1341
汽車(chē)電子市場(chǎng)起風(fēng)了
根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)新能源汽車(chē)出貨量達(dá)到352.1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)1.6倍，超過(guò)全球出貨量的一半。華潤(rùn)微在世界半導(dǎo)體大會(huì)上預(yù)測(cè)，到2025年全球的新能源車(chē)將達(dá)到1800萬(wàn)輛左右，中國(guó)新能源車(chē)出貨量將超過(guò)900萬(wàn)臺(tái)。
圖 | 我國(guó)新能源汽車(chē)歷年銷(xiāo)量情況，信息源：中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)
汽車(chē)智能化方面，根據(jù)高工智能汽車(chē)研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)ADAS前裝標(biāo)配新車(chē)搭載率約為39.6%，L2標(biāo)配新車(chē)搭載率約為19.4%，其中L2+搭載率約為8.3%；2022年1-5月L2功能搭載率達(dá)到25.5%。普華永道預(yù)測(cè)，2030、2035年中國(guó)L3及以上自動(dòng)駕駛搭載率將分別達(dá)到11%、34%。在汽車(chē)電動(dòng)化和智能化的推動(dòng)下，每輛汽車(chē)的芯片搭載率正從傳統(tǒng)汽車(chē)中的500-600顆，增長(zhǎng)到當(dāng)下的5000-8000顆，量級(jí)不斷攀升。
然而，與需求端形成鮮明對(duì)比的是我國(guó)汽車(chē)電子的自給率情況。根據(jù)半導(dǎo)體調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)大陸制造的半導(dǎo)體價(jià)值為312億美元，整個(gè)中國(guó)大陸的芯片消費(fèi)市場(chǎng)為1865億美元，自給率為16.7%；而在缺芯嚴(yán)重的汽車(chē)賽道，2021年中國(guó)大陸的芯片自給率更是只有5%。這對(duì)于本土要進(jìn)軍汽車(chē)電子市場(chǎng)的廠商來(lái)說(shuō)，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，機(jī)遇在于內(nèi)需市場(chǎng)足夠大，挑戰(zhàn)在于進(jìn)入汽車(chē)電子市場(chǎng)的門(mén)檻很高。
基于以上背景，與非網(wǎng)采訪到了潤(rùn)石科技的品質(zhì)總監(jiān)於敬亮，來(lái)共同探討從消費(fèi)電子到汽車(chē)電子轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中會(huì)面臨的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)策略，以及國(guó)內(nèi)外汽車(chē)電子領(lǐng)域模擬賽道的差距等焦點(diǎn)問(wèn)題。
圖 | 潤(rùn)石科技品質(zhì)總監(jiān)於敬亮，主要負(fù)責(zé)公司產(chǎn)品品質(zhì)體系
從消費(fèi)電子到汽車(chē)電子的快速升級(jí)，底氣是技術(shù)能力的保障
潤(rùn)石科技在今年8月份左右有5款產(chǎn)品通過(guò)了AEC-Q100 Grade 1車(chē)規(guī)認(rèn)證，包括3顆運(yùn)算放大器RS722P/RS724/RS721P、1顆電平轉(zhuǎn)換芯片RS8T245，以及1顆邏輯芯片RS1G08。我們知道，潤(rùn)石科技是從消費(fèi)類(lèi)電子起家的，這幾年汽車(chē)和工業(yè)電子賽道火熱，進(jìn)而將產(chǎn)品轉(zhuǎn)入這兩個(gè)領(lǐng)域。
圖 | 潤(rùn)石科技5款產(chǎn)品通過(guò)AEC-Q100 Grade 1車(chē)規(guī)認(rèn)證
於敬亮直言：“對(duì)于潤(rùn)石科技來(lái)講，更廣闊的需求來(lái)自工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)。而選擇這5顆芯片首先完成車(chē)規(guī)化升級(jí)有兩個(gè)原因，一是運(yùn)算放大器是潤(rùn)石科技的核心產(chǎn)品，可以突出自身的技術(shù)能力和市場(chǎng)價(jià)值，且這三款運(yùn)算放大器非常暢銷(xiāo)，而電平轉(zhuǎn)換芯片和邏輯芯片，以及后面緊接著要進(jìn)行車(chē)規(guī)化的模擬開(kāi)關(guān)，這幾種類(lèi)型的芯片在汽車(chē)市場(chǎng)中用量很多；二是電平轉(zhuǎn)換芯片和邏輯芯片有非常大的國(guó)產(chǎn)化需求空間”。
據(jù)悉，2021年潤(rùn)石科技總銷(xiāo)售額約2.1億元。其中，工業(yè)和汽車(chē)電子市場(chǎng)占總銷(xiāo)售收入的63-65%，消費(fèi)電子市場(chǎng)占總銷(xiāo)售收入的8-9%，其余為電力電子、儀器儀表和醫(yī)療市場(chǎng)，占總銷(xiāo)售收入20%+的份額。潤(rùn)石科技預(yù)測(cè)，受汽車(chē)和工業(yè)電子體量的進(jìn)一步擴(kuò)張以及平均售價(jià)高于消費(fèi)電子等領(lǐng)域的影響，今年潤(rùn)石科技銷(xiāo)售收入將實(shí)現(xiàn)保四億、沖五億的規(guī)模。
圖 | 潤(rùn)石科技產(chǎn)品線情況
為何潤(rùn)石科技會(huì)有如此底氣呢？一方面，模擬芯片市場(chǎng)容量正呈現(xiàn)有機(jī)性地增長(zhǎng)趨勢(shì)，受新能源汽車(chē)崛起和儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展等利好影響，偏向于基礎(chǔ)型應(yīng)用的模擬芯片行業(yè)成長(zhǎng)迅速。另一方面，目前在國(guó)內(nèi)的模擬芯片主要玩家還是美國(guó)的TI、ADI、On Semi，以及部分歐洲和日本的企業(yè)，在國(guó)際關(guān)系緊張的當(dāng)下，出于供應(yīng)鏈安全的考量，國(guó)產(chǎn)芯片會(huì)有更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。當(dāng)然，最主要的還是潤(rùn)石科技的技術(shù)實(shí)力，包括大量產(chǎn)品過(guò)車(chē)規(guī)認(rèn)證的能力等。天時(shí)、地利、人和，最終才能水到渠成。
消費(fèi)電子車(chē)規(guī)化需要面對(duì)哪些挑戰(zhàn)？
從技術(shù)的角度來(lái)看，一顆芯片要成功地實(shí)現(xiàn)從消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品到車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品的蛻變，到底需要經(jīng)歷哪些挑戰(zhàn)呢？
事實(shí)上，由于需要在更為苛刻的環(huán)境下保持正常運(yùn)行，因此相較于消費(fèi)電子，汽車(chē)電子對(duì)可靠性的要求更高。目前，汽車(chē)電子領(lǐng)域常用的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是AEC-Q100，此標(biāo)準(zhǔn)是由汽車(chē)電子協(xié)會(huì)發(fā)布的一套集成電路質(zhì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，雖并不是強(qiáng)制認(rèn)證制度，但現(xiàn)已成為汽車(chē)電子領(lǐng)域的通用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，要將產(chǎn)品往車(chē)規(guī)化轉(zhuǎn)，讓市場(chǎng)認(rèn)可的最常規(guī)操作就是通過(guò)AEC-Q100的認(rèn)證。
圖 | 打入各Tier1車(chē)電大廠供應(yīng)鏈的兩張門(mén)票：AEC-Q+IATF16949
然而，要過(guò)AEC-Q100認(rèn)證并非易事，其中包含了將近30種細(xì)分的認(rèn)證要求，於敬亮形象地稱這個(gè)過(guò)程為產(chǎn)品的一次脫胎換骨。
值得一提的是，產(chǎn)品在進(jìn)入AEC-Q100認(rèn)證前的準(zhǔn)備工作非常復(fù)雜。首先，要保證芯片設(shè)計(jì)滿足高低溫的工作能力；其次，晶圓廠的制程能力，尤其在一些特殊的關(guān)鍵制程指標(biāo)上，必須達(dá)到AEC-Q100的要求，才能生產(chǎn)出車(chē)規(guī)級(jí)的晶圓；再者，整個(gè)封裝的制程要重做，要使用非常高性能的原材料，來(lái)確保制程足夠穩(wěn)定；最后，測(cè)試段也要有別于消費(fèi)類(lèi)只做常溫測(cè)試的慣例，車(chē)規(guī)產(chǎn)品需要進(jìn)一步展開(kāi)高低溫的測(cè)試，這對(duì)測(cè)試成本和測(cè)試難度都是一個(gè)挑戰(zhàn)，而對(duì)于測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，如PAT、SBC、SBL等，還需要采用不一樣的管理方法，來(lái)提高測(cè)試穩(wěn)定度的水準(zhǔn)。簡(jiǎn)而言之，一個(gè)產(chǎn)品如果要從普通消費(fèi)類(lèi)轉(zhuǎn)到車(chē)規(guī)類(lèi)，至少要對(duì)芯片的設(shè)計(jì)、晶圓的制造、封裝的設(shè)計(jì)跟制造、測(cè)試等整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行改變和準(zhǔn)備，這樣才能開(kāi)始把做出來(lái)的產(chǎn)品送去做認(rèn)證。
前面提到，AEC-Q100包含將近30種細(xì)分的認(rèn)證要求，而這些要求會(huì)根據(jù)待認(rèn)證產(chǎn)品的類(lèi)型，分成不同的認(rèn)證組別，比如：A組的環(huán)境應(yīng)力加速驗(yàn)證，B組的壽命加速模擬驗(yàn)證，C組的封裝驗(yàn)證，D組的芯片制造可靠性驗(yàn)證，E組的電性驗(yàn)證，F(xiàn)組的失效篩選驗(yàn)證等，從而保證芯片可以耐受高溫高濕、低溫到高溫的沖擊等惡劣的工況，同時(shí)還能保證15年的工作壽命，且制程能力指數(shù)CPK值遠(yuǎn)好于消費(fèi)類(lèi)電子。
如此復(fù)雜的一套流程做下來(lái)到底要花多長(zhǎng)時(shí)間呢？於敬亮表示：“如果芯片本身在消費(fèi)或工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)使用過(guò)1-2年的時(shí)間，且具備高低溫的設(shè)計(jì)能力的話，會(huì)考慮將產(chǎn)品進(jìn)行車(chē)規(guī)化升級(jí)。在這個(gè)過(guò)程中，考慮到目前車(chē)規(guī)市場(chǎng)比較火爆，設(shè)備的請(qǐng)購(gòu)周期可能長(zhǎng)達(dá)4~6個(gè)月，因此前面提到的準(zhǔn)備工作通常要花費(fèi)一年及以上的時(shí)間，然后再花3-4個(gè)月去做車(chē)規(guī)的認(rèn)證。當(dāng)然，這個(gè)時(shí)間評(píng)估是建立在芯片本身滿足車(chē)規(guī)的冗余要求的基礎(chǔ)上的，如果再考慮晶圓改版，那么所需的時(shí)間肯定會(huì)更長(zhǎng)。”
圖 | 潤(rùn)石科技采用與使用與Tier1 – TI/NXP/ADI公司相同型號(hào)的測(cè)試三溫分選機(jī)
關(guān)于芯片廠商為什么要自己買(mǎi)昂貴的高低溫測(cè)試設(shè)備？於敬亮表示：“目前市場(chǎng)需求非常旺盛，而代工廠一般不會(huì)愿意采購(gòu)價(jià)格昂貴但用途又比較集中于某個(gè)領(lǐng)域的這種設(shè)備，所以Fabless廠商為了保證自己車(chē)規(guī)產(chǎn)品的產(chǎn)能或快速拓展車(chē)規(guī)市場(chǎng)，就會(huì)選擇自己購(gòu)買(mǎi)。潤(rùn)石科技已經(jīng)投資了數(shù)千萬(wàn)人民幣，購(gòu)置了21臺(tái)三溫測(cè)試設(shè)備，其中5臺(tái)已經(jīng)在生產(chǎn)線工作，到今年12月份，21臺(tái)將全面進(jìn)入產(chǎn)線，屆時(shí)將實(shí)現(xiàn)每個(gè)月40-50kk的產(chǎn)能規(guī)模。”
除了以上硬件配套外，在人員的配置上也大不相同，比如，在質(zhì)量把控環(huán)節(jié)，車(chē)規(guī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造與封測(cè)對(duì)代工廠的管理能力要求是非常高的。為此，潤(rùn)石科技招募了一些非常資深的代工廠管理質(zhì)量工程師SQE、設(shè)計(jì)質(zhì)量工程師DQE，來(lái)提高自身的技術(shù)能力，去保證產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造，都可以達(dá)到NXP、TI這樣的水準(zhǔn)。
在晶圓廠和封測(cè)廠的選擇方面，潤(rùn)石科技選擇了國(guó)內(nèi)做車(chē)規(guī)產(chǎn)品最頂尖的工廠合作，包括國(guó)內(nèi)做模擬器件數(shù)一數(shù)二的晶圓廠華潤(rùn)上華，與TI有將近10年車(chē)規(guī)產(chǎn)品量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的封測(cè)廠通富微電，以及與NXP、安世、TI有將近10年車(chē)規(guī)產(chǎn)品量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的封測(cè)廠蘇州日月新。
潤(rùn)石科技或?qū)⒊蔀橹袊?guó)模擬賽道上做汽車(chē)芯片最好的公司
前面提到，目前在國(guó)內(nèi)的模擬芯片賽道上，主要玩家是美國(guó)的企業(yè)TI、ADI、On Semi，以及部分歐洲和日本的企業(yè)。那么，國(guó)產(chǎn)芯片到底和國(guó)際水平有多少差距呢？
於敬亮表示：“在模擬芯片領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)芯片在可靠性上可以達(dá)到國(guó)際水平，基本應(yīng)用上不會(huì)有什么差異，但在產(chǎn)品的魯棒性方面還與國(guó)際水平有些差距，主要體現(xiàn)在參數(shù)表以外的特殊領(lǐng)域的應(yīng)用上面。此外，大的模擬芯片公司，例如TI、ADI、On Semi，采用的都是IDM的模式，他們都有自己的晶圓廠，在晶圓制造工藝上的累積遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)的Fab廠，這也是一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)。而我們要補(bǔ)強(qiáng)就需要市場(chǎng)更廣的應(yīng)用場(chǎng)景支撐，提供更多的試錯(cuò)機(jī)會(huì)，這是一個(gè)PDCA循環(huán)的過(guò)程。”
此外，隨著內(nèi)需市場(chǎng)的擴(kuò)大，以及國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，本土模擬器件廠商的數(shù)量也在不斷增加，賽道競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)始加劇。很多人開(kāi)始擔(dān)心，如果同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)激烈，近期是否會(huì)面臨洗牌的危機(jī)？
關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，於敬亮的觀點(diǎn)是：“目前國(guó)內(nèi)的模擬器件公司開(kāi)始變多是事實(shí)，但模擬市場(chǎng)細(xì)分領(lǐng)域廣，國(guó)產(chǎn)廠商基于各自產(chǎn)品的特點(diǎn)各家側(cè)重的細(xì)分市場(chǎng)不同，有在數(shù)字隔離器或者傳感器領(lǐng)域較強(qiáng)，有在ADC/DAC等模擬器件上較強(qiáng)的，潤(rùn)石科技的主要產(chǎn)品包括信號(hào)鏈和電源管理兩大類(lèi)別，與同領(lǐng)域側(cè)重消費(fèi)電子市場(chǎng)的上市公司相比潤(rùn)石科技的市場(chǎng)重心是汽車(chē)電子和工業(yè)領(lǐng)域，尤其是在新能源汽車(chē)領(lǐng)域潤(rùn)石科技遠(yuǎn)比同領(lǐng)域的模擬芯片公司更早布局；目前已超越同行成為新能源汽車(chē)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。
圖 | 潤(rùn)石科技產(chǎn)品汽車(chē)應(yīng)用分布
“話說(shuō)回來(lái)，模擬芯片的市場(chǎng)足夠大，國(guó)產(chǎn)公司占比還沒(méi)有超過(guò)10%，80~90%是美系的產(chǎn)品，在國(guó)產(chǎn)化的道路上還有非常大的市場(chǎng)空間。此外，模擬芯片的市場(chǎng)容量還在增長(zhǎng)，尤其是新能源相關(guān)行業(yè)的拉動(dòng)，所以本土的這些廠商目前還沒(méi)有進(jìn)入到短兵相接的競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。預(yù)計(jì)國(guó)產(chǎn)化率至少要達(dá)到40~50%以上的時(shí)候，才會(huì)有洗牌的可能，而未來(lái)三年都不會(huì)發(fā)生。” 於敬亮補(bǔ)充道。
於敬亮強(qiáng)調(diào)：“車(chē)規(guī)是一個(gè)非常敏感的市場(chǎng)，它對(duì)可靠性的要求非常高，很多的客戶找到我們，是因?yàn)闈?rùn)石科技能夠提供跟TI、ADI、On Semi這些公司相同性能的芯片，因此我們有信心去推汽車(chē)電子的市場(chǎng)，立志成為中國(guó)汽車(chē)芯片賽道上做模擬芯片最好的公司。”
寫(xiě)在最后
目前，潤(rùn)石科技的車(chē)規(guī)級(jí)芯片已經(jīng)成功進(jìn)入到比亞迪、長(zhǎng)安汽車(chē)、廣汽、寧德時(shí)代、欣旺達(dá)等整車(chē)廠/Tier1廠的汽車(chē)電子供應(yīng)鏈。而在車(chē)規(guī)級(jí)新品的計(jì)劃方面，到今年年底，預(yù)計(jì)有20~25款產(chǎn)品會(huì)轉(zhuǎn)入車(chē)規(guī)市場(chǎng)；到明年年底，至少會(huì)有40-50款車(chē)規(guī)產(chǎn)品通過(guò)認(rèn)證并開(kāi)始量產(chǎn)，其中包括15-20款運(yùn)算放大器，以及一些邏輯芯片、電平轉(zhuǎn)換芯片和模擬開(kāi)關(guān)產(chǎn)品。
