车规级芯片分类根据功能划分,车规级芯片主要分为四类:计算及控制芯片、功率芯片、传感器芯片及其他芯片。计算及控制芯片以微控制器和逻辑IC为主,主要用于计算分析及决策;功率芯片主要对电能进行转换,对电路进行控制;传感器芯片主要负责感应汽车运行工况,将非电学量信息转换为电学量输出。
车规级芯片是指相较于消费级、工业级芯片,具有高可靠性、高安全性、高稳定性特点,要求零缺陷且可长期供货(一般10-15年供货周期),并且达到AEC(Automotive Electronics Council,汽车电子委员会)规范要求的车规级芯片。
新能源电机、电池、电控“三电系统”所需车规级芯片为新能源汽车特有需求,其他娱乐、车身系统、信息网联等功能在传统燃油车和新能源汽车均存在需求;智能驾驶功能为近年发展较快的汽车应用,因此相较于过往传统燃油车,新能源“三电系统”和智能驾驶功能对车规芯片需求较大。
2020年起受产需错配、消费电子需求挤占产能等因素影响,车规级芯片产能逐渐紧张,产品平均交货周期由6-9周拉长至26周左右;2023年车规级芯片供应逐渐有所恢复,且2023年下半年存在车规级芯片库存偏高、客户对芯片采购订单下单收紧情形;但在需求结构上,高端MCU、IGBT依然处于供不应求情形。
车规级芯片占全球半导体市场总销售额比例在10%左右,由于车规级新增产能较少,而车规级芯片具有认证周期较长的特点,新建产能无法快速释放,同时叠加汽车智能化超预期、消费电子需求加大等多方面影响,导致2020年起车规级芯片供不应求,截至2023年末随新建产能陆续投入,车规级芯片供应得到明显缓解
• 2020年以前,汽车市场低迷,新能源汽车渗透速度较慢,汽车整车厂和Tier1供应商对车规级芯片需求预期较低,2019年芯片正常交货期平均为6-9周• 2020年以来车规级芯片持续短缺,2021年平均交期达到15周,2022年平均交期达到26周,其中MCU缺货最为严重,交期被拉长至24~30周;缺芯问题爆发后,整车企业大量囤货,将安全库存线提升到3-6个月,由此导致长鞭效应下过量下单,进一步抬高了需求
• 2023年随新建产能持续投入,平均周期有所缩短,产能紧张得到缓解;根据财新报道,中芯国际联合首席执行官赵海军在2023年三季度财报电话会上称车规级芯片库存开始偏高,引起主要客户对市场修正的警觉,下单收紧;在2023年11月1日举行的全球新能源与智能汽车供应链创新大会上,清华大学计算机科学与技术系教授李兆麟指出,由于全球芯片供应大厂扩产,汽车“缺芯”情况已得到大幅缓解,但MCU、IGBT尚不充裕。
国内车规级芯片中,MCU、CIS、显示驱动IC、MEMS传感器等主要选用成熟制程(28nm以上),与消费电子等产品选用的工艺制程重叠度较高;AI芯片、SoC、GPU主要选用先进制程。