意法半导体的汽车芯片规划
2022年5月12日，意法半导体的资本日，从2021年的128亿美金，要在2022 年全年收入增长到148-153亿美金，并且规划2025-27 年新目标为200亿美金。这块快速增长的营收，主要是靠汽车带动起来的（也包括工业和消费电子），而且毛利润率能提升到50%。在汽车领域，半导体企业都看到了快速增长的汽车电气化和数字化的机会。
在目前这个市场里面，我们看到所有的半导体公司都想要有一番作为，而且未来汽车芯片的价值量就是大幅提升的，汽车企业对汽车芯片的依赖程度会进一步提高。这就从战略上的5年成了高速发展期，不光对欧洲的英飞凌、意法半导体，对中国的汽车芯片企业也一样。
▲图1. 意法半导体的目标
Part 1 汽车半导体的产品升级规划
半导体之前就是具备比较强的需求传递性，在欧洲汽车企业和Tier1把很多的需求传递给意法半导体，不断迭代之下造就了意法半导体的汽车业务版图。我们看到半导体公司由于2020年的疫情，整体收入都比2019年有所下降，但是在2021年报复性反弹。
▲图2. 意法半导体的业务
从具体布局来看，ST的业务主要分为电气化（功率半导体）、32位MCU和视觉芯片。增长的情况，也反映了在2021年市场的增长情况。ST在电气化领域其实与特斯拉高度捆绑，MCU单片机保留了一部分IDM，也在2021年加深了和特斯拉的合作关系。但是ME在近期的颓势，也反映在ST的业务增长上。
▲图3. 汽车芯片的需求
现在车企应对供给减少的方式，是把芯片和产能集中给较高价格的车辆，这使得平均车价往上走了，这有效对冲了利润下降。汽车芯片的订单没有少的，Tier1和车企都在饱和下订，通过购买芯片来建立安全库存，在达到这个目的之前，需求都在。而汽车芯片企业在传统产能扩张有顾虑，因此开始把我们习以为常的芯片都开始提价，这个就是业内的实际状态。
▲图4. 汽车整车销量和汽车芯片的销售对比
我觉得很重要的一个观点，类似法规需求、功能安全、信息安全甚至是EDR的数据驱动，保证了整个汽车产业底线的半导体需求，燃油车要追上时代，也需要座舱和智能辅助驾驶上面的更新，这保证了整个汽车产业对芯片的依赖。
▲图5. 整体汽车产业对汽车芯片的依赖
下面这张图，我摘出来可以看到ST对于不同趋势的芯片产品和工艺覆盖。
▲图6. ST的芯片工艺
Part 2 芯片投资方向
(1）MCU的变化
在这张图里面我没看到，特别有意思的地方，随着分布式架构往集中式架构走，MCU的功能是两级分化的，8-16位甚至是32位单片机，开始被其他芯片集成，做成智能传感器和智能执行器，而高端MCU的需求主要在高主频、多核，在Zonal和计算平台上做Real time的运算，起到安全性功能。
在这个过程中，变化主要包括:
- 单核 120MHZ 1Mb迭代到双核300MHZ 4-8Mb，再到三核400MHZ，6-8Mb
- 工艺从90nm迭代到40nm，再到28nm，甚至有更高制程的投资
- MCU里面从电源+MCU+ASIC迭代到更多集成化的（功率+MCU+电机驱动），这种集成化设计还是很有意思的
▲图7. 高端单片机的需求
(2）电气化
ST在电气化里面是很强的，碳化硅产品收入2021年5亿美金，2022年在7亿美元左右，在2023年将达到10亿美元，碳化硅产品的整车厂最主要的就是特斯拉（Model 3和Model Y使用的TPAK碳化硅模块）。2022财年投入21亿美元的资本金，增加碳化硅产能，扩容意大利西西里岛卡塔尼亞的6寸碳化硅晶圆厂，投入2022年开始运营的新加坡的第二座6寸碳化硅晶圆厂。战略投资碳化硅衬底的生产上，产业链垂直整合，在2025年实现40%的衬底需求内部供应。在生产技术上STMicroelectronics Silicon Carbide A.B.开始进行8寸碳化硅材料的实验室制造，预计相应技术将在2025年前后成熟，并应用到规划中的新加坡8寸碳化硅生产线中。
▲图8. 电气化的投资方向
在芯片设计上，继续深挖平面设计碳化硅MOSFET的技术潜力，推出了第4代平面栅碳化硅，预计在2022年Q2量产。沟槽栅设计产品则顺延成为意法的第5代碳化硅MOSFET，在工程样品测试阶段。
▲图9. 意法半导体的功率半导体技术迭代
总的产品趋势，ME的就不多说了，我觉得在zonal架构下，其实芯片设计会很卷，但是和车企又是战略绑定的。
▲图10. ST未来产品的概览
小结：我觉得芯片选用，开始从Tier1的选择，过渡到有影响力和有能力的车企，这使得芯片企业的发展变得更复杂，更贴近最终需求端。就是那些跑得快的车企。
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