新能源汽车正在带动整个汽车产业链进入新一轮生产革命。新能源汽车的快速发展激发了整个汽车产业链的深刻变革，由新能源汽车技术变革引发的产业格局重塑正在向汽车上下游产业链延展，创新需求在加大，创新空间在打开，使得整个汽车产业链的创新动力更加强劲，更大的拉动效应也开始逐渐展现出来。
电动智能化提速汽车电子“大脑”国产替代
日前，国产车规级微控制器（MCU）领域龙头企业上海芯旺微电子技术股份有限公司（以下简称“芯旺微”）申报科创板公开发行上市，拟募资超17亿元。
业内人士认为，车规级MCU是汽车电子设备的“大脑”，国产汽车品牌特别是新能源汽车品牌的崛起，将为国内车规级MCU厂商的长远发展带来支撑。
车规级MCU被称为汽车电子设备的“大脑”。资料图片
芯旺微冲击科创板
芯旺微的招股说明书（申报稿）显示，公司是一家以自主研发的KungFu指令集与MCU内核为基础，以车规级、工业级MCU的研发、设计及销售为主营业务的专业化集成电路设计企业。公司采用Fabless经营模式，对外采购主要包括晶圆制造、晶圆测试及芯片封装服务。报告期内，公司的晶圆代工厂主要为中芯国际、华虹宏力，晶圆测试厂主要为纪元微科、盛合晶微，芯片封装厂主要为日荣半导体、华天科技、西安微电子。公司主要供应商为行业内知名半导体厂商、境内外上市公司或其子公司。
自2015年起，芯旺微就启动了车规级MCU的技术及产品研发，形成了丰富的车规级技术积累及产品储备，报告期内，公司车规级MCU产品出货量超5000万颗，报告期各期，公司车规级MCU的营业收入分别为81.06万元、5755.78万元及22252.91万元。
目前，芯旺微车规级MCU已进入安波福、华域汽车、拓普集团、奥特佳、伯特利、英搏尔、华阳集团、星宇股份等多家知名汽车零部件厂商（Tier1、Tier2 等）的供应链体系，产品批量应用于上汽集团、一汽集团、长安汽车、广汽集团、比亚迪、吉利汽车、东风汽车、长城汽车、奇瑞汽车、理想汽车、小鹏汽车等众多国内知名汽车品牌厂商。另外，部分产品也已应用于大众汽车、现代汽车等知名外资汽车品牌厂商。
据悉，芯旺微此次冲击科创板IPO所募集资金，将投资于车规级MCU研发及产业化、工业级和AIoT MCU研发及产业化、车规级信号链及射频SoC芯片研发及产业化以及测试认证中心建设等项目。
芯旺微方面表示，以车规级MCU产品为核心，持续研发高性能高品质MCU，并深化公司在车规级信号链及射频SoC芯片等汽车芯片领域的产品布局。
电动智能化带动需求激增
汽车芯片可分为主控芯片、存储芯片、功率芯片、模拟芯片和传感器芯片等五大类，其中MCU为主控芯片的一种。
根据德勤统计数据，近十年来整车所用芯片平均数量不断上升。其中，传统燃油车单车从 2012 年平均使用438颗汽车芯片增长至2022年平均使用934颗，新能源汽车单车从 2012 年平均使用567颗汽车芯片增长至2022年平均使用1459颗。
MCU在汽车芯片上的价值占比较高。根据Strategy Analytics数据，传统燃油车中，MCU占汽车芯片的价值占比最高，约为23%；在纯电动车型中，MCU占汽车芯片的价值占比约为11%，仅次于功率半导体。
新能源汽车的“三电”系统将带动MCU的增量需求，如在新能源汽车的电池系统中， MCU 用于电池模组的分布式管理；在电驱系统中，MCU用于逆变器实现直流电向交流电转换；在电控系统中，MCU 用于电池管理系统（BMS）进行温度控制和充放电管理，用于整车控制器（VCU）中实现命令传输、任务调度、和能量管理。除“三电系统”外，新能源汽车的车载无线充电、声学汽车警报系统（AVAS）、新能源汽车配套的充电枪、充电桩等储能相关设备等也需要运用MCU执行运算和控制功能。
显然，在汽车电动智能化趋势下，MCU的应用前景十分可观。IC Insights发布的数据显示，全球MCU市场规模在经历2020年下降后，随着2021年全球经济复苏达到196亿美元，预计2022年将会继续保持增长趋势，达到215亿美元。IC Insights预测，从2021年到2026年，全球MCU市场规模的复合增长率约为6.7%，在2026年达到272亿美元。
2020年，全球MCU的下游应用领域主要为汽车电子、工业、消费电子、医疗健康和航空国防等，其中汽车电子占比约为35%，工业占比约为24%，合计占比近 60%。
我国工业用MCU和车用MCU市场份额同样可观。根据Omdia数据，2021年中国MCU市场规模约72亿美元（约合人民币464亿元），2022年增长至82亿美元（约合人民币552亿元），预计2023年市场规模达到约85亿美元。
国产替代空间广阔
近年来，我国新能源汽车量价齐升，市场渗透率持续提高。7月21日，国家发展改革委举行专题新闻发布会，介绍促进汽车、电子产品消费有关情况。从产销量看，今年上半年新能源汽车产销分别完成378.8万辆和374.7万辆，同比分别增长42.4%和44.1%。从市场占有率看，新能源汽车销量占全部汽车销量的比例达到28.3%，比2022年提升2.7个百分点。从保有量看，截至今年6月底，全国新能源汽车保有量超过1620万辆。
芯旺微方面认为，虽然我国汽车产销量连续多年位列世界第一，但在人均汽车保有量上却远低于欧美发达国家。根据公安部数据，2022年我国千人汽车保有量约为200余辆，与欧美发达国家500辆以上的千人汽车保有量水平相比，仍存在较大差距。随着我国城镇化进程加速、居民收入水平的提高以及消费升级，我国汽车市场增长空间广阔。
我国半导体光电子学物理及器件领域专家、深圳技术大学集成电路与光电芯片学院院长宁存政表示：“由于众所周知的原因，我国集成电路产业要想在5纳米和3纳米制程上短期实现突破很难。应该在先进制程上继续投资和技术攻关同时，积极提高成熟工艺上的制造能力和产能，争取占更大的市场份额。这确实是一个重要的战略做法。”
全球头部功率半导体公司Wolfspeed国内代理商、深圳市鹏源电子有限公司总经理阮胜超认为，在新的国内外市场环境下，中国车企纷纷在国内寻找汽车电子器件的“备胎”，国产厂商应抓住这个窗口期，实现“上车”。
“我国汽车电动化走在了全球最前列，本土市场的拉动成为国产芯片企业崛起的最有利因素。”深圳华强实业股份有限公司投资发展中心副总经理张戈说，我国汽车芯片优秀企业有望借行业景气周期与国产替代共振，实现迅速崛起，缩短在各领域的主要差距，并不断提升自主率。（记者 印朋 深圳报道）
新能源车市快速扩容激发工业机器人再创新
种种迹象表明，新能源汽车市场的快速发展，尤其是电动车的加快普及，给工业机器人产业带来了新一轮“生产革命”。
国际能源署今年早些时候发布的《2023年全球电动汽车展望》报告预测，今年全球电动汽车的销量将较上一年增长35%，达到1400万辆。报告还显示，目前绝大多数电动汽车销售集中在中国、欧洲和美国三大市场。其中，中国是领跑者，去年中国市场的电动汽车销量占到了全球销量的60%。
汽车生产车间里的“三高”
今天，当人们走进上汽通用汽车武汉奥特能超级工厂，这里的工程师会用有趣的“三高”来形容新一代的电动汽车生产线。据介绍，这里的电驱车间拥有世界一流水平的“高柔性、高精度、高自动化”机加工生产线。
图为上汽通用武汉奥特能工厂的工业机器人在工作。资料照片
针对前驱与后驱等不同造型的电驱单元，奥特能武汉工厂利用人工智能（AI）算法与虚拟仿真技术，通过数字化工艺开发，可以完成自动化工艺编排与全面化校核验证，实现工艺规划全过程的智能化设计，进一步提高了柔性化生产的效率和质量。
近年来，在全球范围内，智能制造、“工业4.0”等制造业转型升级的浪潮接踵而至，中国制造业也正朝着数字化、高端化加速演进。随之而来的软件、传感器、人工智能和人机界面（HMI）等行业的高速发展，不仅为全球带来了前所未有的发展机遇，也重塑了工业、商业和人们日常生活的面貌。
今年二季度，美国3M公司在其位于上海的中国研发中心发布了前瞻趋势2023年度洞察报告。报告分析认为，全球市场特别是中国新能源汽车市场的扩容，对工业机器人整体创新具有推动作用。
电池包自动化生产更“丝滑”
据了解，在这波工业机器人的再创新浪潮中，单是围绕电动汽车电池包的生产封装，就有多项工艺实现了升级或改进，生产自动化率大大提高。这不仅有助于传统劳动力的解放，也提高了电池包的安全性和耐用性。
以3M为例，今年5月，3M旗下的胶带定制自动化粘接系统和机器人自动化漆面修复系统在上海首发，旨在推动工业领域的自动化升级。
其中，胶带定制自动化粘接系统，就是针对中国电动汽车市场批量化出厂需求而开发的，它不仅有助于提升汽车部件之间的粘接强度，还可帮助企业降本增效。
3M全球资深副总裁兼中国总裁丁泓禹介绍说，目前3M正全力推进工厂的数字化升级，并加快匹配材料和组件的设计与研发，赋能中国本土消费者和客户的同时，也为中国数字经济的发展贡献新思路、新方案。
他说，3M见证并深度参与到了中国汽车产业，尤其是近年来电动汽车产业的腾飞历程。依托上海3M汽车材料科学学院（AMSA）的技术，以及工程师团队的强大阵容，3M正与汽车厂商和配件供应商密切协作，从热管理、装配、绝缘等维度入手，在着力提升电动汽车电池安全与性能的同时，降低动力电池全生命周期的“碳足迹”，助力中国汽车产业的绿色低碳发展。
为生产和服务插上智能“翅膀”
据介绍，奥特能武汉工厂电池车间的模组上线工位还首次将“机器人、3D点云视觉、力控感知”技术融合于一体，安装精度可达0.2毫米，有效避免了模组在组装过程中由于磕碰造成的潜在安全风险，确保电池在装配过程中零损伤。
目前，在奥特能武汉工厂电池生产车间，电池模组拧紧工位使用了六轴全自动一次性拧紧的装配技术，相比同类工艺效率提升50%，且拧紧过程关键参数扭矩、角度可100%监控与追溯，工艺精度和质量做到了行业领先。
另外，奥特能武汉工厂电池包的涂胶、合盖、拧紧工艺，全部由基于数字孪生技术的机器人自动完成。在设计涂胶装配方案时，系统针对轨迹、速度、出胶量等工艺参数进行了数百次的虚拟仿真测试，并结合大数据算法导出了最优参数，生产时将多次运行后的最优程序输出到现场设备。
不仅如此，为确保电池包的产品质量，奥特能武汉工厂还采用了深度学习算法的视觉技术，安装工艺测量精度小于0.1毫米，使得电池包的密封性能表现出色，达到了IP67防尘防水和IP6K9K高压喷水防护等级。
据中国机床工具工业协会网站介绍，近年来，国内新能源汽车发展突飞猛进，新能源汽车零部件的市场需求也在逐年扩大，推动新能源汽车转向丝杆、刹车丝杆等零部件市场不断扩容。
为此，部分企业着力改进机床、优化工艺，相关的工业自动化加工设备及其技术服务也在不断推陈出新。一些机床类企业集团，则在新能源车企“出海”提速的大背景下，专注服务于海外新能源汽车的销售和应用领域，助推中国式解决方案走向全球市场。
