安森美:關(guān)注智能電源和感知,賦能汽車和工業(yè)
1 可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn):智能電源和感知
如果看一下溫室氣體的排放趨勢,汽車、工業(yè)領(lǐng)域占了溫室氣體排放的三分之二(其中汽車14%,工業(yè)52%),這是安森美重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。但在汽車和工業(yè)領(lǐng)域,細(xì)分市場非常多,一家公司想要選好陣地很難。安森美的戰(zhàn)略是看可持續(xù)發(fā)展的大趨勢。盡管細(xì)分市場非常繁多,但共同點(diǎn)是可持續(xù)發(fā)展,無論汽車行業(yè)還是工業(yè)領(lǐng)域,最后都會集中到兩個非常關(guān)鍵的技術(shù):電源技術(shù),感知技術(shù)。電源是新的前沿,因?yàn)闅夂蚝涂沙掷m(xù)發(fā)展是電氣化和電源高能效主要的需求驅(qū)動力。同時汽車和工業(yè)也在加速電氣化和自動化。感知方面,通過工業(yè)自動化可以驅(qū)動更大的產(chǎn)出,帶來更高的效率;在汽車行業(yè),通過智能感知可以加速自主功能, 加快L2+ 的自動駕駛的步伐。擁有顛覆性技術(shù)和強(qiáng)大生態(tài)的企業(yè)將會獲勝,尤其在未來10 年會獲得好的發(fā)展。如果看智能電源和智能感知,據(jù)OMDIA 2020 年7 月的報告,2021—2025 年可以分別實(shí)現(xiàn)6% 和10% 的年復(fù)合增長率(CAGR)。而汽車和工業(yè)相關(guān)的領(lǐng)域與這兩項技術(shù)是息息相關(guān)的。通過智能電源和智能感知技術(shù),安森美希望讓客戶實(shí)現(xiàn)“魚和熊掌兼得”,實(shí)現(xiàn)相輔相成發(fā)展的力量??蛻魺o需在成本、能效、性能、芯片的占位和重量方面做取舍,即可享受所有這些方面帶來的優(yōu)勢。例如有了智能電源技術(shù)就可以更好地控制電壓、電流和溫度,然后通過感知的集成實(shí)現(xiàn)更高的能效??蛻羯踔量稍诟邷丨h(huán)境下非常安全地作業(yè),同時降低散熱方面的需求,整個產(chǎn)品更加輕盈,同時實(shí)現(xiàn)每個模塊更少的裸片,提高所需的功率。例如,電動車在額定電池容量下可以實(shí)現(xiàn)更高的功率范圍,達(dá)到更長的續(xù)航里程。智能感知可提供最先進(jìn)的功能,達(dá)到最佳的效果,可在最小的封裝之內(nèi)提高能效,減少系統(tǒng)延遲。因此處理器或傳感器可能處于邊緣/ 攝像頭之內(nèi),而不再集中放置,所以能夠提供更好的效果。
2 熱點(diǎn)應(yīng)用的趨勢
1)云電源和5G。因?yàn)楝F(xiàn)在數(shù)據(jù)中心部署的步伐加快,數(shù)據(jù)中心的物理密度增加會提升功耗;同時由于5G 全球部署使這些數(shù)據(jù)中心的發(fā)展步伐非???。這些耗電大戶能耗是一方面,但是另一方面需要考慮的是密度,在服務(wù)器、計算處理器電源功率密度是怎么樣的,密度提升可以提升能效。所以安森美會投入與功率密度相關(guān)的技術(shù),包括IGBT 在內(nèi),優(yōu)化在碳化硅方面的能效,至于投資主要分了3 個層面:①底層技術(shù)方面,進(jìn)行相應(yīng)的投入;②基于技術(shù)構(gòu)建起來的產(chǎn)品,在提升產(chǎn)品性能方面進(jìn)行相應(yīng)的投入;③把產(chǎn)品組合成模塊,在模塊設(shè)計和工程方面也會有相應(yīng)的投入。安森美的團(tuán)隊非常專注在這3 個方面,創(chuàng)新目前都是非常領(lǐng)先的。
2)工業(yè)。主要有3 個領(lǐng)域:工廠自動化、能源基礎(chǔ)設(shè)施、電動車充電。
● 工廠自動化。安森美專注于提高生產(chǎn)力和吞吐量,還有智能化方面,通過自主系統(tǒng)根據(jù)編程的參數(shù)和人工智能(AI)來做決定,使得機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人成為可能。
● 能源基礎(chǔ)設(shè)施。因?yàn)楝F(xiàn)在的能源需求增長非常迅速,需要看可再生能源的發(fā)展,通過可再生能源去支持能源需求的增長。同時考慮到儲能系統(tǒng),完善能源連續(xù)使用的周期,例如在夜間沒有太陽能的時候就需要相應(yīng)的儲能方案。
● 充電。很多企業(yè)在進(jìn)行大量的投資,主要是創(chuàng)新快速充電的系統(tǒng),這樣電動車不用等待好幾個小時才充滿電,而是在20~30 分鐘之內(nèi)就可完成。
3)機(jī)器視覺。很多高速動態(tài)場景,例如人們快速地眨眼,還有快速移動的物體,如果是通過卷簾快門的方式去捕捉、曝光,得到的圖像/ 影像是被扭曲的。但是如果有了安森美的小封裝全局快門,就可以非常清晰地捕捉到動態(tài)的、沒有扭曲的圖像,這在汽車安全系統(tǒng)和工業(yè)自動化系統(tǒng)中是非常必要的。
4)先進(jìn)安全。汽車駕乘者對于安全的需求是非常高的,而且汽車行業(yè)的用例和其他行業(yè)不一樣:感知必須要絕對可靠,而且日夜兼程都要有保證。
為了使汽車攝像頭的智能感知技術(shù)絕對可靠,安森美分析了4 000 多種故障模式——這個覆蓋面比所有的競爭對手都要廣,而且要做得比人眼視覺更好,這樣才能夠拯救生命。安森美的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS) 里智能感知所占的市場份額超越了所有競爭對手的總和。據(jù)安森美測算,安森美的解決方案平均每個小時會拯救9 條生命。安森美的優(yōu)勢在于攝像頭比人眼的視覺強(qiáng)百倍。汽車的攝像頭非常重要,無論是白天太陽光之下,還是在夜間根本沒有路燈的道路上,都需要同一個攝像頭能夠看清所有的圖像,感知到所有的圖像。不像手機(jī)在夜間或光線較暗的時候,可以把手電筒打開,汽車需要同一個攝像頭,而且要能夠遠(yuǎn)距離地去探測到物體。安森美的800 萬像素傳感器可以在185 米的距離外檢測到行人和石頭,是人眼視覺的100 倍。又例如汽車開到了煙霧之中,可能人眼已經(jīng)看不見了,但是汽車的攝像頭通過智能感知技術(shù),能夠看到煙霧之中的前車在哪里。所以智能感知方案一定要超越人眼,并且要以3D 的方式去看到前面的車。安森美的這種智能感知技術(shù)是用了最小的占位、封裝,具有能效、重量和性能的絕對優(yōu)勢。
5)電動車
據(jù)瑞士信貸(Credit Suisse)2021 年3 月26 日的報告,預(yù)計2028 年,電動和混動車將占到汽車銷量的50% 以上(如圖1)。所以這是一個極大的機(jī)會,能夠支持可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。
安森美有廣泛的產(chǎn)品組合來支持快速的汽車電子含量的增長。安森美的產(chǎn)品解決方案能夠使得每輛車的電源含量達(dá)到超過750 美元,能夠以高能效的電源方案延長汽車的行駛里程。
傳動系統(tǒng)和先進(jìn)安全共同推動車輛的電子含量的增長,它是一對雙引擎。如果從傳動系統(tǒng)來看,是從內(nèi)燃機(jī)向電動機(jī)方向逐漸地發(fā)展。先進(jìn)的安全就是自動駕駛從L0 級、L1 級一直到L4/L5 級發(fā)展。所以在內(nèi)燃機(jī)時代,如果是L0 級、L1 級的汽車,可能車輛的電子含量只有50 美元,生產(chǎn)到48 V、L2+ 的汽車,電子含量可能會達(dá)到280 美元。再到電動車、混動車L2+,電子含量會達(dá)到750 美元。未來如果達(dá)到L4/L5 級自動駕駛,電子含量的機(jī)會可以達(dá)到每輛車1 600 美元??匆幌聦?shí)際的客戶情況(如圖2),如果是L2+ 自動駕駛功能或者是汽車安全用的是電動車或者是混動車,可以達(dá)到每輛車715 美元的含量;而在2019 年的時候,客戶只需要131美元,所以僅僅3 年的時間就翻了5 倍。
所以從內(nèi)燃機(jī)的汽車時代一直到L4/L5 級自動駕駛的電動車、混動車,可以推動30 倍以上的電子含量增長。
3 安森美的規(guī)劃
據(jù)OMDIA 和Gartner 的預(yù)測,2021—2025 年智能電源、智能感知和其他半導(dǎo)體的年復(fù)合增長率為3.5%~4.0%[ 注1]。安森美的年復(fù)合增長率目標(biāo)是7%~9%,其中智能電源會高出市場的平均水平,達(dá)到15% 的增長;而智能感知也可以達(dá)到13% 的增長。在汽車和工業(yè)領(lǐng)域,安森美的目標(biāo)是收入占比從2021 年的60% 增長到2025 年的75%。預(yù)計未來幾年的年復(fù)合增長率達(dá)7%~9%,其中汽車行業(yè)是17%,工業(yè)領(lǐng)域是7%,其他的一些市場有可能會所下降,但是5G 也是一個非常重要的市場,預(yù)計5G 方面的年復(fù)合增長率將達(dá)11%。安森美的客戶群是高度多樣化的,前20 大客戶占到了35%。關(guān)于銷售渠道,40% 是直接銷售,60% 通過代理。所以通過這種多元的組合銷售方式,可以更高效地服務(wù)于各個客戶。同時,安森美的整個業(yè)務(wù)模式也從傳統(tǒng)的垂直整合制造商(IDM)模式逐漸轉(zhuǎn)向Fab-Liter(輕量級的晶圓廠制造)。因?yàn)閭鹘y(tǒng)制造的弱點(diǎn)是需要大規(guī)模地擴(kuò)充產(chǎn)能,但有時回報率不是很高;今后,安森美會采取更加靈活的制造路線和策略,同時利用內(nèi)部和外部的產(chǎn)能,把資源更多地投入到差異化技術(shù)和戰(zhàn)略增長的領(lǐng)域。所以安森美會退出規(guī)模不足的晶圓廠,把重心轉(zhuǎn)向300 mm 的產(chǎn)能。同時也會加大通用封裝后端廠的外部產(chǎn)量,外部產(chǎn)量將從2021 年的34% 提升到約45%。在中國,安森美也會采取一致性的制勝策略。例如,將順應(yīng)中國發(fā)展大趨勢,發(fā)展智能電源和智能感知技術(shù),推動2 倍的市場增長,尤其關(guān)注汽車功能電子化、自動駕駛、機(jī)器視覺、工廠自動化、5G、云電源這些領(lǐng)域。最重要的一點(diǎn)是,安森美會與中國的戰(zhàn)略客戶簽訂長期的供應(yīng)協(xié)議,這樣當(dāng)客戶需要進(jìn)行產(chǎn)能或者需求擴(kuò)張的時候,能夠給他們保證長期穩(wěn)定的供應(yīng)。同時安森美也會支持中國的2030 碳達(dá)峰、2060 碳中和的目標(biāo)。
4 在碳化硅和氮化鎵領(lǐng)域的投資結(jié)構(gòu)
如果看2021 年2 季度的財報,營收6% 做了資本投入,投資于新的技術(shù)和產(chǎn)能。未來2 年在產(chǎn)能方面的投入將會是現(xiàn)在的2 倍,投入主要有兩個方面,①擴(kuò)充300 mm 晶圓廠的產(chǎn)能,②在整個碳化硅供應(yīng)鏈環(huán)節(jié),包括從襯底到最終產(chǎn)品到封裝相關(guān)的技術(shù)都會進(jìn)行較大的投入,未來5 年公司制造產(chǎn)能將會是現(xiàn)在的1.3 倍。
5 芯片短缺主要原因及預(yù)測
2019 年整個半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入了去庫存的階段,因?yàn)楹芏嗫蛻粼?018 年采購了大量的芯片,2019 年還有剩余的庫存沒有用完,消費(fèi)不是特別旺盛。因此行業(yè)的產(chǎn)能也有相應(yīng)的調(diào)整。但是到了2020 年疫情席卷全球影響了所有的行業(yè),大家都處在基本停滯的狀態(tài)。到了2021 年,各個行業(yè)開始逐漸恢復(fù),恢復(fù)之后就是所有的行業(yè),包括汽車行業(yè)、消費(fèi)者行業(yè),因?yàn)楹芏嗳司蛹肄k公,需求增大。當(dāng)需求從四面八方來的時候,半導(dǎo)體行業(yè)的產(chǎn)能一時跟不上需求的涌現(xiàn),所以這是目前芯片短缺最大的原因。未來是否會出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的情況? El-Khoury 認(rèn)為安森美不會出現(xiàn)。因?yàn)槠駴]有哪家能夠百分百地將供應(yīng)和需求完全匹配。盡管供應(yīng)有所增加,但需求增加得更加旺盛。例如智能電源和智能感知技術(shù),如果智能電源技術(shù)發(fā)展起來有了更多的產(chǎn)品,電動車領(lǐng)域也會相應(yīng)有更加長足的發(fā)展。
6 未來自動駕駛的落地需要多長的時間
現(xiàn)在市場上人們已經(jīng)開始很少談及L4/L5 自動駕駛,換了一個說法叫L2+,這其實(shí)是比較好也是可持續(xù)的方向。L2+ 現(xiàn)在已經(jīng)具備了,汽車中電子含量大大增加了,不管是攝像頭還是雷達(dá)、激光雷達(dá)。El-Khoury認(rèn)為,未來5%~10% L2+ 都是舒適區(qū)。像AutoX 等公司在一些有限的條件下,能夠在市區(qū)環(huán)境實(shí)現(xiàn)完全的自動駕駛了。但就大眾市場全面自動駕駛的實(shí)現(xiàn),還得是下個年代的事情,未來5~10 年不會完全落地,要再下個10 年。
7 為何在汽車圖像傳感器領(lǐng)域有優(yōu)勢
的確有一些新公司想要進(jìn)入汽車市場,尤其是進(jìn)入到CMOS 圖像傳感器(CIS) 的領(lǐng)域。但是安森美的業(yè)務(wù)并沒有涉及到移動和消費(fèi)市場,還是專注于汽車市場,在汽車市場安森美的全球市占率達(dá)到60%,在ADAS的市占率是80%,還是有相當(dāng)大的優(yōu)勢。因?yàn)榘采赖募夹g(shù)從最開始就是為汽車行業(yè)設(shè)計,而不是將用于移動和消費(fèi)行業(yè)的相關(guān)技術(shù)拿來的嫁接到汽車上。安森美為汽車從頭進(jìn)行量身定制專屬設(shè)計,具備很多優(yōu)勢。例如強(qiáng)調(diào)汽車的攝像頭在非常亮和暗的環(huán)境下一視同仁,有智能感知和高像素范圍,即HDR(高動態(tài)范圍)。全局快門可以探測到快速移動的物體,并且使得這個圖像成型,這都是安森美具有的優(yōu)勢技術(shù)。另外,車輛安全最高的等級要求汽車內(nèi)部的攝像頭不能夠出故障,必須絕對可靠,這也是安森美的專利/ IP。
8 安森美的最大特色和優(yōu)勢
員工創(chuàng)新的能力和差異化能力是安森美最大的優(yōu)勢。不管是在任何行業(yè)和市場,在員工能力的支持基礎(chǔ)之上,安森美有優(yōu)勢的技術(shù)、器件、封裝等,在市場上處于領(lǐng)先地位,幫助客戶解決問題。無論產(chǎn)品技術(shù)多好,背后支持的都是員工、人的創(chuàng)新能力,這是最寶貴的資產(chǎn)。
注1:智能電源:包括功率分立器件,功率模塊,模擬電源IC。
智能感知:包括圖像傳感器,激光雷達(dá),超聲波傳感器接口,圖像處理器。
其他:包括連接,邏輯,MCU,光耦,EEPROM,小信號產(chǎn)品,齊納二極管等。
(本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年9月期)
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