在汽车领域,几家顶尖的半导体公司正展现出它们在各自细分市场的强势地位。英飞凌在整个汽车芯片市场以及功率半导体领域中占据领导地位,而恩智浦则在汽车处理器市场上遥遥领先。意法半导体占据着最大的SiC器件和模组市场份额,瑞萨则是汽车MCU(微单元)的佼佼者。这些公司通过多年的技术积累和战略并购,构建了高毛利率的商业模式,使它们得以跑赢2023年下行的半导体周期。
在当前快速变化的汽车行业中,电动汽车的快速普及和碳化硅(SiC)在电动汽车市场中的重要性,对整个SiC价值链的参与者产生了深远影响。正所谓“得碳化硅者得汽车天下”。据麦肯锡的统计分析,目前SiC器件市场价值约为20亿美元,预计到2030年将达到110亿至140亿美元,复合年增长率预计为26%,而且预计70%的SiC需求将来自电动汽车。在这一巨大的市场蛋糕面前,全球汽车芯片巨头包括ST、英飞凌、安森美、罗姆和瑞萨纷纷抢滩布局,展开激烈竞争。
这是迄今为止功率 GaN行业最大的一笔交易,也是英飞凌的一个重大举措。8.3亿美元的收购价格约占英飞凌电力电子产品收入的18%,这也暗指英飞凌对GaN增长潜力的看重,并希望在SiC之外,再次利用GaN来进军大功率市场,巩固其在功率半导体领域的地位。据Yole预估,到2028年,功率应用的GaN收入将增10倍以上,复合年增长率高达53%,届时整个GaN市场规模将增长至20亿美元。
除了功率半导体,英飞凌的传感器和微产品也助力其赢下汽车市场。在几乎所有汽车的应用中,英飞凌都有非常完整的、全面的、系统级的解决方案,比如在车身与电子电气架构领域中的多车身控制模块、网关、zone等等;在底盘与安全自动驾驶,领域,有雷达的解决方案,摄像头、激光雷达,包括TPMS、胎压等等;在动力总成方面,英飞凌在持续有非常丰富的产品,从信息娱乐、车机、仪表盘、抬头显示,再到OBC、DCDC、BMS、主逆变器等。英飞凌已获得了包括MCU和功率半导体在内的多个汽车半导体长期合同。
恩智浦的汽车处理器代表性产品是S32,恩智浦正在不断扩展S32处理器的能力,其最近推出的软件定义汽车边缘节点专用电机控制解决方案S32M2就是一大例证。据悉,S32M2可充分提高S32汽车计算平台的软件复用率。另外,恩智浦也是少有的将汽车芯片推向先进工艺的公司之一,传统上,汽车领域的芯片采用成熟工艺较多,而恩智浦最先进的S32旗舰级处理器已经来到了5纳米。
受汽车和核心工业领域的业务拉动,恩智浦预测,在充满挑战和周期性的市场环境中,2023年全年收入将与2022年持平。其中,2023年第一季度恩智浦收入为31.2亿美元,毛利率为56.7%;2023年第二季度收入为33亿美元,毛利率为 57.0%;2023年第三季度营收为34.3亿美元,毛利率为57.2%。
从90年代发布第一款CAN收发器开始,到现在恩智浦的产品线已经包含了多种多样的产品类别,有MCU微处理器、模拟前端、栅极驱动器、安全电源管理以及车载网络、传感器等。恩智浦将这些产品有机地结合在一起,成为一家电气化域系统级解决方案供应商。恩智浦所有的产品几乎都是基于Arm架构,便于用户自上而下的扩展。这让恩智浦可以赢下众多汽车OEM的长单与合作。
特斯拉和意法半导体(ST)在SiC领域的早期合作使得ST占据了最大的市场份额。如下图所示,根据麦肯锡的研究,在2022年的SiC分立器件和模组市场中,ST占据36%最大的市场份额。因此,ST正在加大对SiC的押注。ST计划在今年投资约40亿美元的资本支出,扩大其300毫米晶圆制造和碳化硅制造能力。
据麦肯锡的分析,中国是电动汽车预期需求最高的国家,预计将占电动汽车生产中碳化硅总需求的40%左右,而且到2030年,中国仍将是最大的SiC市场。面对中国快速崛起的汽车电动市场,ST也在本土进行了制造上的布局。今年6月份,ST与中国三安光电宣布将在重庆成立一家合资制造厂,进行8英寸碳化硅 (SiC)器件大规模量产,以此满足中国汽车电气化、工业电力和能源等应用对ST SiC器件日益增长的需求。
2023年,受益于汽车业务增长的拉动,ST逆行业趋势而行。2023年第一季度营收为42.5亿美元,毛利率为49.7%;2023年第二季度营收为43.3亿美元,毛利率为49%,汽车和工业芯片依然功不可没;2023年第三季度ST营收44.3亿美元,毛利率47.6%,汽车产品和功率分立器件收入双双增长。
为了满足汽车市场的需求,瑞萨电子最近公布下一代汽车SoC和MCU处理器路线图,其中SoC引入了先进封装小芯片技术。而新的MCU旨在为下一代汽车E/E架构中的域和区域电子控制单元 (ECU) 提供所需的高性能。作为其路线图的一部分,瑞萨电子计划提供一个虚拟软件开发环境,以适应汽车行业向左移方法的发展。
但是由于当前汽车行业仍然存在不确定性,尤其是中国市场的变化,所以瑞萨表示将放慢SiC的生产速度。2023年瑞萨的整体业绩虽说下降不大,但是也感受到一些下降:第一季度瑞萨的销售额为3597亿日元(同比增长3.7%),营业利润为1248亿日元(同比减少108亿日元);第二季度销售额为3687亿日元(同比下降2.2%),营业利润为1291亿日元(同比下降163亿日元),汽车和工业/基础设施/物联网的销售额均出现一定成都的下降。2023年第三季度瑞萨的销售额为3,794亿日元,营业利润为1,323亿日元,汽车业务的销售额同比增长11.7%,达到1,763亿日元。而工业、基础设施和物联网业务的销售额下降了11.5%,达到2,007亿日元。
在犹他州李海德州仪器有两座晶圆厂,分别是LFAB1、LFAB2:LFAB于2021年被收购,并于2022年开始300毫米晶圆生产;2023年2月宣布,德州仪器宣布将在该地点建造第二座300毫米半导体晶圆厂,并与现有晶圆厂相连。
具体来看:第一季度营收43.8亿美元,第二季度营收45.3亿美元,第三季度营收45.3亿美元,净利润为17.1亿美元,营收较去年同季度下降14%。第四季度的预测为39.3亿美元至42.7亿美元。即使是最高数字,2023年的总额也才达到177.1亿美元,比2022年的 200.3 亿美元下降10%。不过,德州仪器还是不断的进行投资,10月23日左右,据TI 总裁兼首席执行官 Haviv Ilan透露,在过去12个月里,他们在研发上投资了37亿美元,在资本支出上投资了49亿美元。
2021年8月份,安森美开始从一家典型的IDM公司,走向更加灵活的Fab-lite,退出了规模不足的晶圆厂,这让安森美迅速抓住了汽车和工业市场的市场机会。来到今年5月份,安森美又提出了以提高效率和一流投资资本回报率 (ROIC) 的Fab Right战略,并声称这是其加速半导体行业收入增长3倍的途径。据安森美的加速财务模型预测:2022 年至 2027 年安森美的收入复合年增长率为10%~12%,增长速度是半导体市场预测增长的3倍。
由于对智能电源和智能感知的聚焦,重点关注碳化硅 (碳化硅)、硅功率(IGBT、FET)和功率 IC,以及汽车和工业领域的智能传感,安森美取得了卓越的成成果。即使在颇具挑战性的2023年,安森美实现了创纪录的营收:2023年第一季度收入19.597亿美元,汽车收入同比增长 38%,占总收入的50%;第二季度收入为20.944亿美元,汽车收入突破10亿美元,同比增长35%;第三季度收入21.808亿美元,其中来自汽车的收入创历史新高,达12亿美元,同比增长33%。可以看出,安森美今年在汽车领域的收入节节高升。
安森美在汽车领域的大获成功的“法宝产品”是EliteSiC。其碳化硅产品在今年的收入当中表现不菲,2023Q1安森美碳化硅收入环比增长了近一倍,2023Q2碳化硅收入同比增长近4倍。为了支持SiC制造能力的提升,2023年10月,安森美在韩国富川市的最先进的、世界最大的碳化硅 (SiC) 制造工厂已完成扩建,满负荷运转后,该工厂每年将能够生产超过 100万片200毫米碳化硅晶圆。安森美正在保持甚至跑赢碳化硅市场的增速。
值得一提的是,罗姆开始投资发展本国的晶圆制造。2023年11月7日,罗姆收购了Solar Frontier位于日本的原国富工厂的资产收购。该工厂将由罗姆集团旗下的蓝碧石半导体作为宫崎第二工厂运营,将成为罗姆SiC功率器件的主要生产基地,计划于2024年投产。这是罗姆首次在日本开始生产晶圆,此前罗姆的SiC晶圆均是在位于德国的SiCrystal来生产。此次收购也有有利于罗姆快速生产扩张。罗姆的目标是,到2030年SiC晶圆产能相比2021年提高35倍,其中看的见的是,到2025年罗姆SiC产能将提升6.5倍。
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