ชิปที่มีคุณลักษณะพิเศษสูง—สนามรบหลักของอุตสาหกรรมยานยนต์ในอนาคต

2. สนามรบใหม่ภายใต้หน่วยข่าวกรองไฟฟ้า

 

อย่างไรก็ตาม สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ การแก้ไขวิกฤตการณ์ชิปในปัจจุบันอาจช่วยแก้ไขความต้องการเร่งด่วนของอุปทานและอุปสงค์ในตลาดปัจจุบันได้เท่านั้น เมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมไฟฟ้าและอุตสาหกรรมอัจฉริยะ แรงกดดันด้านอุปทานของชิปยานยนต์จะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณในอนาคต

 

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการควบคุมผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าแบบบูรณาการของยานพาหนะ และในช่วงเวลาของการอัปเกรด FOTA และการขับขี่อัตโนมัติ จำนวนชิปสำหรับยานพาหนะพลังงานใหม่ได้รับการอัปเกรดจาก 500-600 ในยุคของยานพาหนะเชื้อเพลิงเป็น 1,000 เป็น 1,200 ชิป จำนวนสายพันธุ์ยังเพิ่มขึ้นจาก 40 เป็น 150 สายพันธุ์อีกด้วย

 

ผู้เชี่ยวชาญบางรายในอุตสาหกรรมยานยนต์กล่าวว่าในอนาคตในด้านยานยนต์ไฟฟ้าอัจฉริยะระดับไฮเอนด์ จำนวนชิปยานพาหนะเดี่ยวจะเพิ่มขึ้นหลายเท่าเป็นมากกว่า 3,000 ชิ้น และสัดส่วนของเซมิคอนดักเตอร์ยานยนต์ในต้นทุนวัสดุของยานพาหนะทั้งคันจะเพิ่มขึ้นจาก 4% ในปี 2019 เป็น 12 ในปี 2025 และอาจเพิ่มขึ้นเป็น 20% ภายในปี 2030 ซึ่งไม่เพียงแต่หมายความว่าในยุคของปัญญาประดิษฐ์ ความต้องการชิปสำหรับยานพาหนะเพิ่มขึ้น แต่ยังสะท้อนถึงการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของความยากลำบากทางเทคนิคและต้นทุนของชิปที่จำเป็นสำหรับยานพาหนะอีกด้วย

 

ต่างจาก OEM แบบดั้งเดิมที่ 70% ของชิปสำหรับยานพาหนะพลังงานเป็น 40-45 นาโนเมตรและ 25% เป็นชิปสเปกต่ำที่สูงกว่า 45 นาโนเมตร สัดส่วนของชิปในกระบวนการ 40-45 นาโนเมตรสำหรับยานพาหนะไฟฟ้ากระแสหลักและระดับไฮเอนด์ในตลาดลดลงเหลือ 25% 45% ในขณะที่สัดส่วนของชิปที่สูงกว่ากระบวนการ 45 นาโนเมตรอยู่ที่เพียง 5% จากมุมมองทางเทคนิค ชิปกระบวนการระดับไฮเอนด์ที่โตเต็มที่ที่ต่ำกว่า 40 นาโนเมตรและชิปกระบวนการ 10 นาโนเมตรและ 7 นาโนเมตรที่ก้าวหน้ากว่านั้นเป็นพื้นที่การแข่งขันใหม่ในยุคใหม่ของอุตสาหกรรมยานยนต์อย่างไม่ต้องสงสัย

 

จากรายงานการสำรวจที่เผยแพร่โดย Hushan Capital ในปี 2019 พบว่าสัดส่วนของเซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าในยานพาหนะทั้งคันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจาก 21% ในยุคของยานพาหนะที่ใช้น้ำมันเป็น 55% ขณะที่ชิป MCU ลดลงจาก 23% เหลือ 11%

 

อย่างไรก็ตาม กำลังการผลิตชิปที่เพิ่มขึ้นที่เปิดเผยโดยผู้ผลิตต่างๆ ส่วนใหญ่ยังคงจำกัดอยู่เฉพาะชิป MCU ดั้งเดิมที่รับผิดชอบการควบคุมเครื่องยนต์/แชสซี/ตัวถังในปัจจุบัน

 

สำหรับยานยนต์ไฟฟ้าอัจฉริยะ ชิป AI ที่ทำหน้าที่รับรู้และผสานรวมการขับขี่อัตโนมัติ โมดูลพลังงาน เช่น IGBT (ทรานซิสเตอร์เกตฉนวนคู่) ที่ทำหน้าที่แปลงพลังงาน ชิปเซ็นเซอร์สำหรับการตรวจสอบเรดาร์การขับขี่อัตโนมัติมีความต้องการเพิ่มขึ้นอย่างมาก ปัญหาดังกล่าวมีแนวโน้มว่าจะกลายเป็นปัญหา "ขาดแกนหลัก" รอบใหม่ที่บริษัทผลิตรถยนต์จะต้องเผชิญในขั้นตอนต่อไป

 

อย่างไรก็ตาม ในระยะใหม่นี้ สิ่งที่เป็นอุปสรรคต่อบริษัทผลิตรถยนต์อาจไม่ใช่ปัญหาด้านกำลังการผลิตที่ถูกแทรกแซงโดยปัจจัยภายนอก แต่เป็น "คอที่ติดขัด" ของชิปที่ถูกจำกัดโดยด้านเทคนิค

 

หากนำความต้องการชิป AI ที่เกิดจากปัญญาประดิษฐ์มาเป็นตัวอย่าง ปริมาณการประมวลผลของซอฟต์แวร์การขับขี่อัตโนมัติได้แตะระดับ TOPS (ล้านล้านการดำเนินการต่อวินาที) สองหลักแล้ว และพลังการประมวลผลของ MCU ของยานยนต์แบบดั้งเดิมแทบจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการการประมวลผลของยานยนต์ไร้คนขับได้ ชิป AI เช่น GPU, FPGA และ ASIC ได้เข้าสู่ตลาดยานยนต์แล้ว

 

ในช่วงครึ่งแรกของปีที่แล้ว Horizon ได้ประกาศอย่างเป็นทางการว่าชิปซีรีส์ Journey 5 ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ระดับยานยนต์รุ่นที่ 3 ได้เปิดตัวอย่างเป็นทางการแล้ว ตามข้อมูลอย่างเป็นทางการ ชิปซีรีส์ Journey 5 มีพลังการประมวลผล 96TOPS อัตราการใช้พลังงาน 20W และอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน 4.8TOPS/W เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีกระบวนการ 16nm ของชิป FSD (ฟังก์ชันการขับขี่อัตโนมัติเต็มรูปแบบ) ที่เปิดตัวโดย Tesla ในปี 2019 พารามิเตอร์ของชิปตัวเดียวที่มีพลังการประมวลผล 72TOPS อัตราการใช้พลังงาน 36W และอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน 2TOPS/W ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ความสำเร็จนี้ยังได้รับความโปรดปรานและความร่วมมือจากบริษัทผลิตรถยนต์หลายแห่ง เช่น SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery และ Ideal

 

การพัฒนาของอุตสาหกรรมนั้นรวดเร็วอย่างมากเนื่องจากขับเคลื่อนโดยปัญญาประดิษฐ์ เริ่มจาก FSD ของ Tesla การพัฒนาชิปควบคุมหลัก AI นั้นเปรียบเสมือนการเปิดกล่องแพนโดร่า ไม่นานหลังจาก Journey 5 NVIDIA ก็เปิดตัวชิป Orin ที่เป็นชิปตัวเดียวอย่างรวดเร็ว พลังการประมวลผลเพิ่มขึ้นเป็น 254TOPS ในแง่ของการสำรองทางเทคนิค Nvidia ยังแสดงตัวอย่างชิป Atlan SoC ที่มีพลังการประมวลผลตัวเดียวสูงถึง 1000TOPS ให้กับสาธารณชนเมื่อปีที่แล้ว ในปัจจุบัน NVIDIA ครองตำแหน่งผูกขาดอย่างมั่นคงในตลาด GPU ของชิปควบคุมหลักยานยนต์ โดยรักษาส่วนแบ่งการตลาดไว้ที่ 70% ตลอดทั้งปี

 

แม้ว่าการเข้ามาของยักษ์ใหญ่ด้านโทรศัพท์มือถือ Huawei ในอุตสาหกรรมยานยนต์จะก่อให้เกิดคลื่นแห่งการแข่งขันในอุตสาหกรรมชิปยานยนต์ แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าภายใต้การแทรกแซงของปัจจัยภายนอก Huawei มีประสบการณ์ด้านการออกแบบอันยาวนานใน SoC กระบวนการ 7 นาโนเมตร แต่ไม่สามารถช่วยผู้ผลิตชิปชั้นนำในการส่งเสริมตลาดได้

 

สถาบันวิจัยคาดการณ์ว่ามูลค่าของชิป AI สำหรับจักรยานจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจาก 100 ดอลลาร์สหรัฐในปี 2019 เป็น 1,000 ดอลลาร์สหรัฐขึ้นไปภายในปี 2025 ในเวลาเดียวกัน ตลาดชิป AI สำหรับยานยนต์ในประเทศก็จะเพิ่มขึ้นจาก 900 ล้านดอลลาร์ในปี 2019 เป็น 91 ล้านดอลลาร์ในปี 2025 หนึ่งร้อยล้านดอลลาร์สหรัฐ การเติบโตอย่างรวดเร็วของความต้องการของตลาดและการผูกขาดทางเทคโนโลยีของชิปมาตรฐานสูงจะทำให้การพัฒนาอัจฉริยะในอนาคตของบริษัทผลิตรถยนต์ยากขึ้นอย่างไม่ต้องสงสัย

 

คล้ายกับความต้องการในตลาดชิป AI IGBT เป็นส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญ (รวมถึงชิป วัสดุฉนวน ขั้วต่อ และวัสดุอื่นๆ) ในรถยนต์พลังงานใหม่ที่มีอัตราส่วนต้นทุนสูงถึง 8-10% ซึ่งส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อการพัฒนาในอนาคตของอุตสาหกรรมยานยนต์ แม้ว่าบริษัทในประเทศ เช่น BYD, Star Semiconductor และ Silan Microelectronics ได้เริ่มจัดหา IGBT ให้กับบริษัทผลิตรถยนต์ในประเทศแล้ว แต่สำหรับตอนนี้ กำลังการผลิต IGBT ของบริษัทที่กล่าวถึงข้างต้นยังคงจำกัดด้วยขนาดของบริษัท ทำให้ยากต่อการครอบคลุมแหล่งพลังงานใหม่ในประเทศที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว การเติบโตของตลาด

 

ข่าวดีก็คือ บริษัทจีนกำลังเผชิญหน้ากับขั้นตอนต่อไปของการใช้ SiC แทน IGBT และการขยายขีดความสามารถในการออกแบบและผลิต SiC โดยอาศัยศักยภาพด้านการวิจัยและพัฒนาของ IGBT โดยเร็วที่สุด คาดว่าจะช่วยให้บริษัทผลิตรถยนต์และเทคโนโลยีต่างๆ ได้รับประโยชน์ ผู้ผลิตได้เปรียบในขั้นตอนต่อไปของการแข่งขัน