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新能源芯片紧缺吗吗(新能源车的重大变局)B体育

发布时间:2024-01-06 00:45浏览次数: 来源于:网络

  B体育1. 今年市场增长超出预期,但符合逻辑2021年,新能源汽车销量和渗透率逐月快速提升, 市场化进入爆发式增长新阶段。据中国汽车工业协会数据,2021年1-10月,新能源汽车销量已超过250万辆。11月,一些企业的销量大体都增长了10%-100%,也有一些大型企业受制于产能影响,但都是在增长,估计11月有可能接近300万辆, 2021年新能源汽车总体销量大约在330万辆左右。

  今年的市场爆发原因应该说是 技术进步、产品丰富、政策给力的结果。 技术方面,电池技术持续改进,成本也在下降,电池系统结构设计持续创新,比如刀片电池、CTP等大规模应用,磷酸铁锂电池大规模装备轿车。智能辅助驾驶技术的引入对客户的吸引,电动汽车的操控性能优越。

  不是说续航做到一千公里不可能,而是做到一千公里续航同时还能在几分钟充满电,同时还安全、成本低,这不可能。 一千公里续航,只要市场有需求,技术上完全可以做到。从豪华电动汽车角度,这个可能是一个趋势,但毕竟一千公里续航需要的 成本比较高,这主要是市场驱动的产品开发。对技术的要求也会相应提高,如,一般会采用800伏高压电气构架、高比能量高镍三元锂离子电池,部分厂家还可能尝试固液混合高镍三元锂离子电池,且安全技术的要求也会更高。

  另外一个技术是智能滑板底盘。最近美国Rivian公司因为推出智能滑板底盘备受追捧。其实 滑板底盘技术概念很早就有,通用汽车推出的滑板汽车概念车大概是2002年,当时是一个燃料电池车。 特斯拉也有类似概念,但是它的车身还是半承载式车身。由于电池系统通常是扁平化结构,所以凡是纯电动汽车专用平台,都跟传统燃油车平台差别较大,都带有扁平化的滑板的基本概念。

  3.1首先是电池技术,电池占到电动汽车技术含量的60%,目前这一代电池技术中国占主导地位。当然现在日本等国家在大力发展下一代全固态电池,这方面我们还是有差距。

  3.2至于电驱动和电力电子技术,跟国外比总体不相上下从供应链看B体育,我国动力电池产业链完整, 全球70%的电池产能在中国,产品供应全球。?

  3.3当然,近期 芯片供应成为了卡脖子问题。其实汽车芯片只占全部芯片的大概10%,目前主要还是周期性供需失衡问题。而且 汽车对芯片集成度要求低于手机等产品,从中期看,我国自主技术不难解决新能源汽车芯片问题。

  3.4从整车品牌看,电动汽车爆发之后对老品牌是一种挑战,对新品牌是一个机遇。因为 老品牌要把电动汽车做得跟燃油车一样,外形不敢改,怕跟以前品牌形象不一致。如果改了,就跟新品牌在同一个起跑线,就很纠结。所以,虽然品牌认知度方面,国外老品牌还是要更好一些。但是总的来讲,由于新造车势力这几年的蓬勃发展,在品牌形象方面也创出了中国新能源汽车自主品牌的一片新天地。 自主品牌升级也比预想的要好很多。

  3.5从企业看,新能源汽车兴起引发了汽车产业的技术革命。自主品牌企业八仙过海,涌现出比亚迪这样的全球标杆企业,新造车势力来势凶猛,充满活力。合资企业蓄势待发,即将全面发力。 今后五年是一个窗口期,市场高速增长,竞争持续激烈。

  “很遗憾,在半导体制造方面,华为只是做了芯片的设计,没搞芯片的制造。”三个月前,在中国信息化百人会2020年峰会上,华为消费者业务CEO余承东表示,由于美国的制裁,华为麒麟高端芯片在9月15日之后无法制造。

  这个爆炸性的消息在短时间内就攻占了各大媒体平台的头条,甚至在很长一段时间内,手机芯片相关的新闻、科普内容都成了大家关注的焦点。

  在认清现实后,国内消费者才发现经过这些年的快速发展,虽然国内手机自主品牌在许多领域都取得了令人瞩目的成绩,但是在高精尖的芯片制造领域,依旧被国外企业紧紧地“卡脖子”。

  华为芯片的断供,也让我们开始担心——“手机芯片都断供了,汽车还会远吗?”

  果不其然!在距离结束“黑暗”的2020年仅剩最后一个月之际B体育,全球芯片领域再度遭遇短缺潮,无情的事实就像一只铁手,钳住了汽车行业的喉咙。

  月初,一条关于南北大众汽车停产的消息在网上迅速发酵,引起外界的广泛关注。消息称,由于受到芯片供应不足的影响,上汽大众从12月4日开始停产,一汽-大众也从本月初进入停产状态。

  这次芯片短缺的原因并不像华为那样掺杂了复杂的因素,更多的是供需关系和车企对市场的判断出现了偏差的问题。

  芯片行业采购周期偏长,一般来说要提早半年到一年开始向芯片生产企业订货,年初国内受疫情冲击,车企停产,各家车企在那时候普遍对市场失去信心,纷纷减少芯片订单。但后面随着疫情逐渐受到控制,市场回暖的速度超出了大家的预期,产能需要迅速拉满,这个时候却发现芯片库存告急。

  虽然说,年中的时候不少车企试图向国外芯片厂商增加订单,但是那个时候正是国外疫情失控的时间节点,多家海外芯片公司工厂停产减产,导致全球芯片供应量大幅减少。所以国内汽车销量暴增,国外芯片不足,自然就出现“僧多粥少”的现象。

  虽然说华为的遭遇只是个案,但是汽车产业的“缺芯”风波,再次暴露出了国内企业在芯片领域的短板。基于此,我们不得不思考一个问题:传统燃油车都会受到芯片短缺的影响,那么更像电子产品的智能电动车,理论上需要的芯片数目和种类会更多。

  MCU是在一块芯片上集成CPU、内存、计数器、A/D等多种模块的微处理器(相当于一个微型计算机),可为不同应用场景实施不同控制,起到类似于人类大脑的控制作用。在汽车上,MCU既可用于车载信息娱乐产品,也可用于雨刷、车窗、电动座椅等车身控制领域。

  举个例子来说,控制发动机运行的ECU(电子控制单元,其核心部件为MCU)上有众多输入输出电路,它和其它电子控制单元一起协同工作,随时接受各种数据并做出指令。

  最简单的就是当我们踩下油门踏板时,ECU接收到信号后就会控制发动机喷油量和点火时间,让车辆根据驾驶员意图运行。

  根据媒体的报道,这次南北大众出现停产,主要是因为大陆的ESC和发动机ECU两个系统中缺乏芯片供应而断供造成的。

  根据市场研究公司iSuppli的报告显示,在一辆车装备的所有半导体器件中,MCU大概占三成。捷豹路虎的工程师Tomar曾在公开演说中提到,捷豹路虎的燃油车通常配备超过70个ECU。

  而电动车更加智能化和网联化,数量众多的摄像头、雷达等传感器,在感知、决策和执行机构的运行层面都需要芯片的支持,一台智能电动车所需要的MCU超过300颗(一台更比四台强)。

  也就是说,如果未来国内汽车行业,车用芯片自研率依旧只有5%,绝大部分还是靠进口的话,MCU功能芯片的短缺将严重影响新能源汽车的“弯道超车”。

  IGBT学名叫绝缘栅双极型晶体管,它是由绝缘栅双极型晶体管芯片(IGBT)与续流二极管芯片(FWD),通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。

  IGBT可以说是汽车电控的核心,堪称是新能源车的“最强大脑”。一般情况下,一辆纯电动汽车需要数百个IGBT模块,其成本占整个电控部分成本的近50%,同时占整车成本的5-10%。

  IGBT在电动车的作用是将交流电和直流电进行转换,同时IGBT还承担电压的高低转换的功能。

  举个例子来说,电动车在充电时,充电桩输出的是交流电,这时就需要通过IGBT把交流电转变成直流电,同时要把220V电压转换成适当的电压值才能给电池组充电B体育。

  正常行驶的时候,电池中的直流电需要通过IGBT转变成交流电机才可以让电机工作起来。IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度,直白点说就是影响电动车的性能表现。

  除此之外,IGBT在充电桩电源模块上还扮演了必不可少的角色,它约占充电桩?20%?的成本。

  未来新能源汽车的普及也必将推动充电桩需求的提升,且随着应用场景的优化,快充将成必然需求,带动充电桩数量和功率的提升,IGBT的市场空间将进一步扩大。

  遗憾的是,电动车和充电桩上这么关键的一个东西,在国内除了比亚迪(设计和量产)和其他拥有芯片设计能力的小型企业外,绝大部分基本上时被国外企业所垄断。

  三菱电机生产的IGBT已经成为业内默认的标准,同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。除了日系厂家,英飞凌也包揽了几乎所有电动车的IGBT芯片。

  目前,蔚来、小鹏和理想汽车等多家新能源车企表示生产暂时没有受到芯片(MCU、IGBT)短缺的影响,并且已经提前做好准备。

  新能源汽车车企为什么没有受到这次“缺芯”风波的影响原因其实很明显:和燃油车比起来,新能源汽车的大盘还是太小,各家车企对市场的判断比较客观,芯片相关的订单恰到好处。虽然说,IGBT芯片还没有出现断供,但是它的价格已经涨了好几轮。

  实际上,早在2019年第二季度开始,晶圆(可以看做芯片原料)供应不足的问题就已经出现。然而今年受疫情停工等因素影响,晶圆供应不足的问题日趋严重,尤其是汽车用的8英寸晶圆的供应早已经严重紧张,交货时间早就被延长至了3-4个月。

  其中,一直被英飞凌、三菱、富士电机等少数供应商所垄断的IGBT,缺货涨价更是持续了较长时间,业内甚至一度传出IGBT供货周期延长至52周(此前正常的供货周期是7-8周),价格甚至有的已经翻了一倍。

  从这个趋势可以看出,除非比亚迪这样的“实干”造芯企业越来越多,不然未来新能源汽车数量不断攀升后,IGBT芯片同样会出现缺芯“爆雷”的情况。

  但是他们不知道,在自动驾驶领域,如果说车载摄像头、毫米波雷达以及激光雷达是人的眼睛、手、嗅觉等感官部位,那自动驾驶芯片就可以比作是人的大脑,负责处理各类复杂计算。

  不管是L2、L3还是L4级自动驾驶功能,都需要通过自动驾驶芯片,才能在短暂的数秒内把数以百G的信息通过传感器进行接收和处理,最终让车辆做出正确的动作。

  并且长远来看,自动驾驶、车机系统的芯片将逐渐成为汽车的核心芯片,在中央计算架构的趋势下,一两颗主芯片完全可以把现在分布式电子电气架构上的所有MCU和计算芯片所取代。

  由此可见,未来在电动车上,自动驾驶芯片的作用和价值将更加的大。但是遗憾的是,目前,高端自动驾驶芯片市场依旧是欧美企业的天下,包括英伟达、Intel、高通、德州仪器、Mobileye等企业。

  比如B体育,蔚来ES8、ES6、理想ONE车型搭载了Mobileye的Q4自动驾驶芯片,小鹏汽车装配的是英伟达?Xavier芯片,零跑汽车采购了德州仪器的产品。

  相比于MCU、IGBT的情况,自动驾驶芯片在国内的“活路”要多一些,比较知名的芯片企业有华为海思(昇腾)、联发科、地平线和黑芝麻智能等。其中B体育,黑芝麻的芯片在算力上已经相当接近特斯拉的FDS,并且功耗减少了一半多。

  但是又有几家车企选择装机了呢?虽然说,长安UNI-T的自动驾驶芯片就来自于地平线征程二代。但是,征程二代芯片依旧是由台积电代工,如果老外想断供也还是分分钟的事。

  总而言之,即便国内芯片企业在研发设计上有所突破,但芯片制造之路依旧特别艰难。

  南北大众的芯片短缺停产消息,让“芯片短缺”情况再次进入公众的视野,虽然说这件事与华为芯片断供存在明显区别,但是也暴露出当前国内自主芯片研发不足的严重问题。汽车大国和汽车强国,看上去就一字之差,但从各类芯片绝大部分都需要进口来看,就知道这背后的技术差距并非一朝一夕。

  随着电动化和智能化大潮的兴起,未来国内新能源汽车市场对芯片尤其是高端芯片的需求只会越来越大。中国车企要想不被别人卡脖子,就必须要自主掌握芯片的研发、设计和生产的能力。这样才成真正意义上做到“弯道超车”。

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