Les semi-conducteurs automobiles se divisent en trois grandes catégories : les microcontrôleurs (MCU), les semi-conducteurs de puissance (IGBT, MOSFET, etc.) et les capteurs. Les microcontrôleurs jouent un rôle essentiel dans la sécurité et la conduite, notamment pour la gestion des systèmes d’aide à la conduite, l’affichage et le calcul des données des systèmes de contrôle centraux, ainsi que pour la gestion du moteur, du châssis et de la carrosserie.

Les microcontrôleurs (MCU) représentent environ 30 % de tous les dispositifs semi-conducteurs équipant une voiture. En moyenne, chaque véhicule utilise plus de 70 puces MCU. Par ailleurs, l'évolution des voitures, de simples « machines fonctionnelles » à des « machines intelligentes », et de l'« électronique automobile » à la « conduite autonome », a contribué à l'expansion du marché des MCU automobiles. Selon les données du cabinet d'études de marché Gartner, la demande de puces électroniques automobiles se répartit principalement entre les puces de calcul et de contrôle et les puces semi-conductrices de puissance, représentant respectivement 26.2 % et 29.7 % de la demande totale. À eux deux, ces segments représentent 22.9 milliards de dollars américains, soit plus de 55 % du marché total des semi-conducteurs automobiles.

Légende : Structure et part de marché des produits semi-conducteurs pour l’automobile

Par exemple, Google Waymo utilise une solution CPU Intel + FPGA Altera et un microcontrôleur Infineon comme interface de communication ; Baidu Apollo utilise une solution microcontrôleur NXP/Infineon/Resas + FPGA Xilinx + GPU NVIDIA ; Audi utilise une solution d'intégration multi-puces Mobileye ASIC + GPU NVIDIA + FPGA Altera + microcontrôleur Infineon, etc. Les applications automobiles telles que les véhicules autonomes, les communications embarquées intelligentes et le divertissement en cabine nécessitent d'importantes capacités de traitement de l'information de la part des microcontrôleurs 32 bits. La tendance future sera à l'intégration multifonctionnelle et à la réduction de la consommation énergétique, et le nombre d'applications devrait continuer d'augmenter.

De plus, on peut constater, à partir des gammes de microcontrôleurs automobiles 32 bits proposées par les principaux fabricants de microcontrôleurs automobiles, tels que Renesas, NXP, Texas Instruments, Infineon, Microchip, Cypress, STMicroelectronics et Toshiba, que la quasi-totalité des fabricants conçoivent des microcontrôleurs avec un cœur de processeur ARM Cortex-M ou ARM Cortex-R et s'efforcent d'étendre leur gamme de microcontrôleurs à davantage d'applications automobiles.

Il est prévisible que l'adoption des cœurs de processeur des principaux fabricants de propriété intellectuelle accélérera le développement des microcontrôleurs automobiles.

Selon les données d'ICVTanK, le marché mondial des puces fonctionnelles automobiles devrait croître régulièrement, passant de 7 milliards de dollars américains en 2019 à 7.5 milliards de dollars américains en 2021.

Cependant, le marché mondial des semi-conducteurs automobiles est actuellement dominé par des entreprises géantes d'Europe, des États-Unis, du Japon et d'autres pays.

Qui sont les principaux acteurs du marché des microcontrôleurs automobiles ?

D'après les données du cabinet d'études de marché Gartner, la production européenne de semi-conducteurs automobiles représentait en 2019 36.79 % de la production mondiale totale, soit 15.088 milliards de dollars américains, plaçant l'Europe au premier rang mondial en termes de parts de marché. Les États-Unis se classaient deuxièmes avec 32.64 % de parts de marché, suivis du Japon (26.03 %). Le chiffre d'affaires des ventes de semi-conducteurs automobiles en Chine continentale s'élevait à seulement 1 milliard de dollars américains en 2019, soit moins de 3 % du marché mondial. L'écart avec l'Europe, les États-Unis et le Japon est considérable.

Légende : Source des données : Gartner, graphique établi par No. 1 Xinwen Road

Parmi les 20 premiers fabricants mondiaux de semi-conducteurs automobiles, on compte 9 entreprises américaines, 5 européennes et 5 japonaises. Cependant, la compétitivité globale des entreprises européennes est plus forte, et 3 d'entre elles figurent parmi les 5 premières mondiales. Nexperia, entreprise chinoise de semi-conducteurs automobiles, a été fondée par une société chinoise ayant racheté l'activité de composants standard de NXP. Elle est actuellement le plus grand fabricant chinois de semi-conducteurs de qualité automobile, et celui qui possède les plus hautes compétences dans ce domaine.

Parmi les principaux fabricants de microcontrôleurs automobiles figurent Renesas, NXP, Infineon, Texas Instruments et Nvidia. Ces dernières années, la Chine s'est également fortement impliquée dans le secteur de l'électronique automobile. Par exemple, des entreprises chinoises comme Saiteng Micro ont été parmi les premières à s'y implanter. En mai 2020, Saiteng Micro avait déjà livré des millions de microcontrôleurs automobiles.

BYD Semiconductor a fait son entrée sur le marché des microcontrôleurs en 2007, en développant d'abord des microcontrôleurs industriels. Après 13 ans de développement, BYD propose désormais des microcontrôleurs industriels à usage général, des microcontrôleurs industriels trois-en-un, des microcontrôleurs tactiles pour l'automobile, des microcontrôleurs automobiles à usage général et des microcontrôleurs de gestion de batterie. Il s'agit d'une nouvelle avancée majeure pour BYD, qui s'ajoute aux dispositifs de gestion de l'alimentation.

En mars 2020, AutoChips, filiale à 100 % de NavInfo, a annoncé que sa gamme de microcontrôleurs automobiles AC7801X est la première puce microcontrôleur automobile 32 bits Cortex-M0+ de fabrication chinoise. L'AC7801X est principalement destiné à l'électronique embarquée et peut être largement utilisé dans les toits ouvrants, les vitres, les sièges, les feux LED, etc., les radars de recul, les capteurs de pluie et d'autres produits. Jiefa Technology, forte de son expertise sur le marché de la rechange, complète l'offre de NavInfo, leader du marché des systèmes embarqués, afin de renforcer mutuellement leur compétitivité sur les marchés de la rechange et de l'électronique embarquée.

En septembre 2020, Shanghai Xinwang Microelectronics Technology Co., Ltd. a levé 100 millions de yuans lors d'un tour de table de série A, mené par Silicon Harbor Capital, avec la participation de SAIC Hengxu, SMIC Juyuan, Beyond Moore, Fed Securities et Jucheng Investment. Xinwang Micro est reconnu pour avoir développé des microcontrôleurs 8 bits et des microcontrôleurs/processeurs numériques 32 bits (MCU/DSP) hautement fiables et performants, basés sur son architecture propriétaire KungFu. Outre cette architecture et ce cœur de microcontrôleur indépendants, Xinwang Micro a également développé une suite d'outils de développement permettant une recherche et un développement autonomes, incluant des environnements de développement intégrés, des compilateurs C et des émulateurs, garantissant ainsi une autonomie complète, des puces aux chaînes d'outils.

L'industrie manufacturière chinoise peine encore à rattraper son retard, principalement en raison du long cycle de développement des microcontrôleurs automobiles, des exigences de conception élevées et des investissements importants qu'ils nécessitent. Actuellement, les microcontrôleurs chinois sont principalement utilisés dans divers types de systèmes automobiles : phares, feux arrière et commandes de confort périphériques, comme le relevage des vitres et la recharge sans fil.

De la capacité de production en amont à l'approvisionnement des terminaux, les raisons de la pénurie de microcontrôleurs automobiles en 2021

La grave pénurie de puces automobiles cette fois-ci concerne les microcontrôleurs utilisés dans les systèmes ESP (système de stabilité électronique) et ECU (unité de contrôle électronique).

Analyser les raisons des pénuries de puces automobiles, de la capacité de production en amont à l'approvisionnement final, à des fins d'apprentissage et de référence :

Du côté de l'offre, les prévisions pessimistes pour le premier semestre 2020 ont, dans une certaine mesure, freiné la planification des capacités de production de puces automobiles pour le second semestre. L'absence de stock, voire les stocks négatifs, contribuent également fortement à cette pénurie. Ceux qui ne se souciaient pas auparavant de la constitution de stocks de puces y attachent désormais une grande importance.

Par ailleurs, la propagation de l'épidémie mondiale a également eu un impact sur les puces et leur chaîne de valeur. La capacité de production de puces MCU sur plaquettes de 8 pouces est tendue, les usines d'assemblage de puces d'Asie du Sud-Est ont suspendu leur production et le géant italien des semi-conducteurs ST (STMicroelectronics) a connu une grève de grande ampleur, aggravant encore la pénurie de puces MCU. Selon les données publiées par SUMCO, la capacité de production sur plaquettes de 8 pouces dans le secteur automobile représentera environ 33 % en 2020, et celle sur plaquettes de 12 pouces environ 5 %. Dans ce contexte de capacité de production tendue qui touche l'ensemble de l'industrie des semi-conducteurs, l'électronique grand public accapare davantage de capacités de production de puces.

Légende : Part des applications dans la capacité de production de plaquettes de 8 pouces en 2020. Graphique : Données du secteur international de l’électronique. Source : SUMCO.

Légende : Part des applications dans la capacité de production de plaquettes de 12 pouces en 2020 Graphique : Situation du marché international de l’électronique Source des données : SUMCO

Du côté de la demande, l'industrie automobile chinoise poursuit sa reprise, avec des performances de marché supérieures aux prévisions. Le développement de l'électronique et de l'intelligence embarquées a encore accru la demande de puces automobiles par véhicule. Face à la pénurie de ces puces, les délais de livraison des fabricants de composants s'allongent. Le délai de livraison des microcontrôleurs 32 bits d'Infineon est désormais de 15 à 24 semaines, et celui des microcontrôleurs de ST est passé à 24-35 semaines.

Cette nouvelle génération de composants électroniques automobiles souffre d'une pénurie de puces provenant des principaux fabricants internationaux, tels que NXP, Infineon, ST et Bosch, des entreprises établies dans le secteur. Les prix des microcontrôleurs automobiles de certains fabricants ont augmenté de 20 à 30 %. Le taux d'autosuffisance des entreprises chinoises en matière de puces automobiles étant inférieur à 10 %, nous ne sommes guère plus que spectateurs de cette pénurie. En effet, les exigences strictes, telles que la certification automobile, la fiabilité et la certification à long terme, constituent autant d'obstacles à l'intégration des entreprises chinoises de semi-conducteurs dans la chaîne d'approvisionnement automobile.

La pénurie de puces automobiles pourrait durer six mois, et l'on s'attend à ce que l'approvisionnement reste sous pression au premier semestre 2021. Cette pénurie a sonné l'alarme pour l'ensemble de la filière automobile chinoise. On observe une tendance générale à l'intégration des microcontrôleurs (MCU) chinois dans cette filière. Par exemple, Great Wall Motors a récemment réalisé un investissement stratégique dans Beijing Horizon Robotics Technology R&D Co., Ltd., marquant ainsi son entrée officielle dans le secteur des semi-conducteurs. Geely a également investi dans Xinqing Technology et Xinjuneng. L'essor des véhicules à énergies nouvelles en Chine stimulera la croissance des filières d'approvisionnement nationales, à l'instar de la croissance des marques de téléphonie mobile qui dynamise les filières d'approvisionnement du secteur.

Avertissement : Cet article est une reproduction de l’article paru au n° 1, rue Xinwen. Il reflète uniquement l’opinion de son auteur et n’engage en rien Sacco Micro ni le secteur. Sa reproduction et son partage sont autorisés uniquement dans le respect des droits de propriété intellectuelle. Merci de citer la source originale et l’auteur. En cas d’infraction aux droits d’auteur, veuillez nous contacter afin que nous supprimions l’article.

Numéro de téléphone de l'entreprise : +86-0755-83044319
Fax/FAX : +86-0755-83975897
Courriel : 1615456225@qq.com
QQ : 3518641314 Gestionnaire Li

QQ : 332496225 Gestionnaire Qiu

Adresse : Salle 809, Bâtiment C, Immeuble technologique Zhantao, n° 1079 avenue Minzhi, Nouveau district de Longhua, Shenzhen