“对于研发TPMS(胎压监测)芯片,我感触挺深的,现在大家对芯片这种‘卡脖子’产品的重要性和紧迫性都深入认识了。对于汽车半导体产业,(外界)其实还是对国产芯片存在较多的不信任,这是很要命的。”四维图新(002405,SZ)副总裁万铁军向《每日经济新闻》记者说道。

如今,乘着国家政策的东风,胎压监测(TPMS)系统自2020年1月1日起,在所有M1类车辆的新车中强制安装。《每日经济新闻》记者注意到,芯片占据了TPMS近一半的成本。目前,国内TPMS芯片产业呈现寡头垄断格局,芯片供应掌握在英飞凌和恩智浦等国际大厂手中。但可喜的是,近几年,国内芯片研发也逐渐加快脚步,已经有3家公司宣布TPMS芯片研发成功,拉开了TPMS芯片国产化的突围之路。

一套TPMS系统一般由“4个传感器(集成在轮胎气门嘴上)+1个接收器+1个显示器”构成。其中,传感器最主要的构成部件就是芯片。多家研究机构估计,芯片的成本占了TPMS系统制造成本的近50%。

保隆科技(603197,SH)证券部的一位工作人员向记者透露：“TPMS产品的毛利主要集中在电池和芯片环节,特别是芯片环节。”

万铁军向《每日经济新闻》记者指出：“胎压监测芯片现在还是以外商为主,但外商对中国市场的服务能力不到位,对国内模组厂的重视程度也不够。”

记者了解到,目前国内TPMS上游的芯片供应商主要是英飞凌(Infineon Technologies AG)和恩智浦(NXP Semiconductors)这两家企业。

英飞凌是一家德国半导体制造商,成立于1999年。英飞凌主要面向汽车、工业和多市场领域,销售半导体和系统以及芯片和安全产品。其中,英飞凌的TPMS系统芯片业务归属于其汽车事业部。根据英飞凌官网,公司2003年以来的各代TPMS传感器产品在全球范围内的销量已经超过1.5亿件。2019财年,公司实现销售额80亿欧元。

咨询公司Strategy Analytics于2019年4月发布了一份关于汽车半导体产业的研究报告,该报告公布了2018年汽车半导体供应商市场份额排名,恩智浦以12.0%的市场份额位列第一,英飞凌则以11.2%的市场份额位列第二。

万通智控(300643,SZ)的招股书显示,从2007年开始,英飞凌TPMS芯片经过了三种型号,分别是SP30、SP37和SP40。

根据英飞凌官网,SP37芯片是在一个封装中包含感测元件、微控制器、LF接收器、RF发射器和更多元件,只需少量外部元件即可构建完整的TPMS模块。SP37传感器设计基于英飞凌专利批量微机械加工感测技术,测量压力、径向加速、温度和电源电压,工作压力范围100kPa到900kPa。通过英飞凌官网购买SP37芯片,其价格为6.42美元/个。

恩智浦的TPMS芯片业务是由其收购飞思卡尔而来。2007年,飞思卡尔开发了MPXY8300直接式胎压监测单芯片解决方案,减少了多器件的处理、印刷电路板的尺寸。恩智浦称,小尺寸使供应商有机会让各种采用不同轮辋尺寸的车型使用一个解决方案。

恩智浦官网显示,其TPMS芯片目前有FXTH87、FXTH8715和FXTH87E三种型号。

FXTH87E是恩智浦压力传感器产品系列中的一个高度集成的轮胎压力传感器系列,封装尺寸为7mm × 7mm,有100kPa~500kPa和100kPa~900kPa两种压力测量范围,通过其官网购买的价格为2.6美元/个。

记者查询招股书注意到,万通智控的TPMS芯片主要源自英飞凌,保隆科技的TPMS芯片则主要源自恩智浦。

在2016年的第十四届北京国际汽车展览会上,广东合微集成电路技术有限公司(以下简称广东合微)展示了公司用3年时间研制的、尺寸只有6mm×6mm的一款TPMS芯片,赢得了很多汽车厂商的关注。

启信宝显示,广东合微成立于2012年7月,法定代表人为冯良。公司官网显示,冯良自2012年离开华为开始创业。

根据广东合微官网信息,其HIWAY800型号TPMS芯片,是国内首款专为胎压监测系统设计的芯片,尺寸为全球最小。该款芯片可对轮胎的气压、温度进行实时、准确地测量。采用了广东合微的多项专利技术,使其封装尺寸小、重量轻、散热和抗震性能俱佳。该芯片的气压检测范围为0~700kPa和0~1400kPa两种。

此后,宁波琻捷电子科技有限公司和合肥杰发科技有限公司(上市公司四维图新的全资子公司,以下简称杰发科技)的TPMS芯片也研发成功。

2019年11月26日,四维图新发布公告称,杰发科技自主设计的胎压监测传感器芯片研制成功并具备了量产能力。四维图新表示,杰发科技胎压监测传感器芯片的研制成功,打破了胎压监测传感器芯片目前基本由外国厂商垄断的局面。

提到芯片的研发过程,万铁军向《每日经济新闻》记者透露：“2013年我们在IVI(车载信息娱乐系统)领域做到了市场占有率第一,我们发现,有些客户搭载(用)英飞凌的TPMS模块和我们的IVI做对接,越来越多的厂商关注到TPMS产品,我们也就开始介入了。”

研发芯片从无到有,并非易事。万铁军表示：“国内传感器方面相关的人才非常稀缺,(我们)优秀的工程师们废寝忘食地去自学。研发过程需要很多特殊的仪器和环境,在国内完全没有,我们只能去找有近似设备的厂商,跟他们解释我们需要一个什么样的设备。”

“汽车半导体可能是民用半导体中最艰辛的一个方向,从设计到验证、导入、量产,再到产生效益,这个过程特别长。因为一方面涉及安全,另一方面,汽车半导体多样但小量。胎压监测芯片已经算是汽车半导体芯片中量比较大的了,上量可能会达到上亿颗,但是手机芯片市场规模会达到十几亿颗。”万铁军如此说道。

值得注意的是,恩智浦芯片功耗性能卓越。国内厂商大多数都从芯片尺寸和测量范围突围,压力测量范围普遍高于国际品牌,封装的大小也都小于恩智浦的芯片尺寸。

万铁军称：“我们的芯片休眠电流做到了138nA,英飞凌和飞思卡尔基本上是200nA左右,我们有后发优势。(我们TPMS芯片)一代的产品(监测范围)是到900kpa,适用于6吨以下的小货车及所有的乘用车。第二代也在设计中,(监测范围)要扩大到1600kpa,适用所有类型车辆。”

值得注意的是,TPMS芯片的价格呈现逐年下滑的趋势。

2014年至2016年,万通智控的芯片采购单价分别为18.3元/个、16.22元/个和15.64元/个。同时期,保隆科技的芯片采购单价分别为10.66元/个、9.86元/个和8.46元/个。

针对芯片价格的下降趋势,万铁军向记者表示：“这是半导体产业的特性,产品都会有年降现象。应对这种现象主要通过两点：第一,产品的出货量大了之后,其本身的制造成本会快速下降,所以要做到快速上量。第二,要抓紧时间做下一代,通过技术进步,提供性能更好、成本更优的下一代产品,芯片公司需要不停地做这样的事情。”

在研究和采访TPMS芯片产业的过程中,《每日经济新闻》记者注意到,除了芯片价格的年降现象,芯片国产化的路途仍然漫长,究其原因,一是消费者信任度问题,二是供应链问题。

万铁军向记者表示：“全球的汽车工业大概分成三大体系,欧美的车厂用的是欧美的汽车半导体芯片,日韩的车厂基本上用的是日本的汽车半导体芯片,中国的车厂则用的是欧美和日本的汽车半导体芯片。我们没有形成自己的生态链,非常需要咱们国家的汽车厂给一些公平的竞争机会,而不是国产的零部件厂瞧不起国产芯片,国产车瞧不起国产零部件,市场又瞧不起国产车,这就会变成死循环。”

一位芯片业内人士向记者透露,芯片生产企业大体上分为两种类型,一种是IDM型,一种是IDH型。其中,IDM型企业打通芯片产业的各个环节,设计、制造、封装和测试全部自己完成。而IDH型企业主要专注于设计,其制造、封装和测试需要依靠产业链内其他参与者共同完成,目前国内不少芯片公司都属于IDH型。

万铁军向记者分析称：“目前国内TPMS芯片行业最大的短板还是在供应链的部分,供应链的突破是非常不容易的,因其管理非常复杂。特别是在传感器的加工、测试和封装的环节,国内的厂商没有达到我们的要求,技术和良率控制没办法达到我们的需要,所以我们产品的生产环节还全部都在境外。”

万铁军建议,芯片的性能需要在产品化应用过程中不断地验证,才能够逐步提高,这也需要大家互相扶持。“我们其实有信心一步一步来,从胎压监测芯片这种细分市场开始,去跟国际的大厂同台竞争。”