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汽車半導(dǎo)體的歷史性機遇解讀
前言：
一個世紀以來，內(nèi)燃機一直是汽車工業(yè)價值和創(chuàng)新的源泉。今天，我們正在進入一個新的汽車時代，汽車將因半導(dǎo)體和電子產(chǎn)品所提供的功能而有所不同。這種轉(zhuǎn)變將半導(dǎo)體（汽車“內(nèi)部計算引擎”的基石）置于汽車創(chuàng)新的核心。這反過來又迫使半導(dǎo)體、計算機和汽車行業(yè)的融合。
長期以來，KPMG一直是引領(lǐng)汽車行業(yè)走向未來的領(lǐng)導(dǎo)者。我們在2012年發(fā)表的論文《自動駕駛汽車:下一場革命》(Self-driving cars: The next revolution)讓人們初步看到了自動駕駛的潛力?，F(xiàn)在，自動簽名功能是許多汽車的標準配置。在這篇論文中，我們研究了自動化、電氣化和移動服務(wù)是如何將汽車變成帶輪子的超級計算機的。汽車的價值將越來越多地由安全、方便、信息娛樂和自動駕駛等特性來定義，這些特性是由車蓋下的半導(dǎo)體和整個車身提供的。消費者將不再考慮馬力，而是傾向于購買配備最好車載電腦和電子系統(tǒng)的汽車。
這種轉(zhuǎn)變對汽車和半導(dǎo)體行業(yè)都有著深遠的影響。即使是現(xiàn)在，汽車制造商在從發(fā)動機控制到變道警告系統(tǒng)的一切方面都使用半導(dǎo)體，創(chuàng)造了一個由100多家供應(yīng)商服務(wù)的400億美元的市場。隨著自動化和電氣化使車載電子產(chǎn)品的需求成倍增長，我們估計汽車半導(dǎo)體市場將會翻兩番，在未來20年達到2000多億美元。
通往2000億美元的道路不會是一條直線。這將需要供應(yīng)鏈上的參與者之間的新型協(xié)作模式，以及新參與者(如軟件供應(yīng)商)的加入。汽車制造商、零部件供應(yīng)商和半導(dǎo)體公司都將面臨關(guān)鍵的戰(zhàn)略和技術(shù)選擇。
在接下來的幾頁中，我們將分享我們對半導(dǎo)體和汽車工業(yè)融合的見解，以及其中的挑戰(zhàn)。如果先進的汽車市場像其他科技行業(yè)一樣發(fā)展，那么在價值獲取方面可能會出現(xiàn)一場不平衡的競爭。就像我們在個人電腦、智能手機和其他科技市場所看到的那樣，這可能會產(chǎn)生少數(shù)贏家和許多輸家。
就目前而言，未來是光明的。機遇大于風(fēng)險?，F(xiàn)在是整個汽車價值鏈上的公司挑選自己的目標的時候了——決定他們?nèi)绾蝿?chuàng)新，與誰合作，以及在新的汽車“冰河時代”在哪里競爭。
關(guān)鍵要點
我們正處在一個新的汽車時代的邊緣，在這個時代，半導(dǎo)體是汽車新“內(nèi)部計算引擎”ICE的關(guān)鍵構(gòu)件。
汽車行業(yè)的四大“大趨勢”——電氣化、自動化、互聯(lián)互通和移動即服務(wù)(MaaS)——正在重塑行業(yè)格局，并大幅增加汽車中的半導(dǎo)體含量。
汽車正在成為帶輪子的超級計算機:汽車將越來越被電子產(chǎn)品、軟件定義功能以及整個車到云系統(tǒng)中軟硬件的最佳集成所區(qū)分。
這對汽車半導(dǎo)體市場來說是一個巨大的機會:到2019年，汽車半導(dǎo)體市場的規(guī)模將從400億美元增長到2000億美元，而且這個數(shù)字還不包括用于汽車相關(guān)非車載應(yīng)用的半導(dǎo)體，如電動汽車充電器或V2X基礎(chǔ)設(shè)施。
還有可能發(fā)生更大的變化：汽車工業(yè)可以效仿其他技術(shù)驅(qū)動和軟件定義行業(yè)的模式，如個人電腦和智能產(chǎn)品。只有少數(shù)定位好的玩家才能捕捉到價值。
復(fù)雜的決策等待著：半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和全球汽車供應(yīng)鏈的汽車高管們面臨著如何投資的復(fù)雜決策(研發(fā)與并購)，以及在哪里投資。如何吸引人才贏得比賽。
汽車半導(dǎo)體市場可能會在2040年達到2000億美元。
汽車的未來
汽車工業(yè)正在發(fā)生根本性的變化，這將對汽車的制造和使用產(chǎn)生深遠的影響。汽車制造商和消費者將感受到影響，但半導(dǎo)體行業(yè)將使之成為可能。這是因為重塑汽車行業(yè)的四股強大力量——自主、電氣化、汽車互聯(lián)和移動即服務(wù)(MaaS)——都依賴于越來越多的數(shù)據(jù)和電子設(shè)備。
這些力量將導(dǎo)致電子在汽車設(shè)計中的角色和價值的巨大變化。我們估計，這種變化將使汽車半導(dǎo)體市場從20191年的400億美元提升到未來20年的1500億到2000億美元之間。
三十年來，汽車制造商一直在穩(wěn)步增加電子產(chǎn)品，以提高安全性、舒適性和燃油效率。最近，諸如自適應(yīng)巡航控制或車道偏離警告系統(tǒng)等先進的駕駛員輔助功能已經(jīng)成為許多車型的標準配置。今天的非傳統(tǒng)動力系統(tǒng)設(shè)計——混合動力和全電動汽車的半導(dǎo)體含量(按價值計算)是內(nèi)燃機汽車的兩倍。未來的全自動汽車將配備激光雷達傳感器、圖像識別系統(tǒng)和5G通信，其半導(dǎo)體含量可能是非自動汽車的8到10倍。
汽車市場已經(jīng)成為半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的首選。在2019年第14次KPMG全球半導(dǎo)體高管調(diào)查中，半導(dǎo)體高管表示，汽車是未來幾年公司增長的第二重要應(yīng)用，僅次于物聯(lián)網(wǎng)(loT)，領(lǐng)先于無線通信應(yīng)用(圖1)。
圖1： 半導(dǎo)體主管意識到汽車應(yīng)用的重要性
快速增長的前景和創(chuàng)新的需求吸引了整個供應(yīng)鏈的許多新進入者。有新的汽車與傳統(tǒng)汽車制造商直接競爭，許多科技公司(特別是自主駕駛和電動動力系統(tǒng))建立電子制造服務(wù)企業(yè)(有能力挑戰(zhàn)建立汽車電子供應(yīng)商對某些系統(tǒng)一級)和許多軟件供應(yīng)商，包括一些業(yè)內(nèi)頂尖的名字。
這意味著傳統(tǒng)的經(jīng)營方式正面臨壓力。汽車制造商、一級電子產(chǎn)品供應(yīng)商、一級半導(dǎo)體公司之間長期穩(wěn)固的關(guān)系正在轉(zhuǎn)變，以打造未來的汽車。市場參與者將需要與傳統(tǒng)參與者以及新進入者探索新的伙伴關(guān)系和合作模式。
隨著市場的增長，在價值獲取方面會有贏有輸。雖然汽車行業(yè)有自己獨特的特點，但它將受到與其他技術(shù)行業(yè)相同的市場動態(tài)的影響。
從個人電腦到智能手機，甚至是數(shù)據(jù)中心，那些最終提供或組裝大宗商品部件的公司，與那些主導(dǎo)高價值部件的公司(例如PC中的英特爾微處理器)，其命運一直存在著尖銳的分歧。在那些能夠控制用戶體驗和數(shù)據(jù)(就像蘋果在移動設(shè)備上所做的，或者谷歌在網(wǎng)絡(luò)上所做的)和那些不能控制用戶體驗和數(shù)據(jù)的用戶之間也有類似的區(qū)別。即使在今天，在我們在這篇文章中描述的四個趨勢所重塑的市場中，公司已經(jīng)在為贏得市場而不擇手段。
四個汽車趨勢正在加速半導(dǎo)體需求
汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品市場已經(jīng)取得了令人矚目的增長，預(yù)計2019年將達到400億美元。四個相互關(guān)聯(lián)的趨勢——電氣化、自動化、互聯(lián)性和移動即服務(wù)(MaaS)——將極大地改變典型汽車的特性(圖2)。
圖2： 四個汽車趨勢正在加速半導(dǎo)體需求
從2013年到2019年，銷售額以大約8%的復(fù)合年增長率增長250億到400億美元。今天，最重要的應(yīng)用是信息娛樂和遠程信息處理，車身便利，和動力系統(tǒng)(圖3)。然而，今天的汽車，以其所有基于電子的便利、性能和安全特性，僅僅代表了汽車工程的巨大轉(zhuǎn)變的開始。越來越多的功能和價值將基于軟件和電子，以及硬件和軟件的無縫集成，而不是機械部件。這將推動半導(dǎo)體需求，并改變汽車制造商、一級供應(yīng)商和芯片制造商之間的關(guān)系。
圖3
一、電動汽車
汽車工業(yè)將以多快的速度從燃油動力轉(zhuǎn)向電動汽車，這是一個有爭議的問題，但動力傳動系統(tǒng)的電氣化正在進行中。如今，電池驅(qū)動的電動汽車(BEVs)僅占全球輕型汽車銷量的2%，畢馬威(KPMG)的最新研究表明，電動汽車的大規(guī)模市場還需要十年或更長的時間。
然而，盡管對全球電動汽車銷量的預(yù)測差異很大，但大多數(shù)分析師都認為，到2030年，超過50%的汽車將實現(xiàn)某種形式的電氣化(見圖4)。而且，隨著汽車動力系統(tǒng)從傳統(tǒng)內(nèi)燃機車轉(zhuǎn)向電動汽車，每輛車的半導(dǎo)體含量(按價值計算)增加了一倍(圖5)，這是由于離散半導(dǎo)體、復(fù)合半導(dǎo)體和傳感器的使用增加。
圖4： 到2030年，某種類型的電動汽車將占據(jù)全球50%以上的市場份額
圖5：純電動汽車的半導(dǎo)體含量將是傳統(tǒng)內(nèi)燃機車的兩倍
二、自動駕駛汽車
汽車行業(yè)正在競相設(shè)計自動駕駛汽車。一輛不需要駕駛員的全自動汽車(如圖6所示，汽車工程師協(xié)會創(chuàng)造的等級為5級)在大規(guī)模生產(chǎn)汽車方面仍遙遙無期。但我們預(yù)計，4級車將在未來兩到三年內(nèi)出現(xiàn)在城市市場的商用車隊中。4級車可以在沒有司機的情況下，在有地理圍欄的地區(qū)以限速行駛。
圖6
多數(shù)分析師認為，到2030年，擁有4級或5級自主駕駛能力的汽車將占全球汽車總銷量的10%以上(圖7)這些車輛的半導(dǎo)體含量(按價值計算)將是沒有自動化的汽車(圖8)的8到10倍，與現(xiàn)在的汽車相比，它們將越來越像帶輪子的超級計算機。
圖7和圖8
三、車聯(lián)網(wǎng)
自上世紀90年代通用汽車(General Motors)推出OnStar系統(tǒng)以來，汽車制造商一直在生產(chǎn)能夠與外部世界連接的汽車。OnStar系統(tǒng)包括緊急通信和使用GPS和無線通信的自動撞車通知。從那時起，車輛遠程信息系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到提供導(dǎo)航、遠程車輛健康監(jiān)測、艦隊車輛跟蹤和其他基于通信的服務(wù)。
自動駕駛汽車將需要一個全新的連接水平。例如，Intel估計一輛聯(lián)網(wǎng)的汽車每天至少可以產(chǎn)生4tb的數(shù)據(jù)，包括導(dǎo)航、導(dǎo)航、信息娛樂和其他類型的信息。這些數(shù)據(jù)必須以最大的可靠性進行存儲、保護、傳輸和分析，以指導(dǎo)安全的車輛行動。所有這些功能都驅(qū)動著半導(dǎo)體需求，不僅在汽車本身，而且在所需的基礎(chǔ)設(shè)施中。
四、移動性即服務(wù)(MaaS)
最后，移動性即服務(wù)(MaaS)產(chǎn)品正在重塑人們和商品的移動方式。第一波移動服務(wù)——優(yōu)步(Uber)、Lyft、滴滴和olo等叫車平臺——已經(jīng)改變了人們在美國和世界各地城市的出行方式。畢馬威(KPMG)的分析顯示，70%的美國人每天只在優(yōu)步(Uber)或Lyft的皮卡車上待10分鐘。網(wǎng)約車和拼車已經(jīng)擾亂了出租車、快遞和汽車租賃業(yè)務(wù)，并正在影響大城市的汽車保有量模式?，F(xiàn)在，我們開始看到第二波移動服務(wù)，旨在移動和運送貨物，而不是人。
當電動汽車、AV、聯(lián)網(wǎng)車輛和MaaS會聚時，我們可以看到。
盡管MaaS汽車不一定需要聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛或電動，但我們認為，這四種趨勢的融合是MaaS增長的關(guān)鍵觸發(fā)點。電動汽車和全自動汽車對大多數(shù)消費者來說仍然過于昂貴，但當用于MaaS車隊時，自動聯(lián)網(wǎng)電動汽車的總擁有成本會發(fā)生變化。在我們的論文《Islands of Autonomy》中，我們解釋了提高車輛利用率、淘汰駕駛員、降低電動傳動系統(tǒng)的運行和維護成本將如何節(jié)約成本，從而可能迅速擴大MaaS的應(yīng)用。只要可靠的車輛技術(shù)和必要的基礎(chǔ)設(shè)施到位，作為一種服務(wù)的自主移動(AV-MaaS)可以成為城市地區(qū)個人車輛所有權(quán)的一個有吸引力和成本效益的替代選擇。
隨著對AV-MaaS汽車和其他先進汽車的需求不斷增長，汽車半導(dǎo)體的需求也在迎來前所未有的增長。
這四個趨勢將如何影響半導(dǎo)體行業(yè)
汽車電子技術(shù)日益成熟對半導(dǎo)體行業(yè)的最大影響是什么?最明顯的影響將是需求的加速增長。但進入汽車行業(yè)或擴大現(xiàn)有地位也需要在創(chuàng)新方面進行投資，以開發(fā)新產(chǎn)品、新材料和新包裝技術(shù)。最后，為了在不斷擴張的汽車行業(yè)中取勝，半導(dǎo)體供應(yīng)商應(yīng)該考慮新的組織設(shè)置、制造過程和進入市場的策略。
到2040年，汽車半導(dǎo)體市場可能達到2000億美元。這還不包括用于非車載相關(guān)應(yīng)用的半導(dǎo)體，比如充電站、V2X基礎(chǔ)設(shè)施和云計算系統(tǒng)。
如今，汽車應(yīng)用中半導(dǎo)體需求增長背后的兩股最大力量——自主和電氣化——在整個汽車行業(yè)中仍扮演著次要角色。但是，當技術(shù)能力和成本提高，當消費者更廣泛地接受新型汽車，當法規(guī)跟上時，這種情況將迅速改變。根據(jù)對自動駕駛汽車和電動汽車的需求預(yù)測，以及我們的半導(dǎo)體市場模型，我們預(yù)計，到2040年，汽車半導(dǎo)體銷量可能增長3.5至4.5倍。這意味著年復(fù)合增長率在6.2%到7.7%之間。如圖9。
圖9： 到2040年，需求將增加三倍以上。
這個數(shù)字只包括車輛上使用的半導(dǎo)體。實際上，還有許多與汽車相關(guān)的應(yīng)用也將推動半導(dǎo)體需求。例如:電動汽車充電站、基礎(chǔ)設(shè)施傳感器和連接性，以及用于支持自主汽車開發(fā)和持續(xù)運營所需的云計算基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)器。我們將在未來的論文中探討這些應(yīng)用。
這一增長將由先進的駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)、信息娛樂和遠程信息技術(shù)以及電力傳動系統(tǒng)的應(yīng)用引領(lǐng)。自動駕駛將需要ADAS和遠程信息技術(shù)的子應(yīng)用程序來保證安全運行(以及一個完美集成的硬件和軟件平臺)。而且，隨著乘客的注意力從駕駛中解放出來，自動駕駛汽車上的乘客預(yù)計會把時間花在使用更先進、更昂貴的車載信息娛樂系統(tǒng)上，從而刺激信息娛樂應(yīng)用的增長。
這意味著，在未來幾十年，半導(dǎo)體在汽車上的應(yīng)用組合將發(fā)生變化。ADAS、信息娛樂和遠程信息技術(shù)以及電力傳動系統(tǒng)中使用的芯片將從2019年的45%上升到2040年的80%。這表示三個應(yīng)用程序的復(fù)合增長率為10%(圖10)。
模型: 半導(dǎo)體市場模型為KPMG提供了一個工具，可以根據(jù)應(yīng)用、產(chǎn)品類型和車輛類型(動力總成和自主水平)，預(yù)測2019年至2040年半導(dǎo)體的詳細需求。這使我們能夠快速模擬半導(dǎo)體市場如何根據(jù)不斷變化的車輛需求發(fā)展，從而幫助半導(dǎo)體公司做出更明智和及時的決策。
方法: 利用KPMG的行業(yè)知識、專家訪談和IHS Markit發(fā)布的詳細汽車半導(dǎo)體數(shù)據(jù)，我們的團隊創(chuàng)建了一個半導(dǎo)體含量(單位和價值)的專有模型，根據(jù)車輛類型(動力系統(tǒng)和utonomy級別)和計算和內(nèi)存所需的性能級別。然后，我們預(yù)測了基于車輛數(shù)量和混合預(yù)測的半導(dǎo)體單位，最后半導(dǎo)體ASP(平均銷售價格)基于半導(dǎo)體單位數(shù)量。該模型已通過行業(yè)發(fā)布的數(shù)據(jù)和專家的意見進行了驗證。
應(yīng)用程序的轉(zhuǎn)變也將轉(zhuǎn)化為芯片銷售組合的變化。邏輯和內(nèi)存芯片的銷售預(yù)計將從自動駕駛和聯(lián)網(wǎng)汽車中獲益最多。電力傳動系統(tǒng)將推動模擬集成電路和離散半導(dǎo)體的銷售。
根據(jù)設(shè)計決策，對某些類型芯片的需求可能會以不同的方式演變。例如，汽車行業(yè)還沒有決定車上或云中應(yīng)該有多少內(nèi)存或處理能力。圖11展示了2040年三種主要應(yīng)用的產(chǎn)品組合，圖12展示了應(yīng)用和產(chǎn)品的交集。
需要在創(chuàng)新、關(guān)鍵設(shè)計和技術(shù)決策方面進行投資
半導(dǎo)體工業(yè)將被要求為新的汽車設(shè)計開發(fā)許多新的解決方案。工業(yè)不僅要開發(fā)新的集成電路設(shè)計，還必須創(chuàng)造新的封裝技術(shù)、新材料和新系統(tǒng)設(shè)計。這意味著對半導(dǎo)體公司的研發(fā)和并購組合進行大量投資和嚴格管理。
未來幾年，半導(dǎo)體行業(yè)的高管和工程師將根據(jù)汽車需求的變化，面臨一系列有關(guān)投資方向的關(guān)鍵決策。半導(dǎo)體企業(yè)高管面臨的一個困難例子是內(nèi)存和邏輯元件。
在存儲器、射頻、模擬和接口方面，存在復(fù)雜的設(shè)計問題。無線通信技術(shù)公司Mixcomm的首席執(zhí)行官(Mike Noonen說，如今使用更小的處理節(jié)點無法帶來與邏輯電路相同的性能、成本和尺寸優(yōu)勢。
這對設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。解決這一問題的一種方法是“異構(gòu)集成”，即在單個模塊中封裝單獨處理的硅模具。這種方法有自己的包裝和材料的挑戰(zhàn)，但已成功地應(yīng)用于移動電話和數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，現(xiàn)在正在考慮汽車。
Macronix市場營銷副總裁Anthony Le表示，未來，內(nèi)存技術(shù)的創(chuàng)新可能會顛覆目前的方法。
在邏輯方面，系統(tǒng)設(shè)計者可以在專用集成電路(ASIC)和現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)之間進行選擇。由于fpga的靈活性，它通常用于低產(chǎn)量的新興行業(yè)，這些行業(yè)仍在開發(fā)ASIC標準，ASIC通常提供更優(yōu)化的性能，更適合大批量生產(chǎn)或高度專業(yè)化的產(chǎn)品。這兩類產(chǎn)品都將受益于汽車應(yīng)用。
可編程邏輯器件供應(yīng)商Xilinx前高級副總裁、Copia Growth Partners董事總經(jīng)理Steve Glaser表示，該行業(yè)將繼續(xù)使用FPGA至少10年，直到其規(guī)模足以讓半導(dǎo)體供應(yīng)商開發(fā)定制解決方案。
電氣化本身也帶來了創(chuàng)新挑戰(zhàn)，最重要的是找到延長電池壽命的方法。對于高溫下的高效電力應(yīng)用，碳化硅(SiC)芯片正在成為一種成功的解決方案。
汽車制造商是不同的客戶
汽車市場與消費電子等其它大型半導(dǎo)體市場不同。體積更小，開發(fā)周期更長。這意味著，想要進入這一領(lǐng)域或增加收入的半導(dǎo)體公司將不得不做出調(diào)整。
首先，服務(wù)于汽車制造商可能需要新的商業(yè)案例評估方法。汽車設(shè)計周期從概念到生產(chǎn)很容易需要3到2年，而消費應(yīng)用則需要1到2年。手機用戶的數(shù)量也要低得多，一個特定客戶的年銷量通常不到100萬部，而移動客戶的年銷量只有數(shù)千萬部。產(chǎn)品供應(yīng)需要保證至少10到15年。隨著汽車越來越多的由硅和軟件定義的設(shè)備，業(yè)界意識到硬件和軟件的最佳集成是多么的復(fù)雜。這意味著，投資回報率和單位定價方面的考慮，將完全不同于芯片制造商在消費電子產(chǎn)品企業(yè)中所習(xí)慣的，它們將需要框架來制定針對汽車業(yè)務(wù)、公司及其戰(zhàn)略重點的財務(wù)理由。
公司經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，汽車客戶的特殊要求可能是現(xiàn)有組織難以滿足的。為了解決這個問題，一些半導(dǎo)體供應(yīng)商已經(jīng)為他們的汽車業(yè)務(wù)成立了專門的組織，并調(diào)整了他們的安全、可靠性和設(shè)計方法，以更好地服務(wù)于汽車行業(yè)的客戶。
還有其他挑戰(zhàn)。例如，芯片行業(yè)開始意識到，在先進的交通工具中，硬件和軟件的最佳集成是多么復(fù)雜。
“汽車制造商認識到它不僅僅是原始規(guī)格的芯片,但他們的技術(shù)合作伙伴可以提供一個健壯的AI云計算平臺,擴展了車,并包括一個復(fù)雜的車載軟件堆棧的能力和后期處理大量數(shù)據(jù)流在運行許多應(yīng)用程序”，英偉達汽車高級總監(jiān)Danny Shapiro說。
此外，未來的汽車和支持它所需要的基礎(chǔ)設(shè)施仍然是不斷變化的目標。支持聯(lián)網(wǎng)汽車的基礎(chǔ)設(shè)施仍在設(shè)計中，不會完全復(fù)制消費者移動基礎(chǔ)設(shè)施(例如，業(yè)界仍在就邊緣計算和云計算之間的適當平衡進行大量討論)。這意味著與這種分布式基礎(chǔ)設(shè)施通信的車輛內(nèi)的特定電子系統(tǒng)設(shè)計仍然需要進行重大改進。
半導(dǎo)體公司不僅需要創(chuàng)造單獨的集成電路，還需要了解它所處的不斷發(fā)展的應(yīng)用。這意味著半導(dǎo)體供應(yīng)商將需要與汽車OEM和新興的汽車云提供商合作。在大多數(shù)情況下，他們需要雇傭額外的應(yīng)用程序和軟件工程師。
上面的例子并不詳盡，但它們讓我們了解了半導(dǎo)體公司在決定投資時間和地點時所面臨的復(fù)雜性。
新的汽車市場，新的參與者，新的關(guān)系
汽車供應(yīng)鏈的其他參與者將需要適應(yīng)改變行業(yè)的趨勢，而這反過來又將影響半導(dǎo)體公司的運作方式。汽車制造商正在加速創(chuàng)新，創(chuàng)造新的自主、電動和聯(lián)網(wǎng)汽車。新的玩家正在蜂擁而至的汽車電子產(chǎn)品。傳統(tǒng)的供應(yīng)商也感受到了熱度。
汽車制造商正在轉(zhuǎn)變成半導(dǎo)體供應(yīng)商
隨著電動、自動和聯(lián)網(wǎng)汽車成為現(xiàn)實，汽車制造商被迫重新考慮他們成功所需的能力、技能和人才，在這一過程中，他們與半導(dǎo)體和電子供應(yīng)商進行了更密切的合作。
十年前，特斯拉承認，電子設(shè)計和軟件開發(fā)將是關(guān)鍵的戰(zhàn)略能力，它現(xiàn)在已經(jīng)為人工智能應(yīng)用開發(fā)了自己的IC設(shè)計。其他汽車制造商可能沒有設(shè)計自己的芯片，但他們認識到，他們必須在進入他們產(chǎn)品的技術(shù)中發(fā)揮更積極的作用。不像過去，汽車制造商主要與Tier 1廠商打交道時，但他們現(xiàn)在需要直接接觸半導(dǎo)體供應(yīng)商，并在關(guān)鍵組件上作為合作者而工作。
汽車制造商也認識到，隨著汽車變得更智能，他們將越來越依賴軟件來操作。估計需要1億行代碼才能讓一輛先進的汽車正常運行(見表13)。車輛所需的人工智能(AI)應(yīng)用增加了軟件解決方案的需求，這種軟件需求不僅在車載端，也在云端。顯然，汽車制造商必須雇傭更多的軟件工程師。一家汽車制造商告訴我們，它計劃在未來幾年內(nèi)將其軟件工程力量增加一倍，并預(yù)計汽車制造商將與軟件公司建立更多合作關(guān)系。為了應(yīng)對電氣化和自主性的挑戰(zhàn)，汽車制造商也在囤積電力電子和傳感器方面的人才。
包括軟件供應(yīng)商在內(nèi)的新玩家正在進入供應(yīng)鏈
汽車行業(yè)在向自主、電動和汽車之間互聯(lián)發(fā)展的趨勢下，將需要新的商業(yè)戰(zhàn)略。這讓許多新進入者進入到了汽車供應(yīng)鏈(表14)，這也為半導(dǎo)體公司的上市和創(chuàng)新戰(zhàn)略提供了新的思路。
供應(yīng)鏈中的一類進入者是新的汽車制造商，例如Rivian，這是一家由幾個業(yè)內(nèi)專家組成的美國電動汽車公司；以及Nio，這是一家總部位于上海的初創(chuàng)公司，專注于電動汽車和自主開發(fā)。
與此同時，過去更專注于消費者的電子制造服務(wù)供應(yīng)商，正在利用其在復(fù)雜系統(tǒng)的專業(yè)知識和制造流程為新興的汽車應(yīng)用提供服務(wù)。
電子制造服務(wù)提供商Flex的汽車創(chuàng)新主管Eric Hoarau說：“這些新的復(fù)雜汽車應(yīng)用需要軟硬件協(xié)同來構(gòu)成系統(tǒng)級解決方案，這就需要一個多學(xué)科和全球發(fā)展小組，以及可靠的制造工藝。Flex能夠利用其消費者和服務(wù)器專業(yè)知識，快速為汽車制造商提供創(chuàng)新的解決方案。”
圖14： 如今，行業(yè)參與者與各種各樣的公司合作，以實現(xiàn)車輛的新功能
半導(dǎo)體公司也將不得不與半導(dǎo)體行業(yè)的新進入者打交道，其中包括專注于特定子系統(tǒng)或應(yīng)用程序的技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)或汽車行業(yè)的新入者。半導(dǎo)體公司需要決定何時和如何與這些公司合作，以及何時競爭。由許多公司在其網(wǎng)站上展示的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)中可以看出，汽車行業(yè)的新進入者正在拓寬可以協(xié)作的領(lǐng)域。
一個更具破壞性的進入者群體可能是正在開發(fā)汽車軟件平臺的知名科技公司。這些公司的影響仍不清楚，但很明顯的是，先進汽車的基本軟件平臺標準的競爭將影響整個行業(yè)。和任何其他計算設(shè)備一樣，汽車需要一個基礎(chǔ)操作系統(tǒng)，其他軟件系統(tǒng)將在此基礎(chǔ)上運行(表15)。這通常在抽象層上運行，該抽象層將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序與物理硬件分開，這樣軟件就可以在多個車輛上運行。最后，需要用于自主駕駛、語音控制、駕駛員監(jiān)視、V2X(車輛到任何)應(yīng)用等的大量復(fù)雜應(yīng)用。
一個關(guān)鍵的競爭是能夠提供具有優(yōu)勢的汽車操作系統(tǒng)。特斯拉已經(jīng)開發(fā)了自己的系統(tǒng)，據(jù)傳蘋果正在開發(fā)解決方案，谷歌擁有Android汽車操作系統(tǒng)(不要和Android汽車混淆)，此外，另外幾家汽車供應(yīng)商已經(jīng)與黑莓/QNX和NVIDIA Drive OS合作(表15)。
汽車操作系統(tǒng)的獲勝者將獲得重要的優(yōu)勢。它將具有提供應(yīng)用程序的優(yōu)勢，類似于微軟利用Windows的方式，并獲得客戶數(shù)據(jù)的訪問權(quán)，這些數(shù)據(jù)可以用于銷售其他服務(wù)，就像在移動世界中一樣。這場比賽仍然很開放。但包括半導(dǎo)體公司在內(nèi)的供應(yīng)鏈的其余部分將需要繼續(xù)并行發(fā)展。
汽車制造商將最終擁有由車輛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，但是駕駛、安全、安全或維護（例如娛樂選擇）不需要的數(shù)據(jù)將流向軟件提供商。汽車制造商如何與軟件提供商建立關(guān)系將確定客戶行為數(shù)據(jù)的劃分方式。
Tier 1 供應(yīng)商可能面臨最大的挑戰(zhàn)和機遇
Tier 1供應(yīng)商意識到汽車制造商和芯片制造商之間更緊密合作的影響。他們還看到了軟件廠商的崛起對純硬件供應(yīng)商的威脅——有可能贏得更多的價值，給硬件制造商和裝配商留下更少的機會。因此，Tier 1供應(yīng)商正在對創(chuàng)新進行大量投資，包括軟件(例如西門子收購Mentor Graphics)，甚至自研芯片。在行業(yè)需要轉(zhuǎn)變的時候，他們?nèi)匀挥袡C會獲取價值。
盡管面臨挑戰(zhàn)和威脅，但目前，Tier 1仍然是唯一能夠滿足汽車制造商在數(shù)量，質(zhì)量和低成本方面的需求的廠商。接受此項研究采訪的行業(yè)專家一致認為，Tier 1可能處于最困難的位置，但是沒有人能夠找到可行的替代方案，也沒有人預(yù)測Tier 1會消失。在可預(yù)見的將來，Tier 1供應(yīng)商將仍然是半導(dǎo)體公司的重要客戶和汽車制造商的重要合作伙伴，并且隨著行業(yè)需求的變化，仍將有機會抓住價值。
從歷史中學(xué)習(xí)： 過去由技術(shù)驅(qū)動的行業(yè)顛覆
其他主要行業(yè)經(jīng)歷了技術(shù)驅(qū)動的中斷，這些中斷徹底改變了價值鏈，參與者的地位及其經(jīng)營方式。盡管汽車行業(yè)具有其自身的特定特征，但是這些行業(yè)提供了有關(guān)在制定穩(wěn)健的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略時應(yīng)采取的積極路徑和應(yīng)避免的陷阱的經(jīng)驗教訓(xùn)。
由于技術(shù)和數(shù)據(jù)驅(qū)動的創(chuàng)新，移動，數(shù)據(jù)中心和個人計算機行業(yè)經(jīng)歷了重大轉(zhuǎn)型。
在汽車工業(yè)中可能出現(xiàn)類似的破壞模式：
下一步是什么？ 汽車和半導(dǎo)體公司的戰(zhàn)略問題
隨著行業(yè)進入電動，自動駕駛和互聯(lián)汽車的新時代，半導(dǎo)體成為內(nèi)部計算引擎的新差異化技術(shù)，汽車和半導(dǎo)體行業(yè)的高管都將面臨許多關(guān)鍵的戰(zhàn)略問題。
以下列出的問題絕不是詳盡無遺的，但它給出了高級管理人員面臨的復(fù)雜決策的想法。答案將取決于特定公司的技術(shù)，競爭地位和資源。
汽車制造商和Tier 1供應(yīng)商
隨著車輛越來越多地由電子定義的軟件來滿足安全性，舒適性和改善用戶體驗的需求，汽車制造商和Tier 1供應(yīng)商必須決定如何利用和集成關(guān)鍵的半導(dǎo)體、軟件和數(shù)據(jù)，來適應(yīng)自身的發(fā)展。
汽車制造商是否應(yīng)該開發(fā)自己的完整芯片和軟件解決方案？他們應(yīng)該如何平衡從汽車到云的最佳硬件和軟件的集成需求，在保持對平臺和用戶體驗的控制權(quán)的同時，提供高效，安全和吸引人的產(chǎn)品？
汽車制造商和Tier 1供應(yīng)商應(yīng)如何獲得所需的軟件技能，他們應(yīng)該與軟件公司合作或收購軟件公司還是內(nèi)部開發(fā)技能？內(nèi)部知識需要有多廣泛和深入？
汽車制造商和Tier 1供應(yīng)商將如何在整個供應(yīng)鏈中滿足所需的數(shù)據(jù)安全標準？這些數(shù)據(jù)如何創(chuàng)造新的收入流？
汽車制造商是否應(yīng)該改變與半導(dǎo)體公司的接觸方式，特別是對于關(guān)鍵零部件？這是否會影響與其合作的重要的Tier 1供應(yīng)商之間的關(guān)系？
半導(dǎo)體設(shè)計師和制造商
伴隨著市場和供應(yīng)鏈迅速發(fā)展，半導(dǎo)體逐漸成為了汽車設(shè)計的核心。這使得半導(dǎo)體公司擁有了巨大的發(fā)展機會，但這些公司必須有效地管理風(fēng)險并制定進入新市場的戰(zhàn)略。
半導(dǎo)體公司應(yīng)如何制定投資和合作伙伴關(guān)系戰(zhàn)略，以應(yīng)對未來幾十年中的汽車行業(yè)發(fā)展趨勢？如何衡量實現(xiàn)這些長期目標的進度，以確定該策略是否能帶來收益？
半導(dǎo)體廠商應(yīng)該在哪里集中利用新ICE時代的集成解決方案或單個組件？公司是否需要提供車輛中最先進的硅片才能擁有可盈利的汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品組合？
最佳的軟件策略是什么？公司將如何獲得所需的軟件技能？它應(yīng)該與軟件公司合作，還是收購軟件公司還是在內(nèi)部進行技術(shù)研發(fā)？
最佳的研發(fā)策略是什么？并購在提升汽車能力與內(nèi)部創(chuàng)新方面將發(fā)揮多大作用？
較長的開發(fā)時間和產(chǎn)品生命周期如何影響半導(dǎo)體投資策略和R＆D產(chǎn)品組合？
應(yīng)采取怎樣的行動
我們認為，汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商和整個汽車供應(yīng)鏈的機遇都是巨大的。但是從現(xiàn)在過渡到電動，自動駕駛和聯(lián)網(wǎng)汽車世界的道路十分艱難，并且需要公司的高管們作出一些艱難的決定：
評估當前的上市方法和產(chǎn)品組合，以確定您是否有能力應(yīng)對新的汽車趨勢
考慮一項綜合的發(fā)展戰(zhàn)略，同時利用內(nèi)部研發(fā)和戰(zhàn)略并購，以平衡未經(jīng)驗證的技術(shù)風(fēng)險和長期成功所需的能力。
分析和量化中斷對整個汽車價值鏈當前關(guān)系的風(fēng)險和影響。
來源：2019-11-28 半導(dǎo)體行業(yè)觀察/KPMG
文章關(guān)鍵詞： 汽車半導(dǎo)體
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