نیمه‌هادی‌های خودرو را می‌توان به سادگی به سه دسته تقسیم کرد: MCU تراشه کاربردی (واحد میکروکنترلر)، نیمه‌هادی‌های قدرت (IGBT، MOSFET و غیره) و حسگرها. MCU عمدتاً در جنبه‌های اصلی ایمنی و رانندگی، کنترل سیستم‌های رانندگی خودکار (کمکی)، نمایش و محاسبه سیستم‌های کنترل مرکزی، کنترل موتور، شاسی و بدنه و غیره نقش دارد.

MCUها حدود 30 درصد از کل دستگاه‌های نیمه‌هادی مجهز به خودرو را تشکیل می‌دهند. به طور متوسط، هر خودرو از بیش از 70 تراشه MCU استفاده می‌کند. علاوه بر این، خودروها از "ماشین‌های کاربردی" به "ماشین‌های هوشمند" و از "الکترونیک خودرو" به "رانندگی بدون سرنشین" تکامل یافته‌اند که این امر باعث افزایش بیشتر اندازه بازار MCUهای خودرو شده است. طبق داده‌های شرکت تحقیقات بازار گارتنر، در حال حاضر تقاضا برای تراشه‌های الکترونیکی خودرو، تراشه‌های محاسباتی و کنترلی و تراشه‌های نیمه‌هادی قدرت، دو دسته بزرگ تقاضای بازار هستند که هر کدام 26.2 درصد و 29.7 درصد از تقاضای کلی تراشه‌های خودرو را تشکیل می‌دهند. مقیاس ترکیبی این دو به 22.9 میلیارد دلار آمریکا رسیده است که بیش از 55 درصد از کل بازار نیمه‌هادی خودرو را تشکیل می‌دهد.

شرح: ساختار محصول نیمه‌هادی خودرو و سهم بازار

برای مثال، گوگل ویمو از راهکار Intel CPU+Altera FPGA و Infineon MCU به عنوان رابط ارتباطی استفاده می‌کند؛ بایدو آپولو از راهکار NXP/Infineon/Resas MCU+Xilinx FPGA/NVIDIA GPU استفاده می‌کند؛ آئودی از راهکار ادغام چند تراشه‌ای Mobileye ASIC NVIDIA GPU+Altera FPGA+Infineon MCU و غیره استفاده می‌کند. کاربردهای خودرو مانند خودروهای خودران، ارتباطات هوشمند درون خودرو و سرگرمی درون کابین به حجم زیادی از قابلیت‌های پردازش اطلاعات MCUهای 32 بیتی نیاز دارند. روند آینده به سمت ادغام چند منظوره و عملکرد کم مصرف انرژی خواهد بود و تعداد استفاده‌ها ممکن است همچنان افزایش یابد.

علاوه بر این، می‌توان از خطوط تولید MCU 32 بیتی خودرو که توسط تولیدکنندگان اصلی MCU خودرو مانند Renesas، NXP، Texas Instruments، Infineon، Microchip، Cypress، STMicroelectronics و Toshiba ارائه می‌شوند، دریافت که تقریباً اکثر تولیدکنندگان، طرح‌های MCU با ARM Cortex-M یا ARM Cortex-R به عنوان هسته CPU دارند و در تلاشند تا خط تولید MCU را به کاربردهای بیشتری در خودرو گسترش دهند.

قابل پیش‌بینی است که پذیرش هسته‌های CPU از تولیدکنندگان اصلی IP، توسعه MCUهای خودرو را تسریع خواهد کرد.

طبق داده‌های ICVTanK، انتظار می‌رود بازار جهانی تراشه‌های کاربردی خودرو از ۷ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۹ به ۷.۵ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۱ افزایش یابد.

با این حال، بازار جهانی نیمه‌هادی‌های خودرو در حال حاضر تحت سلطه شرکت‌های غول‌پیکر اروپایی، ایالات متحده، ژاپن و سایر کشورها است.

بازیگران اصلی در MCU های خودرو چه کسانی هستند؟

بر اساس داده‌های سازمان تحقیقات بازار گارتنر، ارزش تولید نیمه‌هادی‌های خودرو اروپا در سال ۲۰۱۹، ۳۶.۷۹٪ از کل ارزش تولید نیمه‌هادی خودرو جهان به ارزش ۱۵.۰۸۸ میلیارد دلار آمریکا را تشکیل داده و از نظر سهم بازار در رتبه اول جهان قرار دارد. ایالات متحده با سهم بازار جهانی ۳۲.۶۴٪ در رتبه دوم قرار دارد و پس از آن ژاپن با ۲۶.۰۳٪ از سهم بازار جهانی قرار دارد. درآمد فروش نیمه‌هادی خودرو در سرزمین اصلی چین در سال ۲۰۱۹ تنها حدود ۱ میلیارد دلار آمریکا بوده است که کمتر از ۳٪ را تشکیل می‌دهد. در مقایسه با اروپا، ایالات متحده و ژاپن، شکاف بزرگی وجود دارد.

شرح: منبع داده‌ها: گارتنر، نمودار شده توسط شماره ۱ جاده شین‌ون

در میان 20 تولیدکننده برتر نیمه‌هادی‌های خودرو در جهان، تعداد شرکت‌های آمریکایی به 9 شرکت و تعداد شرکت‌های اروپایی و ژاپنی هر کدام 5 شرکت رسیده است. با این حال، رقابت‌پذیری جامع شرکت‌های نیمه‌هادی خودرو اروپایی قوی‌تر است و 3 شرکت از 5 شرکت به جمع 5 شرکت برتر جهانی راه یافته‌اند. شرکت Nexperia در سرزمین اصلی چین، یک شرکت نیمه‌هادی خودرو است که توسط یک شرکت چینی تأسیس شده و تجارت قطعات استاندارد اصلی NXP را به دست آورده است. این شرکت در حال حاضر بزرگترین و بالاترین سطح تولیدکننده نیمه‌هادی در سطح خودرو در چین است.

شرکت‌های اصلی نماینده MCU خودرو شامل Renesas، NXP، NXP، Infineon، Texas Instruments، Nvidia و غیره هستند. در سال‌های اخیر، چین نیز به طور فعال در زمینه الکترونیک خودرو فعالیت داشته است. به عنوان مثال، شرکت‌های داخلی MCU مانند Saiteng Micro در ابتدا وارد حوزه خودرو شده‌اند. تا ماه مه 2020، MCUهای رده خودرو Saiteng Micro میلیون‌ها واحد را روانه بازار کرده‌اند.

شرکت BYD Semiconductor در سال ۲۰۰۷ وارد حوزه MCU شد و اولین محصولی که شروع به توسعه آن کرد، MCUهای صنعتی بود. پس از ۱۳ سال توسعه، BYD تراشه‌های MCU عمومی صنعتی، تراشه‌های MCU سه در یک صنعتی، تراشه‌های MCU لمسی خودرو، تراشه‌های MCU عمومی خودرو و تراشه‌های MCU مدیریت باتری را تولید می‌کند. این علاوه بر دستگاه‌های قدرت، پیشرفت دیگری برای BYD است.

در مارس 2020، شرکت AutoChips، یکی از شرکت‌های تابعه NavInfo، اعلام کرد که خط تولید MCU مخصوص خودرو AC7801X آن، اولین تراشه MCU مخصوص خودرو 32 بیتی Cortex-M0+ تولید داخل است. AC7801X عمدتاً برای قطعات الکترونیکی بدنه خودرو است و می‌تواند به طور گسترده در سانروف، پنجره‌ها، صندلی‌ها، چراغ‌های LED، ETC، رادار دنده عقب، حسگرهای باران و سایر زمینه‌های محصول مورد استفاده قرار گیرد. Jiefa Technology بر مزایای خود در بازار پس از فروش تکیه می‌کند و NavInfo را که پیشرو صنعت در بازار خودروهای درب از جلو است، تکمیل می‌کند تا رقابت یکدیگر را در بازارهای درب از جلو و پس از فروش افزایش دهد.

در سپتامبر ۲۰۲۰، شرکت فناوری میکروالکترونیک شانگهای شین‌وانگ ۱۰۰ میلیون یوان در سری A تأمین مالی دریافت کرد که توسط Silicon Harbor Capital هدایت می‌شد و پس از آن SAIC Hengxu، SMIC Juyuan، Beyond Moore، Fed Securities و Jucheng Investment قرار داشتند. مشخص است که شین‌وانگ میکرو، MCU و DSP هشت بیتی و ۳۲ بیتی بسیار قابل اعتماد و با کیفیتی را بر اساس معماری هسته IP KungFu مستقل خود توسعه داده است. شین‌وانگ میکرو علاوه بر داشتن هسته و معماری MCU مستقل، مجموعه‌ای از ابزارهای توسعه را نیز توسعه داده است که می‌توانند تحقیق و توسعه مستقلی را ارائه دهند، از جمله محیط‌های توسعه یکپارچه، کامپایلرها و شبیه‌سازهای C که به استقلال کامل از تراشه‌ها تا زنجیره‌های ابزار دست می‌یابند.

تولید چین هنوز در تلاش است تا به این سطح از رشد برسد، عمدتاً به دلیل چرخه طولانی توسعه تراشه‌های MCU مخصوص خودرو، آستانه‌های طراحی بالا و سرمایه‌گذاری کلان. در حال حاضر، MCUهای داخلی عمدتاً در انواع مختلف چراغ‌های جلو، سیستم‌های کنترل چراغ عقب و کنترل راحتی جانبی خودرو، از جمله بالابر شیشه پنجره، شارژ بی‌سیم و غیره استفاده می‌شوند.

از ظرفیت تولید بالادستی گرفته تا تدارکات ترمینال، دلایل کمبود MCU های خودرو در سال 2021

کمبود جدی تراشه‌های خودرو در این زمان، MCU مورد استفاده در سیستم‌های ESP (سیستم پایداری الکترونیکی) و ECU (واحد کنترل الکترونیکی) است.

دلایل کمبود تراشه‌های خودرو را از ظرفیت تولید بالادستی تا تدارکات ترمینال برای یادگیری و مرجع تجزیه و تحلیل کنید:

در بخش عرضه، پیش‌بینی بدبینانه برای نیمه اول سال ۲۰۲۰ تا حدودی مانع برنامه‌ریزی ظرفیت تولید تراشه‌های خودرو در نیمه دوم سال شده است. موجودی صفر یا حتی موجودی منفی نیز عامل مهمی در این کمبود است. کسانی که قبلاً به موجودی تراشه توجه نمی‌کردند، اکنون اهمیت زیادی به آن می‌دهند.

از سوی دیگر، شیوع این بیماری همه‌گیر جهانی بر تراشه‌ها و صنایع بالادستی تراشه‌ها نیز تأثیر گذاشته است. ظرفیت تولید ویفر ۸ اینچی تراشه‌های MCU در صنایع بالادستی محدود است، کارخانه‌های مونتاژ تراشه در جنوب شرقی آسیا تولید را به حالت تعلیق درآورده‌اند و غول تراشه ایتالیایی ST (STMicroelectronics) اعتصاب گسترده‌ای را تجربه کرده است که کمبود تراشه‌های MCU را تشدید می‌کند. طبق داده‌های منتشر شده توسط SUMCO، ظرفیت تولید ویفر ۸ اینچی در حوزه خودرو در سال ۲۰۲۰ تقریباً ۳۳ درصد و ظرفیت تولید ویفر ۱۲ اینچی تقریباً ۵ درصد خواهد بود. در بحبوحه ظرفیت تولید محدود در کل صنعت نیمه‌هادی، لوازم الکترونیکی مصرفی بیشتر در حال تصاحب ظرفیت تولید تراشه هستند.

شرح: نسبت کاربرد ظرفیت تولید ویفر ۸ اینچی در سال ۲۰۲۰ نمودار: داده‌های بین‌المللی تجارت الکترونیک منبع: SUMCO

شرح: نسبت کاربرد ظرفیت تولید ویفر ۱۲ اینچی در سال ۲۰۲۰ نمودار: وضعیت تجارت الکترونیک بین‌المللی منبع داده‌ها: SUMCO

در بخش تقاضا، صنعت خودروسازی چین همچنان در حال بهبود است و عملکرد بازار از انتظارات فراتر رفته است. توسعه الکترونیک و هوش خودرو، تقاضا برای تراشه‌های خودرو روی یک وسیله نقلیه را بیش از پیش افزایش داده است. با کمبود تراشه‌های خودرو، زمان تحویل تولیدکنندگان قطعات شروع به طولانی شدن کرده است. زمان تحویل MCU 32 بیتی Infineon اکنون 15 تا 24 هفته است و زمان تحویل MCU ST به 24 تا 35 هفته افزایش یافته است.

این دوره از صنعت الکترونیک خودرو عمدتاً فاقد تراشه‌هایی از تولیدکنندگان بزرگ بین‌المللی، مانند شرکت‌های معتبر تراشه خودرو مانند NXP، Infineon، ST و Bosch است. قیمت محصولات MCU خودرو برخی از تولیدکنندگان 20 تا 30 درصد افزایش یافته است. نرخ خودکفایی تراشه خودرو داخلی کمتر از 10 درصد است، بنابراین ما اساساً فقط تماشاگر این کمبود تراشه خودرو هستیم. از این گذشته، الزامات سختگیرانه‌ای مانند صدور گواهینامه درجه خودرو، قابلیت اطمینان و صدور گواهینامه بلندمدت، همگی موانعی برای ورود شرکت‌های تراشه چینی به زنجیره تأمین خودرو هستند.

کمبود تراشه‌های خودرو ممکن است تا شش ماه ادامه داشته باشد و انتظار می‌رود که در نیمه اول سال 2021 همچنان فشار بر عرضه تراشه‌های خودرو وجود داشته باشد. کمبود تراشه‌های خودرو، زنگ خطر را برای زنجیره صنعت خودروسازی داخلی به صدا درآورده است. این یک روند کلی برای ورود MCU های داخلی به زنجیره تامین خودرو است. به عنوان مثال، گریت وال موتورز اخیراً یک سرمایه‌گذاری استراتژیک در شرکت تحقیق و توسعه فناوری رباتیک پکن هورایزن را تکمیل کرده است، به این معنی که گریت وال موتورز رسماً وارد صنعت تراشه شده است. جیلی همچنین در شینکینگ تکنولوژی و شینجوننگ سرمایه‌گذاری کرده است. ظهور خودروهای انرژی نو داخلی، باعث ظهور زنجیره‌های تامین داخلی خواهد شد. این فرآیند مشابه ظهور برندهای تلفن همراه داخلی است که باعث ظهور زنجیره‌های تامین تلفن همراه می‌شوند.

سلب مسئولیت: این مقاله از "شماره ۱، جاده شین‌ون" کپی شده است. این مقاله فقط بیانگر دیدگاه‌های شخصی نویسنده است و بیانگر دیدگاه‌های ساکو میکرو و صنعت مربوطه نمی‌باشد. این مقاله فقط برای چاپ مجدد و اشتراک‌گذاری است و از حمایت از حقوق مالکیت معنوی پشتیبانی می‌کند. لطفاً برای چاپ مجدد، منبع اصلی و نویسنده را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.

شماره تلفن شرکت: +86-0755-83044319
فکس/فکس: +86-0755-83975897
ایمیل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 مدیر لی

QQ: 332496225 مدیر کیو

آدرس: اتاق ۸۰۹، ساختمان C، ساختمان فناوری ژانتائو، پلاک ۱۰۷۹ خیابان مینزی، منطقه جدید لونگهوا، شنژن