汽車芯片自給率僅5%，車規級芯片內卷愈加嚴重，芯片大廠大舉擴產搶地盤
1、汽車芯片自給率僅5%
最近，燃油車集體大降價的消息，震動了車圈，要知道很多燃油車甚至是打5折出售了，優惠前所未有，網友戲稱這是“活久見”，50年難遇。
為何燃油車大降價，原因是現在國產新能源汽車太牛了，搶走了大量的市場，他們撐不住了，銷售低迷，庫存高企，不得不降價促銷。
說真的，國產新能源汽車確實牛，比如比亞迪已經超過了特斯拉，銷量全球第一，還有蔚小理、問界、零跑、埃安等等，相反國外品牌的新能源汽車，表現很后胯。
以前燃油車時代大家都說國產車是雜牌車，國外品牌才是真正的大品牌。現在反過來了，國產新能源車是大牌，而國外大品牌出的新能源車，是雜牌了。
但是在這個國產新能源汽車崛起的背后，我們要重視一個事實，那就是目前國內汽車芯片的自給率僅5%，要謹防卡脖子。
按照機構的數據，2022年時，預測中國市場整個汽車芯片領域，國產化率不足5%，國外進口的芯片比例高達95%，整個市場基本上歐美廠商壟斷，比如瑞薩電子，恩智浦，英飛凌等等。而國產廠商，雖然有，但主要集中在低端領域，且合計份額少于5%。
理論上來講，這種芯片，國內完全有能力設計、制造出來，那為何自給率還這么低呢？原因在于這種芯片其實設計、制造、測試都相當有門檻。
芯片一般分為民用級，工業級和軍用級，它們的分級標準并不是某項功能指標，比如頻率，速度，精度，分辨率，信噪比等等，而是其可靠性，比如正常工作的溫度范圍等。
汽車芯片屬于工業芯片，但比一般的工業芯片要求又高一些，要求工作穩定是-40℃~125℃，出錯率要接近0，同時要求使用壽命30年， 比民用芯片，要求會高很多。
所以汽車芯片，要經過各種嚴苛的測試、以及各種認證等等。而市場也很難接受新的汽車芯片，因為沒經過市場檢測的，很怕出問題，汽車芯片一出問題，有可能造成“車毀人亡”。
所以，在汽車芯片領域，要進行國產替代，需要的不僅僅是高超的設計、制造技術，還需要長期的實踐，測試，并驗證。
而國產汽車芯片發展了多少年？又測試驗證了幾年？而像瑞薩電子，恩智浦，英飛凌等廠商，他們的芯片測試驗證了幾十年了，穩定可靠，讓車企放心，車企一般情況下，就不會冒險去換掉原來的芯片，特別是換成一些小廠商，新廠商的芯片，因為風險太大。
2、汽車芯片大廠大舉擴產
1）英飛凌：現史上最大單筆投資
英飛凌是全球最大的汽車半導體廠家，汽車業務大概占其收入的47%。
英飛凌2022財年Q1-2023財年Q1季度收入與營業利潤率（圖源：佐思汽車研究）
英飛凌最新發布的財報顯示，2023財年第一財季盈利和營收均實現增長，汽車和工業芯片的強勁銷售抵消了智能手機、電腦和數據中心需求的疲軟。
隨著汽車智能化和電氣化水平提升，芯片需求增加的變化顯著。英飛凌在汽車芯片里面一半的業務是功率半導體，其他包括MCU、存儲和感知芯片。
2月16日，英飛凌宣布將投資50億歐元，在德國德累斯頓建設一座12英寸晶圓廠，這是英飛凌史上最大單筆投資，將創造大約1000個高門檻工作崗位。據悉，該模擬/混合信號技術和功率半導體新工廠計劃于2026年投產，其生產的模擬/混合信號零部件和功率半導體將主要應用于汽車和工業應用，例如汽車電機控制單元、節能充電系統等。
2023年，英飛凌將SiC、BMS、MCU當作重點開拓市場。SiC功率器件圍繞汽車行業800V系統來展開，在充電機和電源里面也開始大量使用。其中，每輛電動汽車的BMS BOM成本大約是100美元，市場空間廣闊。
MCU市場，隨著汽車E/E架構的升級，英飛凌預計其MCU收入將大幅增長，英飛凌的MCU主打安全，主要用于安全、ADAS、底盤和動力總成領域，包括網關、氣囊、EPS、EPB、ESP、主動懸掛、毫米波雷達。目前以TC3X/TC4X系列為主力。
此外，2023年英飛凌的MEMS鏡AR HUD也是主推，還有MEMS麥克風、LED大燈的驅動IC以及各種大功率電機驅動IC。
2）德州儀器：大力擴產12英寸晶圓廠
德州儀器2022年車載業務收入達到50億美元，其中在電源管理IC領域擁有絕對的壓倒性優勢，市場占有率估計超過60%。電動汽車對電源管理IC需求旺盛，推動德州儀器汽車業務飛速成長。同時，產能緊張也加速了德州儀器的擴產步伐。
幾乎與英飛凌擴產消息同時，德州儀器2月16日宣布將投資110億美元在美國猶他州的萊希建造第二座300mm晶圓制造廠，主要生產模擬和嵌入式處理芯片。預計將于2023年下半年開始建造，最早將于2026年投產。據悉，該工廠緊鄰德州儀器位于該地區的現有12英寸晶圓制造廠LFAB，建成后這兩個工廠將合并為一個晶圓制造廠進行運營。
2022年12月，德州儀器LFAB廠已開始生產模擬和嵌入式產品。猶他州李海晶圓廠源自2021年7月德州儀器9億美元對美光12英寸晶圓廠的收購。該晶圓廠擁有超過約25548平方米的無塵室，高度先進的設施包括了約11265米的自動化高架傳送系統，可在整個晶圓廠內快速運輸晶圓。對李海晶圓廠的總投資將達到約30～40億美元。LFAB有能力支持65納米和45納米技術。
其實早在2022年5月，德州儀器位于德克薩斯州謝爾曼的全新12英寸半導體晶圓制造基地已經正式破土動工。謝爾曼晶圓制造基地總投資300億美元，首座工廠預計于2025年開始投產。
2022年9月，德州儀器位于美國德州理查森的最新12英寸晶圓廠開始了初步投產，連續幾個月擴大規模，以滿足電子產品未來增長的半導體需求。RFAB2與RFAB1相連，是德州儀器新增的六家12英寸晶圓制造廠之一。RFAB1在2009年投產，當時是世界上第一家12英寸模擬晶圓廠。
綜合來看，德州儀器已開始加強自行生產規模，與許多其他IDM企業越來越依賴委外代工形成鮮明對比。
3）瑞薩電子：重啟12英寸晶圓廠
瑞薩電子也在考慮擴產。
不久前，瑞薩電子CEO柴田英利在接受采訪時表示，在日本建造和營運新廠面臨著挑戰，例如水電成本高，地震頻發，人才有限，但瑞薩還是會擴產，瑞薩將考慮擴大日本以外地區的芯片產能，以降低未來對車廠和其他重要客戶的供應鏈中斷風險。
從2022年財報看，得益于汽車和工業市場的良好表現，2022年瑞薩電子實現銷售總額達1.5萬億日元，同比增長51%，時隔多年再次站上1萬億日元的重要關口；凈利潤為2568億日元，同比增長114.5%，連續三年實現翻倍增長。
據了解，瑞薩電子目前有六家晶圓工廠，七家封測工廠，其中兩家封測工廠在北京和蘇州。目前，瑞薩的晶圓工廠基本都在日本，傳統瑞薩的產品大部分由自己工廠生產，但是40nm及以下先進制程產品會選擇外包給臺積電和聯電生產。
其中，瑞薩電子的汽車MCU產品位列全球第一，積極擴產以滿足下游旺盛的需求。
近年來，受益于新能源汽車的強勁需求，各種車規產品供不用求，MCU是主要的缺貨品種之一。在早期的經營說明會上，瑞薩電子曾明確表示了增加產能的規劃，計劃從2021年開始將車用MCU的產能提高50%。若以8英寸晶圓換算高端MCU產量，每月產能將擴大1.5倍至約4萬片，這部分產能主要依賴晶圓代工廠產線來進行；而低端MCU方面，計劃每月提高至3萬片，較現行增加70%，這部分產能主要將通過提高自有工廠產能來滿足。
在功率半導體方面，瑞薩電子具有MOSFET和IGBT的技術和生產能力。
2022年5月，瑞薩電子宣布將向2014年10月關閉的甲府工廠投資900億日元，目標在2024年恢復其300mm功率半導體生產線，以滿足市場對MOSFET、IGBT等功率半導體產品日益增長的需求。據披露，甲府工廠恢復全面量產后，瑞薩電子的功率半導體產能將實現翻倍增長。
2022年8月，瑞薩電子宣布針對下一代電動汽車逆變器應用，AE5代IGBT產品將于2023年上半年在瑞薩位于日本那珂工廠的200mm和300mm晶圓線上開始批量生產。此外，瑞薩將從2024年上半年開始在其位于日本甲府的新功率半導體器件300mm晶圓廠加大生產，以滿足市場對功率半導體產品日益增長的需求。
瑞薩電子在業績說明會上表示，公司汽車業務的增長主要是由于每臺汽車搭載半導體金額的增長以及產品組合的改善所致。隨著新器件和產品即將投入量產，瑞薩將為未來有望快速增長的MCU、EV逆變器等市場打造理想的功能和性價比。
展望未來，瑞薩電子指出，到2025年公司營收要從現在的100多億美元提高到超過200億美元，并且將繼續在公司兩大核心業務上通過內生增長與外在并購的模式繼續發力，以確保這一目標的實現。
3）意法半導體：持續看好汽車市場
受益于汽車市場的強勁需求，全球功率芯片巨頭意法半導體（ST）的財報也顯得樂觀。
據財報披露，意法半導體2022年實現營收163億美元，同比增長26.4%，毛利率為47.3%，全年業績中的成長動力主要來自汽車和工業領域。其中，汽車所在的ADG事業部收入占ST總收入的37%，僅汽車業務就占了ST收入的23%。
ST是全球第一大SiC廠家，特斯拉獨家供應商。2022年ST的SiC業務收入約為7億美元，預計2023年達10億美元，其中75%來自汽車領域，25%來自工業領域。
作為汽車芯片領域的龍頭公司，ST近年來都在積極進行擴產計劃。據介紹2023年ST計劃資本支出約40億美元，其中主要用于對12英寸晶圓廠和碳化硅制造能力的擴大。
SiC產能擴張主要在意大利的Catania和新加坡，2023年將啟用8英寸晶圓廠。其中，意大利的晶圓廠將成為歐洲第一家量產8英寸 SiC外延襯底的工廠。意大利政府將在國家復蘇和恢復力計劃的框架下，在五年內向該工廠投資7.3億歐元。
2022年8月4日，ST還宣布與格芯合作，在ST位于法國Crolles的現有12英寸工廠附近建立一個新的聯合運營的12英寸半導體制造工廠，主要是生產FD-SOI 或完全耗盡的絕緣體上硅的半導體制造技術的產品，預計2023年底投產。
展望2023年，ST預計汽車業務收入增長在10%以上。
4）安森美：押注SiC產能
2月11日，安森美正式接手了格芯一座在紐約的12英寸廠，并承諾為之投資13億美元。安森美表示，該工廠將生產支持電動汽車、電動汽車充電和能源基礎設施的芯片，將推動公司能夠在汽車電氣化、ADAS、能源基礎設施和工廠自動化的大趨勢中加速增長。
同時，在SiC領域，安森美首席執行官Hassane El-Khoury 指出，在未來三年內，安森美將為SiC提供40億美元的承諾收入，2023年約為10億美元，并可能在2024年和2025年增長約30%，達到17億美元。
為了達成目標，安森美已經將生產SiC的晶圓廠產能翻了一番，并計劃在2023年再次翻番，然后在2024年再次翻番。
4）恩智浦：汽車營收占比過半
受益于汽車領域需求持續強勁，恩智浦去年Q4汽車業務營收同比增長17%，在總營收占比高達55%，其總營收也實現了同比9%的增長。預期今年第1季度增長約15%。
據介紹，恩智浦汽車領域的主要收入動力來自77Hz毫米波雷達、電源管理解決方案、逆變器以及其他電車控制器。
對于汽車市場未來預期，恩智浦表示，芯片行業的大部分需求像落石般下墜，有庫存過剩問題，但汽車和工業用芯片的需求仍具“韌性”。目前，恩智浦也正在考慮在德克薩斯州的擴張。
隨著汽車行業的數字革命，汽車正日益成為消耗更多半導體的技術產品，恩智浦的管理團隊估計，到2024年，創收線將增長20%-25%。
5）其他廠商相繼入局
除了上面提到的幾大車用芯片廠商外，還有其他汽車芯片廠商在積極布局。
由日本政府資助的芯片制造商Rapidus于2月16日表示，考慮在日本北海道設工廠。據悉，該工廠大概率用作車用芯片擴產。
2月17日，Microchip也宣布計劃投資8.8億美元，在未來幾年內擴大其位于美國科羅拉多州斯普林斯生產基地的碳化硅和硅產能。據悉，該廠的產能主要用于汽車、電網基礎設施、綠色能源、航空航天等領域。未來微芯科技還將增加8英寸晶圓產線。
Wolfspeed早前宣布，計劃與德國汽車供應商采埃孚在德國薩爾州建設8英寸SiC晶圓廠和研發中心。此外，Tier1巨頭博世的12英寸晶圓廠在2021年投產后宣布將追加投資擴產。
綜合上述信息可以看出，全球主要的模擬/車規芯片廠商擴產計劃較為密集，中國也有士蘭微、聞泰科技、韋爾半導體等廠商開建12英寸線，如果建設順利的話，大概也將在兩三年后投產。
3、汽車芯片大廠擴產，呈現出什么趨勢？
從以上汽車芯片大廠的擴產動態來看，向12英寸邁進以及布局SiC產能是行業巨頭正在發力的方向。
1）12英寸晶圓競爭加劇
這其實不難理解，12英寸晶圓以面積取勝的背后，是成本降低、性能提高的雙重加成。盡管12英寸晶圓的生產成本約比8英寸的晶圓成本高出50%，但芯片產出卻接近于8英寸的3倍，分攤到每一個芯片上，成本約減少了30%。
未來隨著制程工藝的成熟，良率的上升，12英寸晶圓的成本還有望進一步降低。所以，目前國際IDM正率先將高利潤的汽車MOSFET和IGBT等功率器件從8英寸遷移至12英寸，以提高其在該領域的競爭力。
面對接下來更多新增產能開出的現實情況，12英寸晶圓的競爭將前所未有的激烈，特別是在成熟制程方面。
2）SiC成下一個押寶風口
上述大廠擴產的重心，以SiC增長勢頭最為猛烈。
由于SiC器件具有耐高溫、低損耗、導熱性良好、耐腐蝕、強度大、高純度等優點，并且在禁帶寬度、絕緣擊穿場強、熱導率以及功率密度等參數方面要遠遠優于傳統硅基半導體，所以其在電動汽車、快充充電樁、電源管理等領域的應用在逐步擴大。
根據市場分析機構Yole預測，在未來5年內，SiC功率器件將很快占據整個功率器件市場的30%，預計到2027年，SiC行業的產值有望超過60億美元。
這也可以解釋各大原廠近兩年在SiC半導體的研發和建設上都投入龐大資金的原因所在。
不僅國際大廠在快速布局，國內SiC行業也是火爆異常，據不完全統計，僅2022年一年，國內就發生了31起碳化硅企業融資案，合計超33億元人民幣。整個2022年，SiC領域的擴產和收并購動作，成為全球性現象。
另一方面，車企和SiC半導體廠家之間的深度合作也在緊鑼密鼓的進行中，預計2023年將有越來越多的車企推出基于SiC器件的車型。
從各大廠商火熱的投資擴產熱情來看，2023年將是SiC行業迎來爆炸式增長的一年，或將是SiC爆發的元年。
