國內(nèi)汽車半導(dǎo)體企業(yè)缺失的原因分析

(一)汽車半導(dǎo)體的可靠性、零缺陷要求，造成技術(shù)門檻高

　　與一般消費(fèi)用半導(dǎo)體的最大區(qū)別是，汽車半導(dǎo)體需要在極苛刻的環(huán)境下運(yùn)行。例如可能要工作在-30℃的環(huán)境中，同時還要考慮振動、潮濕、灰塵、油污等其他因素，這就要求汽車半導(dǎo)體要有很高的可靠性和穩(wěn)定性。具體而言，一是寬溫度范圍，一般汽車電子芯片的溫度范圍在-40℃～120℃，很多汽車電子芯片的溫度范圍都在-40℃～150℃之間;二是100%零缺陷，汽車電子廠商通常要求元器件生產(chǎn)商提供100%無缺陷的產(chǎn)品。而目前，中國廠商最缺乏的是整套完善的測試方法和測試系統(tǒng);三是安全、可靠和穩(wěn)定供貨。汽車不同于一般電子消費(fèi)品的迅速更新?lián)Q代，汽車壽命一般可達(dá)10 年以上，汽車電子產(chǎn)品要求在10～15年內(nèi)，保證安全可靠運(yùn)行和穩(wěn)定供貨，并且汽車電子解決方案供應(yīng)商要能夠提供長期的技術(shù)支持。英飛凌有一款16位的MCU產(chǎn)品C167，從1985年問世，至今還在生產(chǎn)，穩(wěn)定供貨。汽車電子產(chǎn)品與工業(yè)應(yīng)用的區(qū)別還在于，前者稍有改動都要層層通知用戶，經(jīng)允許后才能做修改。四是認(rèn)證嚴(yán)格，過程漫長 。五是特殊的制造工藝。

　　客戶對汽車、工業(yè)應(yīng)用及消費(fèi)性電子應(yīng)用半導(dǎo)體產(chǎn)品要求的差異性，參見表1。

　　表1：汽車、工業(yè)應(yīng)用及消費(fèi)類應(yīng)用半導(dǎo)體產(chǎn)品的要求

　　汽車半導(dǎo)體在汽車不同的環(huán)境下，所需承受的溫度也有所不同。車室內(nèi)的要求較低，-40℃ ~85℃;引擎蓋下的則在-40℃ ~125℃;引擎上的則在-40 ~150℃。耐震、及發(fā)動后行車過程中的震動承受度也有相當(dāng)?shù)囊?，而特殊環(huán)境下作業(yè)的車輛則有特殊的要求，參見表 2。

　　表2：汽車使用環(huán)境對半導(dǎo)體產(chǎn)品要求

　 上述因素客觀上對汽車半導(dǎo)體新切入者形成相當(dāng)高的技術(shù)門檻。

(二)汽車半導(dǎo)體的特殊性更適合采取IDM模式企業(yè)

　　由于汽車應(yīng)用講求的是質(zhì)量與安全，半導(dǎo)體產(chǎn)品在設(shè)計、制造、封裝測試等各個環(huán)節(jié)都需符合汽車規(guī)格及獲得車廠認(rèn)證，因此大多數(shù)的汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商為能夠自行掌控設(shè)計、制造與封測的IDM廠商，而且大多數(shù)半導(dǎo)體制造商各自擁有多項屬于自己專有的半導(dǎo)體技術(shù)及制程工藝。

　　汽車半導(dǎo)體的高可靠性，包含設(shè)計可靠性和工藝制備可靠性。在設(shè)計過程中，需要保證芯片在極限溫度、電壓和工藝制造的條件下，芯片仍然能夠完成符合設(shè)計要求的特定功能，在這個階段需要運(yùn)用一系列的高可靠性設(shè)計技術(shù);在工藝制造方面，需要提供專用的汽車電子工藝庫文件(Library Model)。汽車級芯片的封裝同樣有較高的要求，不僅需要面向汽車應(yīng)用系統(tǒng)特定的空間包絡(luò)和散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝設(shè)計，還需要滿足汽車級可靠性的振動、溫度指標(biāo);對于測試和開發(fā)而言，可靠性依然是最重要的技術(shù)之一，測試廠商需要有汽車級芯片的電磁環(huán)境設(shè)備、老化設(shè)備、溫度沖擊設(shè)備等，應(yīng)用開發(fā)過程中還需要考慮到特殊電磁干擾情況下對系統(tǒng)采取的冗余性設(shè)計等因素。目前絕大多數(shù)汽車專用芯片制造廠商，如Infineon、ST、Freescale、Microchip、ATMEL，全部采用自己的工藝線和封裝線完成芯片的工藝制備，以提高芯片的可靠性。

　　目前，前三大汽車半導(dǎo)體廠商Renesas、Infineon、Freescale均采IDM模式。

　　此外，MCU、傳感器等產(chǎn)品，因與動力傳動、底盤控制、安全等應(yīng)用關(guān)聯(lián)度較高，汽車電子廠商基于對可靠性的追求，采購心態(tài)慎重，傾向找特定廠商合作，因此，產(chǎn)業(yè)集中度偏高，前三大廠商市占率可高達(dá)七成以上。

　　表3：汽車半導(dǎo)體的主要類別及主要廠商

　　數(shù)據(jù)來源：MIC，2011年4月

　　備注：模擬和分立半導(dǎo)體及傳感器僅列出主要產(chǎn)品類別

　　但是，仍有Fabless廠商打入汽車半導(dǎo)體市場，包括CSR、OmniVision等，其產(chǎn)品為藍(lán)芽通訊IC及CMOS圖像傳感器，屬車載電子與車身電子次領(lǐng)域。此領(lǐng)域在質(zhì)量與安全的要求上，不像動力傳動、底盤控制、安全等應(yīng)用般嚴(yán)苛。

(三)本土IC產(chǎn)品進(jìn)入汽車前裝市場難

　　從需求層面分析，本土IC產(chǎn)品進(jìn)入汽車前裝市場難的主要原因：

　　一是整車廠合資企業(yè)外方在中國大多沿襲了與跨國汽車電子企業(yè)之間在歷史上已經(jīng)形成的配套關(guān)系。我國市場上的轎車產(chǎn)品主要由合資企業(yè)生產(chǎn)，合資企業(yè)的外方牢牢地控制了汽車電子產(chǎn)品配套的決策權(quán)。從合作模式上看， 一級汽車電子供應(yīng)商傾向與特定半導(dǎo)體廠商建立策略性的合作關(guān)系，由此特定廠商供應(yīng)重要的半導(dǎo)體產(chǎn)品。例如Bosch、Delphi、Denso等歐、美、日汽車電子廠商，分別與本國或本地區(qū)的英飛凌、飛思卡爾及瑞薩等汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商結(jié)成長期穩(wěn)定的供應(yīng)鏈關(guān)系。時至今日，即使整車廠就某些零部件供應(yīng)在全球公開招標(biāo)，通常亦會對投標(biāo)的一級汽車電子供應(yīng)商指定可供選擇的芯片廠商，中標(biāo)廠商只能從中挑選。在這個環(huán)節(jié)，中國個別已打入國外或合資品牌汽車供應(yīng)鏈的本土零部件廠商，由于產(chǎn)品大部分直接供應(yīng)給奧迪、寶馬等高端客戶，這些客戶均指定了芯片制造商，公司只能從中挑選，所以自主選擇的權(quán)利受到了一定限制。

　　二是整車企業(yè)對產(chǎn)品可靠性的追求。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國具有自主品牌整車企業(yè)雖然有配套采購的決策權(quán)，但出于保證整車產(chǎn)品可靠性和規(guī)避市場風(fēng)險方面的考慮，目前關(guān)鍵的汽車電子產(chǎn)品還是優(yōu)先考慮采購世界跨國知名企業(yè)或其在華獨(dú)資、合資企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。

(四)我國IC企業(yè)實力有限，切入汽車半導(dǎo)體的意愿不高

　　首先，盡管中國的汽車產(chǎn)銷量突破1800萬輛，已躍居為全球第一汽車消費(fèi)大國。但相對于手機(jī)、電腦、電視等消費(fèi)類電子產(chǎn)品，中國汽車市場的總?cè)萘亢驮鲩L空間有限，中國企業(yè)過多追求眼前利益，不想將資金投入到汽車半導(dǎo)體的研發(fā)上，而是都集中在研發(fā)投入小，周期短，收效快的消費(fèi)類電子產(chǎn)品上。

　　其次，汽車半導(dǎo)體的研發(fā)周期長，技術(shù)門檻高，且存在一定的風(fēng)險，國際汽車半導(dǎo)體廠商與歐、美、日等各國汽車廠商已經(jīng)形成穩(wěn)固的供應(yīng)鏈體系并占據(jù)著壟斷的地位，而本土的半導(dǎo)體企業(yè)大多是小而散，無法單獨(dú)地走自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的道路，與國際汽車半導(dǎo)體巨頭無法抗衡。

　　此外，客戶一般要求汽車半導(dǎo)體廠商具備超過15年的持續(xù)供貨和技術(shù)支持能力，國內(nèi)IC企業(yè)起步晚，技術(shù)資金實力弱，穩(wěn)健經(jīng)營能力差，能夠持續(xù)經(jīng)營10年以上的企業(yè)已不多見。