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汽车产业芯片市场精彩推荐竞争格局及趋势预测

时间:2018-04-16 07:30 来源:爱交通

  近期,全球半导体硅片缺货状况加剧。业界消息称,缺货将延续至2019年底,产品价格也将一路涨至明年。从需求看,目前汽车芯片市场规模并非最大,但未来几年受自动驾驶、车联网及智能座舱需求快速增长刺激,汽车芯片需求增速将高于其他应用领域。

  据相关统计数据显示,芯片在每辆汽车中的价值从2000年的250美元飙升至去年的350美元。近三年全球车用芯片市场正以超过年复合增长率30%的速度增长,2017年市场规模接近350亿美元,汽车市场被认为是半导体芯片市场中成长最快的应用领域。

  可以预见的是,汽车芯片在未来3-10年,在国内将会迎来一个大的发展浪潮。国内在政策和资金方面,也给了充足的空间。对于国内的芯片企业而言,机遇永远存在,但能否抓住,是一个问题。

  通过相关企业的调研访谈,《高工智能汽车》将会从芯片的基本组成、标准规范、行业趋势等方面,对国内汽车芯片的发展机会和风险做一个解读。

  芯片=集成电路 (IC)

  芯片(Chip),又称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成电路(英语:integrated circuit, IC)。是指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。

  通俗来讲,芯片就是集成了大量电子电路的一个载体。有时候,芯片或者集成电路行业,也会被称为半导体行业。这是因为电子电路多半是用半导体材料制成,而芯片是电子电路的集成。因此有时候会范范的将芯片也成为半导体。

  芯片从工艺上讲,涉及设计、制图(通常由EDA完成)、制造、封装等过程。设计包括规格制定、细节设计等,需要明确目的、遵守行业规范等,拥有芯片设计能力的公司凤毛麟角,都是站在金字塔尖的。

  这样的公司有英特尔、高通、博通、英伟达、美满、赛灵思、Altera、联发科、海思、展讯、中兴微电子、华大、大唐、智芯、敦泰、士兰、中星、格科等。

  制造可简单分为四个过程,金属溅镀、涂布光阻、蚀刻技术、光阻去除,所有的过程都要晶元上完成。由于芯片本身材质的原因,容易刮伤损坏,因此完成制造过程后,通常会在外面包裹一个坚硬的外壳,这个过程就是封装。

  封装通常有两种,DIP (Dual Inline Package)双排直立式封装、BGA(Ball Grid Array)球格阵列封装。前者多见于简单功能的芯片(如电压放大器),后者则用多用在复杂的芯片上(如电脑的芯片)。

  以上两种是传统的封装方式,芯片本身是提供算力支持,几乎涵盖了各个行业,而随着现在各种功能的集成化,小型化,智能化,原有的芯片封装方式难以满足更小体积上完成更多功能的需求。藉此,一种新的封装方式出现了SoC(System On Chip)以及 SiP(System In Packet)。

  所谓SOC,意思就是系统级芯片,或者叫做片上系统,系统级的芯片主要构成有芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器CPU 内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC /DAC 的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块;而针对其它不同功能的SOC,组成部分会发生不同。

  简而言之,SOC就是将原来完成单独功能的芯片,进行了芯片级的集成,使得其在原油芯片大小不发生太大变化的情况下,可以完成更多功能。

  当然实现SOC,并不是没有难点,它要兼顾各个IC之间的功能,互不干扰,同时SOC还需要其它IC厂商的IP(intellectualproperty)授权,这都会增加成本以及协调难度。但对于没有独立设计IC能力的公司而言,SOC是一种折中的方式。为了省去更多的麻烦,另外一种新的方式出现了,即SIP。

  SIP意为系统级封装,它并无一定型态,可为多芯片模块(Multi-chipModule;MCM)的平面式2D封装,也可再利用3D封装的结构,还有一种以多功能性基板整合组件的方式。SIP跟SOC不同,它是直接购买具有独立功能的IC,然后进行封装,减少了IP授权的部分,同时也避免了各个IC之间的干扰。相对成本更低廉,难度较小。

  以上,从生产制造,研发的角度上来讲,难度等级为IC > SoC > Sip。一块芯片从设计、制造、完成后,还需要经过测试的过程,只有通过测试,才能证明芯片合格。

  其中主要的半导体封装与测试企业有安靠、星科金朋、J-devices、Unisem、Nepes、日月光、力成、南茂、颀邦、京元电子、福懋、菱生精密、矽品、长电、优特等公司。

  中立的AEC-Q 100

  芯片经历设计、制造等过程,终于从车间走了出来,颇为不易,业内专门有一个名词形容这一个小节点:流片。所谓流片,就是指试生产,即成型的芯片,要先试制一定数量的测试样品,供初级的功能测试。

  如果测试没有问题,就可以进入大规模量产了。当然,如果测试出现问题,就又得重头再来,解决问题,重新流片。

  流片,并不是免费的。不同的流片渠道、规模以及流片方,流片的价格都会有极大的不同。

  据CIC(国研院晶片中心)公开的价格:台积电28nm,小面积下是大约23.5万RMB每平方毫米;45nm大约是12万RMB每平方毫米。


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