàn)增長(zhǎng)的主要半導(dǎo)體需求類別包括微控制器(MCU)、存儲(chǔ)器和混合信號(hào)SoC。這些需求將受到多種因素的推動(dòng)，比如各類傳感器對(duì)先進(jìn)信號(hào)處理和數(shù)據(jù)采集的需求、用于數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)母咚倬W(wǎng)絡(luò)，以及用于設(shè)備接口、小型電機(jī)控制和復(fù)雜照明的強(qiáng)大電源管理和控制需求。
由于這些趨勢(shì)，麥肯錫預(yù)測(cè)汽車芯片銷售額的增長(zhǎng)速度將高于整個(gè)行業(yè)水平。而標(biāo)普全球移動(dòng)出行公司認(rèn)為，從2024年到2030年，汽車行業(yè)的可尋址半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將以9%的復(fù)合年增長(zhǎng)率擴(kuò)大，這意味著市場(chǎng)將從去年的820億美元增長(zhǎng)到本世紀(jì)末的1490億美元。
展望未來(lái)五年：汽車芯片前景向好
沒(méi)有人能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)，特別是在當(dāng)前地緣政治和經(jīng)濟(jì)環(huán)境如此不確定的背景下。但各大機(jī)構(gòu)的研究結(jié)論已經(jīng)高度一致：受上述趨勢(shì)推動(dòng)，汽車半導(dǎo)體行業(yè)在未來(lái)幾年將迎來(lái)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。而對(duì)于那些最具創(chuàng)新力的半導(dǎo)體企業(yè)來(lái)說(shuō)，他們的業(yè)務(wù)正好覆蓋了最熱門的技術(shù)領(lǐng)域，因此前景尤為光明。
（原文刊登于EE Times美國(guó)版，參考鏈接：Automotive Chips: Gloom and Doom or Boom by 2030?，由Franklin Zhao編譯。）
