中国的汽车产业野心 | 半导体行业观察

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中国的汽车产业野心 | 半导体行业观察

来源:本文由芯海科技卓霖翻译自semiengineering,谢谢。

经过多年对跨国公司的追赶,中国意欲占领自动辅助驾驶的市场。

中国对汽车以及其他相关产业一直拥有巨大的野心。在汽车技术,可靠性,地位,甚至本国的市场份额上落后日本,欧洲和美国的汽车制造商多年后,中国正在共同推进内部研发和制造辅助和自动驾驶的交通工具。

这一战略在很多领域都有积极的影响。它直接解决了中国贸易赤字的一部分,目前在半导体行业每年就有1500亿美元的贸易赤字。因为此项计划极力推广全电力驱动汽车,所以这也将中国从一个污染大国转变为清洁能源领域的全球领导者。同时它为已经建立起来的全球性行业开辟了一个潜在的有利可图的市场,在这方面中国的地位一直不如人意。

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图1:2016年全球汽车制造商排名。来源:维基百科。

中国在半导体领域的成绩参差不齐。尽管中国大量投资半导体行业,但存储业务一直没有发展起来,半导体代工业务也一直受到限制,特别是非国内客户。在国内公司未能成功占领显著的市场份额的情况下,中国试图收购已成立的美国公司,例如莱迪思和镁光,但被美国外资投资委员会(CFIUS)驳回。

在经历上述失利后,中国政府和地方政府以及国有民营企业一起设立投资基金,以推动本土芯片产业的发展。投资基金规模大概有1000亿美元到1500亿美元,其中部分已经被用来在中国建立新的晶圆厂。目前国内和外资芯片制造商大概有14到22个新的晶圆厂项目正在进行中。但是现在还不知道中国在这些领域会取得多大的成功。

现在最根本的问题是这些努力中的很多都是针对现有市场的,在现有市场如果在成本,功耗或性能方面没有大幅提升就很难竞争过当前的行业霸主。在半导体领域,要想使用最新的工艺技术,通常需要数百亿美元规模的投资,这是难以掌握的。大多数大型代工厂已经开始攻克5nm和3nm工艺节点。从ASML花费近二十年才将EUV光刻技术推向市场这件事上便可看出半导体行业发展的艰难。

相反,辅助驾驶和自主驾驶发展并不连续。到目前为止,在这个领域还没有谁有巨大优势,中国正在争取以全电动汽车为平台取得领先地位。

Synopsys公司副总裁Dave DeMaria表示:“中国正在迅速进入这个领域,他们跳过了对内燃机的进一步投资,直接转向全电动汽车。在欧洲或美国,基本不会看到这种情况。拥有数十亿美元的投资资金,中国转向电动汽车的速度比其他任何地方都快。“

英国LMC Automotive的预测论证了这一趋势。(见下面的图2)

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图2:电动汽车的数量,以千辆为单位。资料来源:LMC Automotive。

中国在汽车行业具有相当丰富的经验,它是当今世界上最大的汽车生产国。但是生产的大部分汽车都源于跨国公司,它们在中国成立合资企业来利用低廉的劳动力和巨大的内部市场。世界前十的汽车制造商没有一家中国企业。

这种情况可能会很快转变,同时可能会对中国的半导体行业产生重大的影响。

ArterisIP董事长兼首席执行官查利·贾尼亚克说:“汽油机大概有2000个零件,这还不包括所有的螺栓和垫圈,而电动机只有20个零件。最重要的是,装配技术要简单得多,这意味着需要的机械技术人员会更少。你需要的更多是软件和电子技术,而这会更容易获得。“

Cadence副总裁兼首席执行官Qi Wang表示:“从20世纪80年代开始,自动驾驶是中国向西方企业首批开放的市场之一,这使得中国的制造能力跻身世界前列。但会有人心有余虑,因为中国并没有把发动机或传动装置作为核心技术。即使在今天,在中国生产的日本汽车,发动机依旧是在日本制造的。中国认为汽车的电气化改造也是转向拥有自主技术的一种方式。“

NetSpeed Systems首席执行官Sundari Mitra表示:“汽车拥有安全,动力传动,信息娱乐和底盘四大主要系统,每个系统都有一定的智能驱动。所有这一切都涉及到半导体技术,这使在自动驾驶汽车上的半导体开支将增加一倍。这些技术很多来自欧洲和美国,还有一些来自日本。虽然中国现在不是其中一员,但是可以看到中国会很快进入并统治这个市场。“

清理环境

电动汽车有助于缓解中国面临的另一大问题,也就是空气污染。上海和北京虽然不是全球空气质量最糟糕的地方,但它们依旧被世界卫生组织评定为2016年规模超过一千四百万人口中空气污染最严重的城市之一。

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图3:人口在一千四百万以上的污染最严重的城市。来源:世卫组织

据世界卫生组织统计,中国北方河北省省会石家庄的污染则更为严重,在全球污染最严重的城市中排名第十三。

汽车尾气是造成污染的一个显著因素,但是对于许多国家来说,解决汽车尾气问题的代价难以承受,因为这意味着使用电力或氢气来替代现有的汽车能源。即使是中国在方面也很难取得巨大的进展。9月份,政府将零排放汽车配额提早推进了一年,原定计划2018年零排放汽车在全部汽车销售量占比达到8%,而政府坚持把这个数字提高到2019年占比达到10%,而2020年占比将达到12%。目前多个来源的猜测是,2040年将淘汰所有汽油发动机。

造成污染的另一大因素是以煤炭为主的化石燃料发电厂,目前占全国电力的57%。据世界核协会透露,中国有20座新核电站正在建设,这将在未来四年使核电占比增加到70%,达到58亿千瓦。该组织表示,中国计划在2030年将这一数字提高到150亿瓦,而2050年甚至会更高。

同时中国也在设计浮式核反应堆,为海上钻井平台和岛屿提供动力。

这只是中国清理环境计划的一个方面。9月份,有一千多家公司由于污染问题被宣布吊销铁矿开采许可证。这些公司占据了全国铁矿总产量的三分之一。中国开采的铁矿石大部分品质较低,小型采矿公司没有足够的资金采用更环保的方法和设备。

“中国经济最大的问题是没有有效利用资源,”Cadence的Wang说,“但政府已经意识到这一点,正在提高制造业资源利用效率,关闭煤炭矿厂。“

辅助驾驶,自动驾驶汽车

电动汽车将是进入下一个大市场发展机会的敲门砖。辅助驾驶和自动驾驶是汽车行业的下一个重大变革,中国与其他自动驾驶相关产业已经做好了充足的准备。

Wang说:“中国在人才和金融投资方面与世界其他国家采用了相同的方式。百度,阿里巴巴和腾讯都拥有自己的人工智能实验室。”

但中国拥有一个他国不具有政治优势,即可以快速单方面制定行业标准,这可以大大提高获得新技术的能力,速度快于其他竞争对手。

Synopsys的DeMaria表示:“中国可以全面投资所有必需的基础设施,这是一个很大的优势。除了电动汽车,自动驾驶产业也需要足够多的充电站做支撑。在美国和欧洲,我们陷入了管理充电站以及如何安全地从加油站过渡到充电站的困境。但是在中国的农村地区,加油站很少,可以直接过渡到充电站。中国可以直接开始建设基础设施。其他人面临的最大问题是混合现有汽车和智能汽车。但是,如果所有的汽车都是智能汽车,那么效果则会很好。 新城市将被自动驾驶汽车连接起来。中国正在为街道标志和车道条纹设立新的标准。“

新的标准与道路上的现有车辆向后兼容的特性可以消除大部分自动驾驶的主要问题。

“机器学习和人工智能需要设计师和制造商以不同的方式思考问题,”西门子旗下Mentor公司的嵌入式系统部门首席安全官Robert Bates说,“自动驾驶汽车需要考虑到复杂的执行环境,所有需求之间存在一定的联系。所以,以自主导航为例,它是考虑地面情况的子系统,那么所有逻辑只需要做这一件事情就行了。但是这对于软件和功能安全来说也是一个挑战,并不一定能考虑到所有的细节。”

由于全国各地的基础设施建设水平参差不齐,中国也可能有不止一种解决方式。行人出现时如何处理是自动驾驶汽车技术的一个主要问题。自动驾驶汽车可以识别交通信号和路标,甚至可以分辨人与动物的区别。当人们进入人行横道时,自动驾驶汽车将无限期地等待,直到没人为止。

ArterisIP公司的Janac说:“中国有能力把一堆汽车放在远离人的封闭轨道上。

这可能只是一个起点。最大的问题是中国如何利用这一技术。中国的“一带一路”概念是围绕着跨越大陆的巨大基础设施转移而展开的。

NetSpeed公司的Mitra说:“在地理政治的层面上讲,中国正在建设覆盖全球的高速公路。中国正在对智能城市进行试点,这将远超自动驾驶汽车的范畴。中国企业正在大力发展创新而且不存在现金短缺的问题。”

直接全面采用新技术比尝试将新技术与现有基础设施结合要快得多。在二十世纪九十年代,拉丁美洲被视为通信闭塞的地方,因为在山区和热带雨林中很难安装电话线。但随着手机的发展,这种看法产生了巨大的变化。如今,拉丁美洲有超过60%的人口连接到互联网,其中大部分是无线设备。

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图4:在拉丁美洲使用互联网的个人的百分比。资料来源:世界经济论坛

同样,美国的蜂窝基础设施一直落后其他国家数年直到过去十年智能手机的普及才得到改善。自动驾驶汽车可能会采取类似的模式,首先应用于人口较少地区或需要卡车从大城市运输物质的大型偏远仓库,或者甚至没有现有基础设施的地方。

结论

SEMI指出,中国半导体市场占据全球半导体行业的45%。据多个行业人士透露,辅助和自动驾驶汽车市场是确保更多技术保留在中国并持续发展的一种方式,并且政府计划将这种技术的大部分出口至国外。

几乎所有跟汽车行业紧密相关的人都认为,中国正在将自动驾驶技术作为成为市场主导者的垫脚石。

DeMaria说:“中国拥有汽车生态系统的每一部分,其中包括电池和燃料电池的发展。围绕电池技术的合资企业越来越多。在美国,欧洲和日本,原始设备制造商已经合并为少数几个大公司。而在中国,除四五个大的公司外,还有十到二十个可能发展壮大的小公司。下一代汽车的发展需要操作系统和应用程序,而这些公司都拥有独立研发的能力。”

在经历数十年试图占领半导体市场的努力后,中国似乎终于找到了可以利用的转折点。从这里,中国相关产业有望迅速占领市场份额和开辟新的市场。

原文链接:semiengineering.com/chi

今天是《半导体行业观察》为您分享的第1466期内容,欢迎关注。

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