汽車電子——拉動半導體市場飛速增長的新星
前不久,全球排名頭兩位的汽車半導體芯片巨頭飛思卡爾和意法半導體(ST)在北京聯合宣布,決定共同組建汽車電子控制系統的CPU開發部門,且共享知識產權,以拼搶全球汽車半導體市場。雙方的聯合開發部門總部將設在德國慕尼黑,主要開發內容包括汽車電子控制系統的微處理器、半導體晶體管、汽車導航系統等領域。
業內人士認為,意法半導體大力發展汽車半導體的原因之一,是通過生產車載半導體,能夠得到質量(可靠性及耐高溫特性等)更可靠的技術。汽車廠商對質量的要求遠高于其他領域。通過確立汽車半導體的量產技術,也能提高其他產品的質量。另一原因是汽車業務非常穩定。汽車半導體盡管對價格和質量要求非常嚴格,但產品一旦被采用,就有長期訂貨的需求。在產品陣容中加入此類產品將有利于穩定業績。
作為今后的高增長領域,汽車半導體已經成為意法半導體公司為關注的市場。事實上,汽車半導體在該公司銷售額中所占的比例已達14%,大大高于其在整個半導體產業中5%的平均水平。這是一個強烈的信號,表明至少未來10年里汽車業將成為全球半導體市場的新動力,而汽車半導體這塊大蛋糕也將成為商家獲取盈利的新亮點。
汽車半導體技術作為支撐現代汽車工程的技術基礎之一,在汽車性能、環保、能源、安全等問題的解決中占有不可替代的重要地位。據美國克里夫蘭市場咨詢公司近的調查報告,2005年全球汽車半導體市場規模達165億美元,比2004年增長7.3%,預計2012年汽車半導體年收入將達260億美元。
汽車電子產品在汽車上的應用比例越來越大,電子產品逐漸成為汽車的重要組件。同時半導體解決方案替代機械組件的趨勢日趨明顯,特別是半導體器件在汽車電子產品中的廣泛應用,使汽車具有了交通、娛樂和通信等多種功能。而對汽車的可靠性、安全性以及廢氣排放控制等方面越來越嚴格的要求,也將推動汽車半導體行業的發展。
汽車半導體器件的應用主要集中在汽車動力傳動系統、底盤電子控制系統、車身電子控制系統、信息通信系統等4大領域。這4大系統對汽車半導體器件的市場需求額占汽車半導體總體需求的86.4%。
豐田汽車已經制訂了在2020年把日本國內汽車事故減少一半的目標,并將為此采取逐步把汽車設計成“電子繭”的方針,即利用數百個傳感器把車輛包圍起來,根據來自這些傳感器的信息,利用激勵器對剎車和方向盤進行電控。由此,各種傳感器、可快速處理來自傳感器大量信息的處理器和驅動激勵器的高耐壓大規模集成電路,都將迅速增長。
IT廠商爭相進軍汽車電子
越來越多的IT廠商正把汽車可靠性與其生產的元器件的品牌價值聯系起來。夏普公司表示,除了經營公司的主打產品顯示器之外,已進軍車載導體元件市場。它將開發動態范圍高達140dB的CMOS傳感器,力爭于2007年進行批量生產。該傳感器主要用于給汽車駕駛提供支援,擴充和改善司機的視野,即便在公路隧道出口受到陽光照射時,也能夠顯示色調清晰的圖像。夏普公司表示,有的汽車廠商已經開始探討通過該產品提高汽車安全的可能性。由于每輛汽車有可能配備6個CMOS傳感器,該公司希望其發展成規模超過數碼相機和手機的大市場。夏普公司計劃,2006年力爭奪取該市場1/3的份額。
夏普進軍車載導體元件市場并非只是因為市場規模巨大。他們認為,如果夏普的產品能被質量要求極為嚴格的汽車廠商采用,將會證明包括傳感器在內的產品質量非常之高。目前,夏普正在推進通過奪取車載導體元件市場來提高公司品牌價值的戰略。
松下電器產業目前正在加緊進行SiC(碳化硅)元件的研究。該項目主要面向汽車領域開發新的半導體技術。業界預計,汽車在兩個方面有望推動SiC技術的低成本化趨勢。一是汽車需要能在120℃以上的高溫下正常工作的半導體元件,這種元件今后極有可能不斷增加。在高溫條件下,硅元件需要散熱裝置,而SiC元件不需要散熱也可正常使用。從成本上看,SiC的實用門坎會明顯降低;而在數百A~1kA之間的大電流驅動方面,對于電動汽車、燃料電池汽車和油電混合動力汽車等電力驅動電路來說,SiC比硅更合適。
此外,已經擁有30多年的車載導體元件開發歷史的日本電氣公司NEC,不僅正在開發車載導體元件,還在開發PC和數碼家電半導體元件。
整車廠商也想分一杯羹
業界認為,越來越多的車商將進入半導體領域。
近幾年本田汽車公司正在招聘人員的半導體專業包括“薄膜太陽能電池開發”、“發電元件組件開發”、“圖像傳感器開發”、“電極材料開發”、“逆變器·轉換器制造技術”等豐田公司發布的招聘廣告,也涉及“圖像識別技術”和“動力電子核心元件及半導體開發”等專業領域,其中13個職位中有6個與半導體元器件技術有關。
豐田公司兩年前已經提出自產核心元件的口號,目前已經擁有以開發和試制為主的半導體量產工廠,其2005年的量產規模以125毫米芯片換算相當于每月20萬片。該工廠主要進行激勵器和馬達驅動LSI的試制,1997年以后開始量產油電混合車“PRIUS”的馬達驅動IGBT(絕緣柵雙極晶體管)等元件。只要利用這些經驗擴大品種和規格,就不難實現正式量產。
寄予厚望的中國市場
克里夫蘭市場咨詢公司的調查報告指出,中國汽車內需市場的提高及汽車電子零件生產能力日漸提升,將帶動汽車產業周邊的電子零件市場活躍起來。未來5年中國與汽車相關的半導體市場將平均以26.5%的增幅發展,到2012年中國的汽車芯片市場預計將占全球的12%。
中國的汽車產業具有巨大的潛在市場優勢,如在勞動力成本、工程技術人員數量以及生產潛力等方面有著發達國家無法匹敵的優勢。隨著全球化進程的加快,中國必將成為全球整車和零部件生產基地。近年來中國汽車產銷量的持續增長,為國內汽車電子類半導體器件廠商的發展帶來了機遇。