汽車行業無疑正經歷著顛覆性的時期，既有積極的一面，也有消極的一面。繼2023年強勁增長后，標普全球移動出行公司最新報告稱，2024年輕型汽車產量下降了1.6%。造成這一現象的原因包括疫情后的高庫存水平、全球經濟逆風、政府對電動汽車購買激勵措施的減少以及復雜的供應鏈挑戰。
但是從長遠來看，汽車芯片行業的前景遠非悲觀——事實上，我們有充分的理由保持樂觀。
世界經濟正在復蘇
盡管道路充滿曲折，國際貨幣基金組織和世界銀行均預測到2025年全球經濟將穩步增長，后者預計全球經濟增長率為2.7%。利率也在緩慢下降，不過有人擔心美國的新關稅政策可能導致全球通脹壓力上升，從而抑制利率下行空間。如果利率持續穩步下降，這將有助于全年提振消費需求。
車內半導體含量增長迅猛
高級駕駛輔助系統(ADAS)是推動車內半導體使用量增加的重要因素之一，其增速超過了整個汽車市場的發展速度。同樣，越來越復雜且人性化的座艙用戶體驗功能也是原因之一。
事實上，根據標普全球移動出行公司的預測，到2030年，每輛車平均使用的半導體價值可能從目前的大約1,000美元上升至超過1,400美元，增幅高達40%。當然，高端車輛中的半導體含量將遠超這個平均水平。
具體到ADAS方面，根據美國交通安全分析研究伙伴關系(PRA)的一份報告指出，在14項ADAS功能中，已有10項在新車中的市場滲透率超過50%，其中前方碰撞預警、自動緊急制動(AEB)、行人檢測預警、行人AEB和車道偏離預警等功能的市場滲透率已經達到了91%至94%。
ADAS的日益普及趨勢適用于電動汽車、混合動力汽車和內燃機(ICE)汽車。標普估計，僅用于ADAS的汽車半導體平均成本就將從目前的160美元增長到2030年的260美元以上。
就電動汽車而言，分析機構RHO Motion估計，電動汽車所需的半導體數量是傳統燃油汽車的三倍。標普預測，2023年至2030年間，電動汽車產量的復合年增長率將達到19%，而燃油汽車的產量則預計將以每年約12%的速度減少。這意味著到2030年，電動汽車將占汽車總產量的40%以上。
全球監管壓力也將有助于確保這些目標的實現，汽車制造商擔心如果未能達到電動汽車生產的目標比例，政府可能會對他們處以罰款。歐洲尤其堅定地堅持其早期設定的排放目標，最近的消息強調，2024年將是歷史上溫室氣體排放最高的年份之一，這可能會進一步集中立法者的注意力。
這一切意味著什么？
過去幾年，碳化硅和砷化鎵功率半導體因其在提升汽車，尤其是電動汽車電源轉換效率方面的潛力，而受到媒體的高度關注。然而，模擬和混合信號元件的作用也不容忽視，畢竟智能汽車的“智能”源于數據，而這些數據則來自傳感器。無論是ADAS還是信息娛樂系統，都在大量使用各種類型的傳感器。
雖然ADAS的主要驅動力是安全性——尤其是在法規強制要求的情況下——但它也帶來了顯著的便利性。自適應巡航控制、自動泊車輔助、數字后視鏡和環視攝像頭都屬于這類應用。為了實現這些功能，如今的入門級汽車大約配備10個傳感器，而豪華汽車則配備了30個甚至更多——所有這些傳感器都由模擬、數字和混合信號半導體驅動。
傳感器在越來越多的汽車功能中變得無處不在。(來源：indie)
如今，視覺、雷達、激光雷達和超聲波傳感器已在高端汽車中廣泛應用，但汽車制造商尚未就最佳的傳感器技術組合達成一致，不同的車型和級別之間會有差異。
從座艙用戶體驗的角度來看，個性化不僅受到消費者的青睞，也受到汽車制造商的青睞，因為它有助于定義和推動品牌差異化。這種個性化體現在多個方面，例如移動設備與車輛的無縫集成和對接。
能夠輕松連接Apple CarPlay或Android Auto、支持有線和無線充電以及可靠的USB連接，都是座艙便利性的典范。此外，能夠在車內高速、低延遲地無縫傳輸高分辨率視頻，也成為一項重要優勢。長途旅行時，尤其是帶孩子的乘客，都會認同旅途中的娛樂功能確實令人向往。
不僅如此，消費者還希望可以根據個人喜好甚至心情，定制座艙氛圍燈的亮度、色調和飽和度。個性化甚至延伸到行政座椅功能和空調出風口的電動控制，為實用功能增添了更多的便捷體驗。
對于外部照明，矩陣LED控制、自適應遠光技術以及動態轉向信號燈等先進技術的應用，不僅提高了安全性，還增強了駕駛的便利性。
汽車座艙環境對美觀性、功能性和操作安全性的要求越來越高。(來源：Adobe Stock)
順便提一句，標普估計，這些座艙功能所用半導體的價值甚至可能高于ADAS。目前每輛汽車的座艙半導體平均價值約為350美元，預計到2030年將升至約550美元。
廣義上講，受益于ADAS和座艙用戶體驗增長的主要半導體需求類別包括微控制器(MCU)、存儲器和混合信號SoC。這些需求將受到多種因素的推動，比如各類傳感器對先進信號處理和數據采集的需求、用于數據和視頻傳輸的高速網絡，以及用于設備接口、小型電機控制和復雜照明的強大電源管理和控制需求。
由于這些趨勢，麥肯錫預測汽車芯片銷售額的增長速度將高于整個行業水平。而標普全球移動出行公司認為，從2024年到2030年，汽車行業的可尋址半導體市場規模將以9%的復合年增長率擴大，這意味著市場將從去年的820億美元增長到本世紀末的1490億美元。
展望未來五年：汽車芯片前景向好
沒有人能準確預測未來，特別是在當前地緣政治和經濟環境如此不確定的背景下。但各大機構的研究結論已經高度一致：受上述趨勢推動，汽車半導體行業在未來幾年將迎來強勁增長。而對于那些最具創新力的半導體企業來說，他們的業務正好覆蓋了最熱門的技術領域，因此前景尤為光明。
（原文刊登于EE Times美國版，參考鏈接：Automotive Chips: Gloom and Doom or Boom by 2030?，由Franklin Zhao編譯。）
