車用電子芯片是藍海市場
芯片在汽車領(lǐng)域的用途非常廣泛，堪稱汽車的神經(jīng)?？梢哉fû有芯片，汽車就無法正常運行。除了常見的多ý體娛樂系統(tǒng)、智能鑰匙和自動泊車系統(tǒng)外，還應(yīng)用在汽車發(fā)動機、變速箱控制系統(tǒng)、安全氣囊、駕駛輔助系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向等多方面。
伴隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、人工智能(AI)時代來臨，消費者對汽車的需求逐漸轉(zhuǎn)向自動、智能、安全、互聯(lián)、節(jié)能等方向，傳統(tǒng)汽車廠商紛紛轉(zhuǎn)型智能汽車制造。加上移動通訊市場和個人電腦(PC)市場趨于飽和，迫使半導(dǎo)體廠商開拓新大½。
目前一輛普通的新車芯片數(shù)量超過600個，芯片在ÿ輛汽車中的價值超過2000元，而2018年全球汽車銷量接近1億輛。估算芯片價值高達2000億元(約300億美元)據(jù)預(yù)測，2020年時ÿ輛智能汽車芯片使用數(shù)量將達到1000顆，如此龐大的市場，引無數(shù)半導(dǎo)體廠商競折腰。
恩智浦、英飛凌、意法半導(dǎo)體、瑞薩、德州儀器、博世等傳統(tǒng)汽車芯片供應(yīng)商牢牢把控汽車芯片市場。近年來，由于ADAS、自動駕駛技術(shù)的興起，對計算和數(shù)據(jù)處理能力的需求暴增，導(dǎo)致三星、英特爾、高通、英偉達、賽靈思等頂級芯片企業(yè)也紛紛涉足汽車芯片。
在汽車智能化趨勢進一步加快的大環(huán)境下汽車芯片市場有望快速趕超3C芯片市場，成為δ來芯片廠商競爭的主要戰(zhàn)場。
日本誰在做汽車芯片
在全球各大城市，包括東京、紐約、倫敦、巴黎、北京、上海、莫斯科、馬德里的在各大公·上，駛過的日本汽車很多。
這與日本汽車的質(zhì)量、可靠性有相當(dāng)?shù)年P(guān)系;也和日本汽車制造商的創(chuàng)新有關(guān)，如1997年豐田推出了世界上第一款大規(guī)模生產(chǎn)的混合動力汽車普銳斯，2009年三菱推出了世界上第一款批量生產(chǎn)的電動汽車i-MiEV;但也和日本半導(dǎo)體制造商在內(nèi)的供應(yīng)鏈有著密切關(guān)系。
日本半導(dǎo)體制造商是日本汽車制造商創(chuàng)新的關(guān)鍵所在，因為日本半導(dǎo)體制造商在推動汽車技術(shù)進步有著悠久的歷史。
下面我們就來簡說一下日本汽車芯片供應(yīng)商。
提到日本汽車芯片供應(yīng)商，首先要說說車用微控制器(MCU)供應(yīng)商瑞薩電子(Resesas)。
20世紀70年代末，微控制器(MCU)首次應(yīng)用于汽車，用以控制發(fā)動機，提高燃油效率。如今，在汽車中有多達80個MCU，用于動力總成控制(發(fā)動機、燃油管理和燃油噴射)，車身控制(座椅、車門、車窗、空調(diào)、照明)和安全控制(制動、EPS、懸架、安全氣囊、防撞)和信息娛樂。
瑞薩是日立和三菱的合資企業(yè)，2010年4月1日與NEC電子合并。因此，瑞薩的MCU采用日立的SH MCU內(nèi)核設(shè)計，最近也開始采用Arm內(nèi)核設(shè)計MCU。
作為曾經(jīng)最大的微控制器(MCU)供應(yīng)商，瑞薩電子在2014年以前控制著全球車用微控制器芯片市場近40%的份額。目前大約占有全球車用微控制器芯片市場近30%的份額。
當(dāng)然，瑞薩在汽車芯片方面不僅僅只有微控制器，還有SOC、電源管理、電池管理、視頻和顯示等方面的芯片。2017年和2018年中，汽車芯片收入占比超過公司營收的一半。
第二個要提到的是CMOS圖像傳感器供應(yīng)商索尼(Sony)。
索尼是全球CMOS圖像傳感器市場的領(lǐng)導(dǎo)者。索尼在λ于九州(Kyusyu)島的熊本、長崎和大分三個基地生產(chǎn)CMOS傳感器。
CMOS圖像傳感器充當(dāng)汽車的眼睛，在芯片上執(zhí)行相機功能。如今，汽車通常配備大約10個CMOS圖像傳感器，預(yù)計到2020年這一數(shù)字將增長到近20個。該傳感器最初用作備份監(jiān)視器，但隨著高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的出現(xiàn)而增長。
索尼車用CMOS圖像傳感器有助于車輛所面臨的各種交通條件下實現(xiàn)高度準確的識別能力，如讓車輛能夠避免與自行車碰撞、行人意外地進入道·、以及夜間行人。在2016年，電裝(Denso)就開始使用索尼的CMOS圖像傳感器來檢測夜間行車時的行人。
2017年10月索尼發(fā)布了業(yè)界最高的742萬像素的車載CMOS圖像傳感器，提供3849 x 1929有效像素，像素尺寸為2.25μm x 2.25μm，可清晰拍攝160米遠的·牌;采用了像素合并模式，在低光環(huán)境下?lián)碛?666mV的感光度，即便在只有月光照明的環(huán)境下，依然能清晰辨識·人和·面物體;在·燈與汽車大燈不均勻光照下，可憑借高感光度獲得影像的暗部細節(jié)。
剛剛在介紹索尼的車用CMOS圖像傳感器時，提到了電裝(Denso)，下面就說說電裝(Denso)。
瑞薩和索尼都是日本汽車芯片獨立供應(yīng)商，而電裝是全球頂級的汽車零部件供應(yīng)商，是日本第一大汽車零部件供應(yīng)商。
電裝成立于1949年，是原豐田汽車電氣部件分部。1968年就設(shè)立了半導(dǎo)體研發(fā)中心，開始研究半導(dǎo)體技術(shù)。電裝在愛知縣和巖手縣兩個基地制造芯片。愛知縣Kota基地是電裝最早的芯片生產(chǎn)工廠，用以生產(chǎn)電力器件和邏輯芯片;巖手縣基地是2012年從富士通收購的8 英寸生產(chǎn)廠。由于電裝生產(chǎn)的芯片主要是內(nèi)部消耗，無法獲其芯片收入，但預(yù)估在20億美元上下。
2017年8月，電裝成立了一家半導(dǎo)體IP設(shè)計公司NSITEXE，NSITEXE將研發(fā)新一代的處理器芯片，該處理器芯片能夠快速而高效地對傳感器及外部通信設(shè)備所采集到的海量數(shù)據(jù)加以分析，進而確定最優(yōu)的車輛操控方案。
說完電裝，下面再說說豐田汽車(Toyota Motors)。
有人要問了，豐田不就是一個做汽車的嗎，怎ô也做芯片呢?
事實上，豐田制造芯片的歷史可以追溯到30年前。自1989年以來，豐田一直在愛知縣的廣瀨(Hirose)工廠生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片。據(jù)悉，豐田的芯片制造技術(shù)是東芝授權(quán)的，1987年豐田和東芝簽署的技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議。
從1980年代起，豐田旗下的豐田中央研究所(CRDL)就開始和電裝共同推進SiC的研究，豐田總公司從2007年開始也參與到開發(fā)中。
1997年豐田中央研究所開始為混合動力汽車研發(fā)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和二極管;
2013年，豐田在廣瀨工廠設(shè)置了SiC功率半導(dǎo)體專用開發(fā)生產(chǎn)線，2014年豐田開發(fā)出可以縮小芯片面積的溝道型SiC功率晶體管，低成本化值得期待，計劃到2020年生產(chǎn)SiC逆變器。
剛剛提到了SiC器件，事實上日本半導(dǎo)體供應(yīng)商在SiC等新材料的開發(fā)取得了很大成功。
羅姆(ROHM)一直在推動碳化硅電力器件的產(chǎn)業(yè)化，并與用戶以及大學(xué)等機構(gòu)一起展開合作，不斷積累技術(shù)經(jīng)驗。羅姆在3英寸、4英寸和6英寸晶圓上制造SiC功率器件。2009年，羅姆收購了德國SiC晶圓制造商SiCrystal，確立了垂直統(tǒng)合生產(chǎn)體制，公司成為全球Ψ一一家可以實現(xiàn)一條龍生產(chǎn)的SiC廠商;2013年開始獲得穩(wěn)定的6英寸晶圓供應(yīng);2016年收購了瑞薩電子λ于滋賀縣(Shiga)的8英寸工廠(200mm生產(chǎn)線)，以生產(chǎn)SiC電源和其他分立器件。
2010年4月，羅姆率先在日本開始了SiC二極管的量產(chǎn);2012年12月，確立了世界首個SiC晶體管的量產(chǎn)體制;2012年3月，在全世界率先開始了全SiC功率模塊的量產(chǎn)。目前，羅姆已實現(xiàn)第三代SiC MOSFET和SiC SBD產(chǎn)品的量產(chǎn)。
在2017財年(2017年4月開始)到2025財年(2026年3月止)，羅姆將在日本與海外廣泛投資SiC功率半導(dǎo)體相關(guān)生產(chǎn)線，累積投資金額將達600億日圓，一方面公司在擴大產(chǎn)能，還要與其他合作廠商共同增產(chǎn)，讓SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)能提高16倍。
富士電機(Fuji Electric)是功率晶體管模塊和分立電源的供應(yīng)商，其車用器件占公司總營收的30%以上。近來來，公司積極推進SiC功率器件的應(yīng)用。2013年，在松本(Matsumoto)工廠新建了一條SiC生產(chǎn)線，包括晶圓制造和封裝。富士電機目前正在采用最新6英寸晶圓生產(chǎn)高性能SiC器件。
住友電工(Sumitomo Electric)也在推動SiC功率元件業(yè)務(wù)。住友電工利用國家先進工業(yè)技術(shù)研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology，AIST)λ于茨城縣筑波市的TPEC(Tsukuba Power-Electronics Constellations)6英寸SiC晶圓試驗線確立的量產(chǎn)制造技術(shù)開展業(yè)務(wù)。住友電工之前試制的SiC MOSFE器件的特點是在柵極部分挖V字型溝道，溝道側(cè)面與元件表面斜交，而普通溝道型MOSFET的溝道側(cè)面與元件表面相垂直。住友電工表示，挖V字型溝道，可以形成缺陷少的氧化膜界面，能夠?qū)崿F(xiàn)低導(dǎo)通電阻。
東芝(Toshiba)大力發(fā)展功率半導(dǎo)體，將以面向車載和工業(yè)設(shè)備的高耐壓品為中心，擴充產(chǎn)品組合，除硅基IGBT外，大力投資新一代功率半導(dǎo)體SiC和GaN的生產(chǎn)線，全面啟動量產(chǎn)，真可ν是Si、SiC、GaN一個不落。
東芝在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，蝕刻深溝的深溝槽MOSFET(DTMOS)技術(shù)是其優(yōu)勢所在。在面向鐵·、汽車和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域擁有強烈需求的1200V以上高耐壓市場，投放Si晶體管和SiC功率半導(dǎo)體。目前4英寸SiC二極管已經(jīng)投產(chǎn)。
日立(Hitachi)加快開發(fā)作為新一代組件備受期待的 SiC器件，使其盡快實現(xiàn)實用化，強化功率半導(dǎo)體組件的競爭力。2018年9月公司宣布采用SiC制造構(gòu)造獨特的功率半導(dǎo)體TED-MOS已完成研發(fā)。TED-MOS結(jié)合傳統(tǒng)DMOS-FET(SiC晶體管)以及具有溝槽鰭結(jié)構(gòu)的MOSFET半導(dǎo)體的優(yōu)點，有助于電動汽車(EV)節(jié)省能源。
飛尼特半導(dǎo)體(Phenitec)持續(xù)與廣島大學(xué)共同研究，建構(gòu)SiC生產(chǎn)制程，成功完成SiC SBD的樣品制作，正在研發(fā)SBD的更高耐壓以及SiC-MOSFET技術(shù)。公司正在岡山縣構(gòu)建4英寸SiC生產(chǎn)線。
當(dāng)然，日本不止上面這些公司涉足汽車芯片，其他汽車廠商如日產(chǎn)(Nissan)，零部件制造商包括日立汽車系統(tǒng)(Hitachi Automotive Systems)、愛信精機(Aishin Seiki)和康奈可(Calsonic Kansei)也在開發(fā)和設(shè)計半導(dǎo)體芯片。
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