設計和制造符合行業標準的汽車半導體非常困難。中國的半導體公司直到最近才開始關注這一領域，特別是因為在消費市場上快速擴展規模和賺錢要容易得多。
中國公司在全球汽車半導體市場中仍然只占很小的比例，但情況開始發生變化。正如我們將看到的，在汽車領域最成功的中國公司主要是外國收購的公司。
汽車的半導體的主要類型是控制芯片，模擬和混合信號功率芯片，傳感器，無線通信，接口芯片和存儲芯片。我將專注于我認為中國正在發展的領域：MOSFET，存儲器，圖像傳感器和自動駕駛芯片。
電力電子
當今的高科技汽車中，功率晶體管非常豐富：擋風玻璃刮水器，窗戶和天窗都使用MOSFET。粗略地說，MOSFET使用電場來控制電流。金屬氧化物硅（MOS）是它們的材料，而場效應晶體管（FET）是材料。
MOSFET相對簡單且生產成本低廉，因此汽車制造商使用它們來控制和轉換電力-所謂的電力電子學。在中國，使它們變得越來越有趣的是它們在電動汽車的電力電子學中的使用：DC/ DC轉換器，允許電動和混合動力汽車從任何交流電源充電的車載充電器（OBC），以及可牽引的逆變器將電池中的電能轉換為引擎可以使用的交流電。
隨著電動汽車變得越來越普遍，新型材料的用例也越來越明顯。FET中的氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等寬帶隙（WBG）材料新近應用于電力電子領域，并允許更高的電壓，這是更快開關速度所必需的。這進而提高了電動汽車的功率轉換效率，從而提高了其續航里程。
特斯拉采用了ST Micro的SiCMOSFET作為其新型逆變器。它以前使用絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。Nexperia等其他公司則選擇改用GaN。
有人擔心WBG材料不可靠，例如對柵極電壓極其敏感，絕對最大值接近建議的工作條件。但這就是汽車標準的規定，一些GaN和SiC場效應晶體管已經通過了汽車電子委員會的Q100和Q101，這是基本壓力測試，可確保汽車制造商可以接受的一定水平的可靠性。我希望在2021年，我們將看到它們在越來越多的電動汽車中得到使用。
起初價格可能會成為問題，因為WBG FET單價仍然比IGBT或MOSFET貴。然而，由于周圍電路的簡化，WBG材料可以降低總體成本。隨著電動汽車品牌爭相開發更長行駛距離的車輛，需求將增加，價格也會隨之降低。
在全球功率電子半導體市場中，Nexperia原來是NXP的一個分公司，現在已由中國人擁有，占市場的7-10％，并且占MOSFET市場的13％以上。在汽車級MOSFET方面，它在全球排名第二，僅次于英飛凌。
華為投資了MOSFET IDM東方半導體，迄今為止，其市場份額非常有限。
這里的目的不是辯論SiC與GaN，兩者都有優點和缺點，而是要弄清楚在全球EV電力電子半導體領域，有一家中國公司Nexperia。Nexperia與TI，NXP，Infineon，ONSemi和Rohm等業內知名的全球公司并肩作戰。我希望看到Nexperia與國內電動汽車行業一起在中國發展。
存儲器
當今的汽車主要將本地內存用于信息娛樂和駕駛員輔助。汽車級內存的市場規模約為100億美元。汽車越智能，所需的內存就越多。自動駕駛汽車必須非常快速地進行計算，因此它們將需要高性能的本地內存。
DRAM，NOR，NAND等都是工業上使用的內存類型，必須經過嚴格的測試并通過AEC-Q100等標準，才能被汽車制造商接受。存儲器IC中所有常見的可疑對象在這里都很普遍，例如美光（Micron），三星和英飛凌（Cypress），以及像Macronix和Winbond這樣的小型公司。
NOR更容易開發。該市場由中國臺灣公司，如Macronix和Winbond主導，但也有中國大陸公司，如Gigadevice，表現也不錯。
Gigadevice的整體內存市場份額約為18％。它還開發了汽車級產品，并且是CXMT的大股東，CXMT是一家總部位于合肥的DRAM芯片廠。通過CXMT，Gigadevice進入了更大的DRAM市場。
長江存儲（Yongc Memory Technologies，YMTC）專注于NAND，但尚未生產汽車級產品。它有很多優勢，但消費產品尚未取得成功，生產能力仍然不足。其出資方清華紫光集團在擴展到更多新領域之前還需要解決其他問題。
ISSI是一家總部位于加利福尼亞的公司。它的核心競爭力是DRAM，SRAM和NOR閃存。汽車是其主要市場之一，擁有博世，德爾福和大陸集團等客戶。早在2015年，賽普拉斯半導體公司（現為英飛凌的一部分）就計劃收購ISSI，以將DRAM作為其汽車半導體難題的最后一部分。中國投資機構Uphill Investment的價格超過了Cypress，并收購了ISSI。
快進了四年，ISSI被中國無晶圓廠公司Ingenic以72億元人民幣的交易再次轉讓。這是一個有點奇怪的交易，因為一家規模較小，基于MIP的無工廠CPU公司收購了一家規模更大的美國內存公司。
該交易通過了CFIUS審查，可能是因為ISSI自2015年以來就已被中國財團所有。相比之下，清華Ungroup在2015年收購美光的嘗試遭到了阻止。ISSI可能不被認為很重要，委員會認為無法阻止每一項技術交易。
像Nexperia一樣，這次ISSI的收購為中國提供了進入DRAM的另一條途徑，也為進入汽車級產品和實現行業成功所需的知識轉移提供了一條途徑。
CMOS圖像傳感器
自動駕駛應用的增長推動了在汽車領域使用CMOS傳感器。CMOS是從DLSR到智能手機的大多數相機中使用的一種高分辨率成像晶體管。
自動駕駛汽車通常會配備雷達，激光雷達和CMOS圖像檢查器（CIS）。CIS可能無法在弱光條件下正常工作，并且要達到5級自動駕駛，車輛上需要越來越多的傳感器。2021年生產的汽車可能裝有8個圖像傳感器，而且這個數字還在不斷增加。
實際上，盡管由于Covid-19相關的外部事件導致需求在2020年下降，但是現在市場上沒有足夠的CIS芯片可以滿足需求，并且價格上漲了40％以上。
與電力電子和內存一樣，中國領先的圖像傳感器公司也通過收購而成立。Omnivision最初于2015年被中國投資公司財團收購，然后于2018年底被中國公司Will Semiconductor收購。收購立即使Will Semiconductor成為中國最有價值的半導體公司之一，以前幾乎沒有家喻戶曉的名字。即使到了今天，業內大多數人比Will更加熟悉Omnivision，Omnivision的總部仍在圣克拉拉。
2019年，Omnivision占全球193億美元CMOS傳感器市場的約10％。同年，它以21％的市場份額被三星擊敗。
在汽車行業的CMOS方面，Omnivision的表現要好于Sony。它擁有約22％的市場份額，僅次于美國公司ONSemi的36％份額，索尼僅能吸引10％的份額。
從技術上講，Omnivision的產品與ONSemi或Sony一樣好。所有這些公司都提供類似的8.3MP前視攝像頭CMOS產品用于自動駕駛。Omnivision將許多產品出售給歐洲的汽車OEM廠商，并且在中國的發展也處于有利位置，尤其是在供不應求的情況下。
自動駕駛
您需要一種芯片來處理您的傳感器檢測到的內容，并且有多家中國初創公司專門從事這一領域。該地區沒有通過收購來獲得動力和市場份額，而是以成熟的外國公司和中國本地公司為特征，并且具有很高的競爭力。
像HorizonRobotics和Black Sesame這樣的初創企業不僅要面對華為的競爭，因為它的MDC芯片還受到了眾多外國公司的競爭，而這些外國公司已經是更加成熟的汽車半導體供應商。這些成熟的參與者還有其他收入來源，這意味著他們不僅依賴于汽車市場，甚至不依賴于汽車的這一特定子領域。這使他們能夠進入市場，而不必消耗投資者的現金以期獲得未來的收入。
可能有人會爭辯說，這些中國公司在國內具有優勢，但事實并非一定如此。蔚來（NIO）上周宣布將在其汽車處理器（ADAM）中使用Nvidia的Orin片上系統（SoC），這表明即使是中國汽車制造商也可能會選擇外國處理器。SoC是將計算機的所有主要組件結合在一起的集成電路。NIO的ADAM將使用四個OrinSoC達到5級自動駕駛所需的1000 TOPS以上的算力。
在我們公司，我們代表客戶在中國會見了大多數汽車OEM和“一級”（OEM的直接供應商）。絕大多數人正在使用Nvidia的Orin等國外SoC開發自動駕駛汽車。我們通常遇到的其他產品包括Nvidia Xavier，TI的TDA4X，日本瑞薩的V3H和Ambarella CV22。有時會提及Horizon和華為。根據我的經驗，即使在中國，美國公司和瑞薩電子的表現也要優于本地公司。
這并不是說本地公司沒有希望。如果華為繼續面對美國的出口管制，顯然將在供應高端自動駕駛SoC方面面臨問題。
Horizon Robotics已經與主要的一級供應商和一些OEM合作，包括奧迪。據說其Journey 2汽車AI處理器已經出貨了100,000臺，并且其具有3級功能的Journey 3將于2021年第三季度投入量產。該公司還為未來的SoC提供了明確的L5路線圖。
結論
這只是我接觸最多的行業的一部分的總結。通過收購，中國在汽車芯片領域最大。在當今的環境下，其中一些收購可能很難進行，但事實上早些時候進行的收購表明了這些中國公司的遠見。同時，在自動駕駛等領域，中國本土公司正在崛起。
被收購的公司處于利用不斷增長的EV和AV行業的有利位置，但是本土公司可能難以與國外同行的規模競爭。
Nexperia，ISSI和Omnivision都將總部設在各自的母國，但同時在中國運營強大的研發或生產設施，以我的經驗，中國業主很少能放任自流。ISSI和Omnivision在中國設有設計團隊，而Nexperia在中國大陸從事封裝研發。
這很正常而且很有意義。但是，技術知識是在工作過程中自然轉移的，因此，如果這些公司將來更換所有者，我希望某些技能和知識也會轉移給中國員工。
