华兴万邦报告:面对拐点从“芯”出发,推动汽车业与芯片业协同创新发展

发布时间:2019年01月31日 12:01    发布者:eechina
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中国汽车借协同创新实现产业向上的技术经济学思考

中国品牌汽车在2018年中面临的市场压力,正是有志之士加大汽车电子化的动力,更是汽车生态与半导体生态加快融合的牵引力。

日前,中国汽车工业协会公布了2018年全国汽车工业经济运行数据,并从数据中分析了相关产业发展趋势。据该协会统计和分析,2018年中国汽车工业总体运行平稳,但产销量低于年初预期,全年汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆,连续十年蝉联全球第一。汽车工业作为我国制造业的中流砥柱,不仅影响着我国和相关地区的整体经济和制造业发展,而且智能化、5G、车联网和新能源化等新兴技术的快速发展,致使汽车工业的相关动向对电子和芯片行业的影响巨大。

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2018年和2017年全国汽车产量月度对比图(图片来源:中国汽车工业协会)

据此,专业技术经济学研究机构北京华兴万邦管理咨询有限公司认为:我国汽车市场出现的产销量增长速度放缓甚至停滞,以及中国品牌乘用车的市场份额下降,代表着国内汽车市场与工业的拐点来临;要应对从高速度向高质量的发展模式转变,中国汽车厂商应借助国家推动半导体行业本地化发展的东风,与芯片行业加快产业生态融合及协同创新,通过扩展思路布局整车构成中基于电子系统和芯片的新功能,同时通过引入服务型制造等新兴商业模式实现用户体验和服务质量的提升,突破技术经济学难题实现向上发展。

行业拐点初现,产业向上是唯一机遇

据中国汽车工业协会行业信息部统计分析,2018年中国汽车工业发展呈现出七个重要的特征。一是汽车产销增速低于预期。2018年的汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆,产销量比上年同期分别下降4.2%和2.8%。二是乘用车产销低于行业总体。2018年乘用车产销分别完成2352.9万辆和2371万辆,比上年同期分别下降5.2%和4.1%,占汽车产销比重分别达到84.6%和84.4%,分别低于上年0.9和1.2个百分点。

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2018年和2017年全国汽车销量月度对比图(图片来源:中国汽车工业协会)

三是商用车产销同比增长但增速回落。2018年商用车产销分别达到428万辆和437.1万辆,比上年同期分别增长1.7%和5.1%,增速分别回落12.1个百分点和8.9个百分点。四是新能源汽车同比高速增长。2018年新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆,比上年同期分别增长59.9%和61.7%;其中纯电动汽车产销分别完成98.6万辆和98.4万辆,比上年同期分别增长47.9%和50.8%。

五是中国品牌乘用车市场份额同比下降。2018年中国品牌乘用车共销售998万辆,同比下降8%,占乘用车销售总量的42.1%,比上年同期下降1.8个百分点;其中,中国品牌轿车销售239.9万辆,同比增长1.9%,占轿车销售总量的20.8%,比上年同期提升0.9个百分点;中国品牌SUV销售580万辆,同比下降6.7%,占SUV销售总量的58%,比上年同期下降2.6个百分点;中国品牌MPV销售132.8万辆,同比下降23.1%,占MPV销售总量的76.6%,比上年同期下降6.9个百分点。

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2018年中国品牌汽车分车型前十家生产企业销量排名(资料来源:中国汽车工业协会)

六是前十大企业集团市场份额同比下降。2018年,汽车销量排名前十位的企业集团销量合计为2503.6万辆,比上年同期下降2.1%,但降幅低于行业;占汽车销售总量的89.2%,比上年同期提高0.6个百分点。七是汽车出口同比实现了较快增长。2018年汽车出口量为104.1万辆,比上年同期增长16.8%,继续呈现较快增长态势,但增速比上年有所放缓;除四季度外,汽车月度出口量均高于上年。

“中国汽车工业协会的统计分析告诉我们,在经历了近几年的快速发展之后,尽管目前我国汽车市场仍处于具有较大增长空间的普及期,但中国汽车品牌的品类红利和价格优势开始面临着越来越大的挑战。”北京华兴万邦 管理咨询有限公司特约首席分析师刘朝晖表示。“中国品牌汽车企业要保持国内市场既有的半壁江山并实现向上突破和走向全球,就需要更多的颠覆性技术创新和商业模式创新,更需要超前的产业生态创新,从而实现从追随者到行业领袖的梦想。”

造车,还是造智能化服务平台?

中国汽车技术研究中心近期也发布了该机构对相关自主车企新车型计划的研究分析报告,该机构认为在车市告别20年高速增长之后,中国品牌汽车开始深耕细分市场,主要厂商的新车规划尽显其产业向上的决心。针对当前中国品牌汽车向上的趋势,华兴万 邦认为汽车作为万物互联时代的一种产品,在新一代电子信息技术的推动下,一家车企除了可以把汽车做得更大,还可以通过智能化、服务化提升品牌价值,以及通过产业生态的创新,在诸多领域中与不同的合作伙伴携手,实现跨越式的大发展。

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部分自主车企的2019新车规划尽显向上决心(图片来源:中国汽车工业信息网)

为此,华兴万 邦建议业界关注四个重要的趋势:首先,以综合用户体验为中心重新定义核心产品价值和商业模式,从造车转向创造平台或是产业向上的新路;其次,拥有自主知识产权的国产芯片企业快速崛起,支撑了中国汽车产业链扩展产业生态的探索;第三,产业向上离不开产业生态向前扩展,汽车行业关注点要前移,甚至到半导体知识产权(IP)领域;第四,高质量发展离不开更高的质量品牌,要在全球范围内寻找创新技术突破可靠性与安全性难题。以下是对这四大趋势的分析:

趋势一、以综合用户体验为中心重新定义核心产品价值和商业模式,从造车到造智能服务平台或是产业向上的新路

汽车业发展百年,目前正面临全新的发展机遇与挑战,未来汽车业的变革就在不远的地方,没有人能够漠视和逃避这一次变革。华 兴万邦认为,在中国推动这次变革的因素有三个:

首先,市场规模的停滞增长,意味着增长动力和利润来源不再是消费者不断增长的需求,车企的发展需要转向更多技术和商业模式创新,重新梳理产业生态成为必然;

其次,不管车联网、自动驾驶、新能源化等技术变革何时变为现实,但是它们最终将是重新分配整个行业利润总额的手段,也是行业新进入者的锐利武器;

第三,消费者价值将代替整车价格竞争,综合用户体验将贯穿汽车产品的整个生命周期,而每一次便捷愉悦的体验就是一次获取利润的机会,这将促使车企迈向有利于延伸和提升价值链的服务型制造。

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近年来无论是拉斯维加斯消费电子展(CES)还是巴塞罗那移动通信展(MWC),智能网联汽车都是最热的话题之一(图片由华 兴万邦提供)

这种变革将影响车企的未来,或者说车企不去主动改变,随着很多诸如华为、百度等车联网方案+运营服务提供商的积极进入和参与,后来者将推动着车企被动地作出改变。就像自动驾驶领域领头羊Waymo向捷豹订购2万台纯电动SUV,向菲亚特-克莱斯勒订购6.2万台混动MPV,导致福特这样的老牌车企坐立难安,决定重砸40亿美金成立自己的自动驾驶子公司。

不知道未来是机构客户越来越多地取代个人消费者,以更强的议价能力批量购买新车削减毛利,还是机构客户对车辆的定制带来更高的毛利;甚至是谁买下谁,谁来主导未来的变革,但是不去主动变革的结果肯定是被别人变革。仍以Waymo为例,其2016年从谷歌分拆独立,到2018年8月大摩给出1750亿美元的估值,甚至大众有意出资137亿美元收购10%的Waymo股份还被拒,这就是变革带来力量。

在汽车整个产品生命周期中,用户体验可以创造的利润甚至可能高于新车销售利润。以当前业内积极讨论“无感”应用为例,有关部门和商业机构积极探索的“无感通行”和“无感加油”等消费者便捷应用背后潜藏着巨大的资金池金融价值和增值服务价值。在整个汽车和出行产业链中谁介入更早,谁就可以打造出又一家蚂蚁金服;而后参与的车厂可能只能被动地参与,应市场需求升级到高精度定位车机,结果是只能增加成本减少既有利润。

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通过创新的非接触连接器技术实现车内无感数据传输同时可减少接口数量(图片由Keyssa公司提供)

“我们长期关注并积极参与全球芯片行业和中国服务型制造领域的相关行业活动,并高度关注汽车和交通出行产业等半导体应用领域,因此从2018年中国汽车工业和市场统计数据中感受到强烈的信号。”华兴万邦特约首席分析师刘朝晖表示:“市场拐点的出现最终将引发产业变革,而汽车作为新一代智能终端的趋势也已确立,芯片行业也要积极创新来参与和支持汽车业的变革,并为双方带来空前的机会。”

全球芯片产业与汽车行业为应对这次变革进行的协同创新将产生广泛而深远的影响,除了那些做ADAS和车联网等数字处理与通信芯片的企业在推动这场变革,许多芯片公司正在围绕汽车产业未来若干关键技术开展创新。以电动车(EV)和混合动力车(HEV)为例,其关键创新点是电池续航能力,而今天在电池储能技术没有重大进展时,如何更好地对电池进行管理影响着整个产业格局。先进的电池管理将带来更长的续航里程和更短的充电时间,领先的芯片、软件和解决方案供应商Silicon Labs则通过提供数字隔离技术支持了先进电池管理功能。

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先进的数字隔离技术有助于提高EV/HEV电池续航能力(图片由Silicon Labs公司提供)

“由制造业驱动的中国经济正在扩大建设EV / HEV基础设施。Silicon Labs是用于EV / HEV电池管理的数字隔离技术的领先供应商,并将受益于该市场的增长。” Silicon Labs企业市场营销总监Deirdre Walsh表示。“中国规划引领自动驾驶潮流,并准备在本国和全球范围内提供颠覆性的技术创新。自动驾驶汽车将基于EV / HEV动力传动系统,而Silicon Labs的数字隔离业务也将从由此带来的市场增长中再次受益。”

趋势二、拥有自主知识产权的国产芯片企业快速崛起,支撑了中国汽车产业扩展产业生态的探索

中国汽车产业的这场变革,最终结果是汽车制造业与电子信息产业两大产业生态的高度融合,这是因为随着整车中电子部品/系统数量、品种与价值的增加,以及整车厂对最终消费者需求反应速度越来越快,由车厂、tier-1车机厂和芯片企业为主形成的硬件产业链需要更多的融合交流,尤其是车厂创新的功能需要引入芯片企业联合进行用户价值梳理和产品定义,从而通过推动跨越式创新而摆脱追随者的地位。

“芯片行业是一个全球化的行业,全球芯片巨头往往在传统汽车电子应用和车联网及智能化等新兴科技领域具有制定标准、先进技术和车规产品完善等优势。”北京华 兴万邦管理咨询有限公司高级分析师陈皓表示。“汽车市场对于芯片行业是一个既有量、又有较好毛利的高价值市场,是中外芯片企业都高度重视的市场,而芯片行业也是举国上下重点推动的行业,因此我们希望汽车行业未来的这一轮创新能够带动国内芯片行业的发展。”

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面对汽车智能化应用,国内芯片企业也不断取得突破,通过了包括难度极高的AEC-Q100 Grade 2等级认证

面对全球领先芯片企业的竞争优势,国内许多芯片企业也开始崭露头角,力争在汽车市场中创出一番天地。同时,国内芯片企业更完善的在地支持,以及各级政府为推动行业发展而推出的各种支持政策等因素,也将成为国内芯片企业加速进入汽车电子市场的推动力。近年来,国内芯片企业在相关领域内也成功推出了许多新产品,如深圳市森国科科技股份有限公司历时三年推出的一颗集成度非常高的ADAS芯片,现在已经正式出货用于汽车先进辅助驾驶,它可基于视觉做各种安全预警和提示。

领先的卫星定位导航技术及芯片和解决方案提供商泰斗微电子科技有限公司(TechtoTop Microelectronics Technology Co. Ltd.)不久前宣布:该公司的卫星定位导航射频基带一体化芯片TD1030-Q3003AB通过了AEC-Q100 Grade2认证,不仅成为国内第一家通过该认证的卫星定位导航射频基带一体化芯片厂商,而且TD1030-Q3003AB也获得了同类芯片最高等级的车规认证,其-40℃~+105℃的工作温度范围可支持汽车厂商、Tier-1供货商及智能化应用方案商开发可靠性更高的车载导航系统。

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泰斗微电子卫星定位导航射频基带SoC芯片TD1030-Q3003AB的AEC-Q100 Grade2证书

TD1030-Q3003AB芯片是泰斗微电子自主知识产权研发的一款高性能多模卫星定位导航射频基带一体化芯片。该芯片集成了射频前端、数字基带处理、电源管理器、32位的RISC CPU以及各种外设通信功能,支持多种卫星导航系统,包括BDS/GPS/GLONASS/QZSS以及卫星增强系统SBAS。TD1030-Q3003AB采用40nm工艺,尺寸仅为5mm x 5mm;定位精度为3米,速度精度达0.1m/s,同时,通过进一步的方案级设计可实现亚米级精度。

趋势三、产业向上离不开产业生态向前扩展,汽车行业关注点要前移到技术之源,甚至到半导体知识产权(IP)领域

面对我国汽车市场的全新发展动向,多家中国汽车制造企业已经在2019新车发布计划和未来研发计划中确立了向上突破的发展之道。产业向上离不开产业生态的扩展,尤其是向产业链上游前端的扩展,车厂在定义新的电气/电子功能时的关注点要前移到作为创新根源的芯片技术,甚至是作为芯片行业技术之源的半导体知识产权(IP)领域。这其中的原因是电子通信系统在产业向上的实践中越来越重要,选择什么样的技术路线决定了整车的价值。

以正在重塑世界运作方式、为商业和工业系统创造出无数机遇的人工智能(AI)为例,AI应用覆盖了不同的市场,在汽车行业也影响着诸如驾驶员辅助和无人自主驾驶等功能的开发及实际应用。说到AI功能和应用,可通过通用处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)等技术来实现,那么,一家车厂、其tier-1设备供应商及其上游的芯片供应商在推进智能化时到底采用什么技术路线呢?在实际应用中是需要更强大的实时处理能力,还是可编程性,抑或是神经网络加速能力呢?这都是车厂在开发智能化产品时不可避免的问题。

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智能化芯片的几种主流核心技术(图片由Achronix公司提供)

而反过来汽车智能化和车联网的发展,也为国内芯片行业提供了巨大的创新机会,并且也在影响着芯片行业的格局。FPGA是芯片领域内一个重要的产品门类,被广泛应用于包括通信和汽车等在内的各类电子系统中。但是过去高性能、高容量FPGA产品长期被全球少数几家厂商垄断,是国内芯片厂商亟待突破的领域之一,但到目前为止国内芯片企业很难在主流市场上与那些领先厂商直接抗衡。

不过随着Achronix等公司推出可以嵌入到一款系统级芯片(SoC)或者专用集成电路(ASIC)中的嵌入式FPGA半导体知识产权产品(eFPGA IP),行业格局可能会发生巨大的变化。国内无论做ADAS或者车联网的车厂或者芯片企业,可以根据车厂的技术路线,选择eFPGA IP来与相关的处理器及外围电路结合,开发更能直接、高效地满足车厂需求和未来演进的SoC或者ASIC,实现中国车厂及国内芯片企业双赢。

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Achronix的Speedcore eFPGA技术为车厂和芯片企业提供高性能和可编程灵活性

对于像Achronix这样的同时提供独立的高性能、高容量FPGA芯片及eFPGA IP的企业,可以帮助车厂、车机厂/方案商及芯片公司大大缩短相关电子信息系统的研发周期。在开发车厂专有的SoC或ASIC的同时,可以使用Achronix的FPGA芯片进行相关系统的开发,等专有芯片开发出来后,可以将该系统设计方便地移植到专有的芯片之上,从而极大地简化了整体开发流程。

当然,这种协同创新机会还可以在很多芯片及汽车应用领域内展开。不久前,全球第二大IP企业Imagination Technologies宣布推出PowerVR Automotive完整产品套装,用以促进汽车半导体行业的增长和加速。PowerVR Automotive结合了硬件知识产权(IP)、软件、工具、文档和长期支持五大基本要素,随着汽车行业迈向全自动驾驶,其可支持市场中的现有客户和新进入者以满足行业的安全标准和性能要求。

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Imagination在2019年消费电子展(CES 2019)上展示的汽车IP套装包,该公司也是全球全数字仪表盘底层技术领先供应商

Imagination推出的汽车套装包包括新推出的PowerVR Series8XT-A GPU内核,以对其在信息娱乐系统、数字驾驶舱和先进驾驶辅助系统(ADAS)中广泛使用的现有IP进行补充。PowerVR Series8XT-A增强了恢复和可靠性功能,使系统级芯片(SoC)设计人员能够更轻松地为其针对数字人机界面(HMI)和自动驾驶汽车(AV)的SoC获得汽车安全认证。

趋势四、高质量发展离不开更高的产品质量,要在全球范围内寻找创新技术,从底层开始突破可靠性与安全性难题

正如中国汽车工业协会在分析中指出的那样,推动行业高质量发展是中国汽车工业当前和未来发展的重要途径。尤其是在市场整体需求出现放缓甚至停滞的情况下,品牌及质量竞争会变得更加激烈;加上随着国内人工成本的不断提升,服务成本的增加会放大任何质量问题和错误的代价。因此,除了要继续提升传统机械和电气方面的质量和可靠性以外,越来越多的电子部品和子系统的可靠性及安全性成为车厂一个重要的课题。

要提升越来越多、越来越复杂的电子系统的可靠性与安全性,一方面要坚持芯片、模组和车机的各种车规合规认证,如针对器件和设备可靠性的AEC-Q100和ISO16949标准,以及面向自动驾驶等新兴技术强调功能安全性的ISO26262、强调网络安全的J3061,以及其他如IEC 61508、EN50126 / 8/9和CE 402/2013等全球性标准。另一方面,在实际应用中,可靠性与安全性还不只是来自于相关标准的贯彻,同样重要的是采用相应的技术手段或者创新来实现质量与安全性的提升。

对于中国车厂,不仅需要去有规划地尝试采用全新的电子信息技术来推动产品向上,而且也要大胆采用最新芯片技术来提升汽车电子系统的可靠性与安全性,为全新的技术和解决方案保驾护航。

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英国新创企业UltraSoC在2018年中国集成电路设计年会上推出了其UltraSoC Lockstep Monitor锁步监测器,可帮助汽车芯片和系统实现ISO26262等标准合规

总部位于英国剑桥的UltraSoC公司可以提供嵌入式芯片内部追踪和分析技术,其IP产品通过监测芯片内部各种处理器的行为,在一旦发生异常时或者芯片遭到攻击时就发出报警,可在包括芯片研发和实际应用的芯片全生命周期中确保安全性和可靠性。在汽车应用中,UltraSoC和ResilTech宣布了一项合作计划,双方将结合其专业知识和技术来进一步提高汽车系统的功能安全合规性,尤其是符合ISO26262标准。

在2018年底于珠海举办的中国集成电路设计年会上,UltraSoC推出了其UltraSoC Lockstep Monitor锁步监测器,这是一种基于硬件的可扩展解决方案,它通过检查关键系统核心单元的处理器内核是否在可靠、安全、无隐患地运行,显著地提高了其功能安全性。UltraSoC灵活的IP支持所有常见的锁步/冗余架构,包括双冗余锁步、分离/锁定、主系统/核查器,以及利用任意数量内核或子系统投票等全部模式。而许多安全标准都要求锁步操作,例如汽车领域的ISO26262、以及IEC 61508、EN50126 / 8/9和CE 402/2013。

当然,高质量与高可靠性来源于对细节的关注,如新型汽车中的USB等各种暴露给外部的接口就是高风险的地方;同时,对于许多汽车电子应用,有些可靠性与安全性技术还是需要时间沉淀,因而车厂需要与半导体行业中那些历史最悠久的公司合作。例如Semtech公司,尽管该公司近年来以其低功耗远距离LoRa技术在物联网中的广泛应用而声名鹊起,但该公司是一家在超过60年的时间里一直坚持研发各种电路保护技术的企业,在全球汽车行业中有着广泛的应用和卓著的名声。

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Semtech这类长期领先公司伴随国际汽车工业一起发展,其电路保护技术可全方位提升汽车的可靠性和安全性

作为一家过去几十年与国际汽车行业一路走来的公司,Semtech的汽车产品应用也给我们提供了现今和未来汽车设计中必须考虑的高风险环节参考建议。Semtech符合AEC认证的汽车级TVS、电源管理及智能控制芯片被用于信息娱乐系统,刹车辅助,侧面及后备摄像头,无线充电LED照明,以及温度传感、导航、电话和音乐控制等仪表盘电子产品。中国的车厂和车机厂同样也可以在这些环节中采用高度集成的、符合AEC认证的产品,在提供时尚设计的前提下去提供卓越的质量性能。

总结与展望

通过以上分析,华兴万邦认为当前我国汽车市场正在告别产销量高速增长的发展模式,行业发展拐点已经清晰可见。中国车厂必须通过技术创新、生态扩展、产品升级和更高的质量品牌来提升毛利和吸引客户;同时还需要转换思维把造车变成创造智能化、服务化平台,借助现代信息技术和服务型制造理念,将盈利模式从传统的获取一次性制造销售利润转换到分享整个汽车生命周期的累计利润。要实现这些目标,汽车行业的市场营销、产品定义和研究开发工作必须实现关注点前移,要与包括中国芯片企业在内的全球半导体行业做更多交流与合作。

“要应对市场变迁带来的行业变革,就要用新视野和新思维去融合创新,借助新技术和新的商业模式走服务型制造的发展道路。”北京华兴万邦管理咨询有限公司高级分析师陈皓总结到。“芯片行业是全球最具创新力的行业,成功地支持全球个人电脑、互联网、移动互联网和物联网的兴起和繁荣,相信在汽车的智能网联化发展进程中将继续扮演非常重要的角色。同时,芯片行业也是我国政府高度重视的行业,中国汽车与芯片行业的融合发展是一项值得去推动的事业,具有利国利民的战略意义。”

本文由北京华兴万邦管理咨询有限公司撰写发布,作者为公司特约首席分析师刘朝晖、高级分析师陈皓、高级分析师胡霞。转载需说明撰写单位及作者,谢谢!

欢迎关注华兴万邦技术经济学微信公众号,并与我们互动。华兴万邦管理咨询曾经发表多项研究报告,包括提前半年以上预测到苹果公司需要更高毛利而将推新的iPhone产品线,以及相关行业及大型展会研究等。

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