國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈的 · 現(xiàn)狀 · 堵點(diǎn) · 展望

現(xiàn)狀：汽車迎來發(fā)展風(fēng)口，產(chǎn)業(yè)鏈積極響應(yīng)自主化號(hào)召

汽車從誕生以來由機(jī)械機(jī)構(gòu)定義的機(jī)械車，發(fā)展到電子驅(qū)動(dòng)的電控車，再有芯片和軟件定義的智能車，如同手機(jī)從移動(dòng)電話進(jìn)化為實(shí)時(shí)在線的智能終端，汽車也正在經(jīng)歷同樣的變革，汽車將成為新的移動(dòng)終端。汽車電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的風(fēng)口下，高性能芯片需求爆發(fā)增長。例如智能駕駛軟件開發(fā)復(fù)雜，豐富的開發(fā)工具將提高功能軟件的開發(fā)效率；復(fù)雜的算法需要強(qiáng)大的AI算力資源和高性能CPU來支持；傳感器數(shù)量的提升需要更豐富的SoC接口資源和更高帶寬······天水華天科技技術(shù)市場中心劉總監(jiān)在分享汽車電子應(yīng)用趨勢時(shí)表示，ADAS、EV/HEV、車身電子為汽車電子TOP 3的細(xì)分市場，Automotive HPC是增長最快的細(xì)分市場。中國車企在新一輪風(fēng)口中異軍突起。2022年全球新能源乘用車?yán)塾?jì)銷量1065萬輛，其中中國新能源乘用車688.7萬輛，全球市占率為65%，隨著中國汽車行業(yè)產(chǎn)能恢復(fù)，中國新能源乘用車銷量持續(xù)領(lǐng)跑全球。此外，根據(jù)市場調(diào)查機(jī)構(gòu)顯示，中國對(duì)于智能汽車的接受程度更高，對(duì)于自動(dòng)駕駛重要性的看法以及愿意為自動(dòng)駕駛支付溢價(jià)均優(yōu)于全球水平。

數(shù)據(jù)來源：黑芝麻智能現(xiàn)場演講數(shù)據(jù)

汽車三化已成大勢所趨，國際政治也在發(fā)生百年未有之大變局。地緣政治愈演愈烈，逆全球化、區(qū)域化、本土化趨勢加劇。一方面，國外廠商限制高端汽車元器件出口給國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)帶來不利掣肘的局面；另一方面，國產(chǎn)汽車芯片廠商贏來又一春天。

具體來說，國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上中下游從最開始的單打獨(dú)斗，逐漸走向抱團(tuán)取暖。無論是整車廠、Tier 1、Tier 2，還是核心零部件供應(yīng)商，產(chǎn)業(yè)已經(jīng)意識(shí)到核心技術(shù)需掌握在自己手中的重要性，供應(yīng)鏈安全成為產(chǎn)業(yè)最為關(guān)注的中心話題。于是，整車廠開始有意識(shí)采用國內(nèi)汽車芯片、架構(gòu)、方案、軟件、設(shè)備，自建技術(shù)攻關(guān)的研究院，國內(nèi)Tier 1、Tier 2聯(lián)合整車廠組建國內(nèi)完整、閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。廣汽研究院智能網(wǎng)聯(lián)中心也表示：“廣汽對(duì)行業(yè)開放需求，促進(jìn)引導(dǎo)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新突破‘卡脖子’難題，補(bǔ)齊芯片產(chǎn)品門類?！?/p>

政策加持，提升車芯產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全可靠水平。近幾年，從國家政策來看，“集成電路”一詞出現(xiàn)的頻率越來越高，中央提出要“加快構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主題，國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局”、頒布《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，隨后各省也紛紛出臺(tái)相應(yīng)本地化政策給予集成電路產(chǎn)業(yè)更寬廣的發(fā)展空間；今年4月，工信部發(fā)布《國家汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（征求意見稿）》，表明國家想要大力發(fā)展汽車行業(yè)的決心。汽車既站在了新能源的風(fēng)口，又緊靠集成電路產(chǎn)業(yè)支持，國內(nèi)汽車電子發(fā)展如火如荼。

堵點(diǎn)：高精尖技術(shù)難突破，產(chǎn)業(yè)鏈共贏意識(shí)待加強(qiáng)

目前汽車芯片發(fā)展遇到的挑戰(zhàn)主要分為3個(gè)：

其一是汽車研發(fā)周期長，一款進(jìn)入國際通用供應(yīng)鏈的車規(guī)級(jí)芯片的認(rèn)證要經(jīng)歷元器件認(rèn)證、板級(jí)認(rèn)證和系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證，通常需要3-5年時(shí)間

其二，汽車芯片要求高，車規(guī)級(jí)芯片認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)、周期長、成本高

其三，本土企業(yè)競爭力有待提升

企業(yè)銷售額決定了企業(yè)競爭力的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也反映企業(yè)有效的供給能力。2021年TI、英飛凌等全球十大汽車芯片巨頭占據(jù)市場46%的市場份額，有9家企業(yè)年銷售額已進(jìn)入百億美元俱樂部，而中國大陸芯片企業(yè)只占到4%的市場份額。

從汽車芯片具體分類來談目前遇到的困難和堵點(diǎn)

目前可以將國產(chǎn)車用半導(dǎo)體分為三個(gè)類別。

首先是 “易國產(chǎn)化產(chǎn)品”，如車載充電器MOSFET、中控主機(jī)、各類AD/DA、DCDC、LDO等，這類產(chǎn)品最大問題是要符合目前車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量要保證一致性；

其次是“難國產(chǎn)化產(chǎn)品”，例如電機(jī)控制器、電池管理系統(tǒng)SBC、中控主機(jī)、數(shù)字儀表盤NoR Flash、各類ECU-MCU，中驅(qū)總成，電機(jī)三合一等，這類產(chǎn)品國產(chǎn)化面臨最大的問題是技術(shù)缺失和車規(guī)化；

最后是“極難國產(chǎn)化產(chǎn)品”，例如智能控制器SoC和MPU、智能座艙SoC、大算力AI芯片等，這類產(chǎn)品不僅面臨技術(shù)缺失，還有技術(shù)壁壘的問題，某些高端車載芯片技術(shù)已經(jīng)被國外廠商壟斷，國內(nèi)廠商若想從中發(fā)力，一方面要投入大量的研發(fā)，另一方面還要注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)，繞過已有專利。在車規(guī)級(jí)總控芯片方面，自主可控核心IP才能構(gòu)建核心競爭優(yōu)勢。

數(shù)據(jù)來源：各公司年報(bào)，北京半導(dǎo)體協(xié)會(huì)

除了設(shè)計(jì)，車規(guī)芯片制造也是一大難題。目前我國車規(guī)制造標(biāo)準(zhǔn)體系不健全；有些產(chǎn)品缺乏應(yīng)用，測試認(rèn)證平臺(tái)不足，車規(guī)全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品制造工藝極度缺乏、高端芯片制造設(shè)備仍依賴進(jìn)口等種種大山橫亙在國產(chǎn)汽車芯片廠商面前。

在汽車芯片國產(chǎn)化具體操作層面，我們?nèi)悦媾R各類挑戰(zhàn)。珠海英博爾電器股份有限公司驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)首席技術(shù)官劉宏鑫在談及該問題時(shí)，認(rèn)為中國半導(dǎo)體行業(yè)目前在國際上處于較為被動(dòng)的局面，是因?yàn)檫^去十幾年“造不如買”的觀念成為隱形共識(shí)，以及長期不重視半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、制造研發(fā)和人才培養(yǎng)所致。

圖注：珠海英博爾電器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)首席技術(shù)官劉宏鑫

芯片國產(chǎn)化應(yīng)遵循先易后難、先簡單后復(fù)雜、先成熟后控制、先數(shù)字后模擬、先簡單CPU后高性能復(fù)雜CPU、先工業(yè)級(jí)后汽車級(jí)的順序。國內(nèi)目前在功率半導(dǎo)體、表貼二極管、三極管、MOS管領(lǐng)域相對(duì)來說表現(xiàn)亮眼，如華潤微、士蘭微、斯達(dá)、揚(yáng)杰科技等基本能完全代替國外同類產(chǎn)品。杭州士蘭微電子股份有限公司汽車電子事業(yè)部高級(jí)總監(jiān)李海峰表示2019年到2021年間，中國在全球MOSFET市場份額從3%增長至7%，同年士蘭微在全球IGBT領(lǐng)域從2.2%增長至3.5%。

但類似數(shù)字器件、ARM架構(gòu)、RSIC-V、哈佛架構(gòu)、定點(diǎn)與浮點(diǎn)等具有極高要求和壁壘的技術(shù)尚未有明顯突破。

此外，小部分國內(nèi)芯片廠商對(duì)研發(fā)態(tài)度不重視。雖然和同類產(chǎn)品是PIN-PIN設(shè)計(jì)，但規(guī)格書東拼西湊、移花接木，這一塊數(shù)據(jù)引用ST、那一塊性能引用TI，最后導(dǎo)致兼容性不足 ；產(chǎn)品性能指標(biāo)數(shù)據(jù)不切實(shí)際、測試數(shù)據(jù)不嚴(yán)格，導(dǎo)致產(chǎn)品在高溫高濕的應(yīng)用環(huán)境下失效或者性能嚴(yán)重變差，抗干擾問題突出；制造工藝跟不上使得最終產(chǎn)品性能差異較大，主要表現(xiàn)開關(guān)速度、負(fù)載能力、模擬精度與線性度等。

除了“卡脖子”的技術(shù)問題，國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈還需要進(jìn)一步提高協(xié)同能力。目前，產(chǎn)業(yè)鏈上下游還處于“合力辦事”階段，下一步要向“合力辦好事，高效辦事”大步邁進(jìn)。

汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)要向自身的上游和下游各看一段，各走一步，既要扶持上游產(chǎn)業(yè)，又要服務(wù)好下游產(chǎn)業(yè)。例如，搞設(shè)計(jì)的必須要了解制造流程，共同對(duì)工藝進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，在仿真軟件上跑通電路并不意味著萬事大吉；制造端要嘗試以“我”（PCB）為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥蛻魹橹?，充分了解客戶設(shè)計(jì)需求；整車廠、Tier 1積極開放需求，幫助芯片企業(yè)、高校、科研院提升解決產(chǎn)品應(yīng)用的能力。兆易創(chuàng)新科技集團(tuán)股份有限公司汽車產(chǎn)品部執(zhí)行總監(jiān)何芳認(rèn)為，汽車電子產(chǎn)業(yè)要以自研單元庫和器件出發(fā)，從FOT邁向COT模式的生態(tài)協(xié)同。

圖注：兆易創(chuàng)新 汽車產(chǎn)品部執(zhí)行總監(jiān)何芳

在這里要強(qiáng)調(diào)，協(xié)同進(jìn)步、開放需求、揭榜掛帥不代表 “內(nèi)卷”，在保證游戲規(guī)則、國內(nèi)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利的情況下，良性競爭才能讓行業(yè)蒸蒸日上。而搶人大戰(zhàn)、無視專利惡意抄襲、低端產(chǎn)品價(jià)格大戰(zhàn)、資本而非應(yīng)用牽引等，才是行業(yè)應(yīng)摒棄的陋習(xí)、惡習(xí)。

展望：應(yīng)用牽引，打造國內(nèi)國際車芯雙循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)

國內(nèi)汽車電子全產(chǎn)業(yè)要以應(yīng)用牽引為目的，不能僅僅停留“替代”階段，也不能讓國外產(chǎn)品“牽鼻子走”來限制研發(fā)和應(yīng)用思維，更不能以擴(kuò)產(chǎn)、上市為最終發(fā)展目的，需根據(jù)市場和終端需要來定向、本地化來研發(fā)制造。杰華特微電子股份有限公司大客戶銷售總監(jiān)臧真波在演講中提到“虛擬IDM”模式，即只有制造工藝、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和IC產(chǎn)品三個(gè)環(huán)節(jié)，與Foundry、 Fabless和IDM模式有所不同，充分結(jié)合自身實(shí)力和市場變幻的一種發(fā)展模式。

圖注：杰華特微電子 大客戶銷售總監(jiān)臧真波

國內(nèi)已有這樣一批企業(yè)，正在跳脫國外產(chǎn)品思維，立足本土市場進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)、供應(yīng)鏈創(chuàng)新，例如上海新傲芯翼科技有限公司王克睿提到的SOI襯底材料，可縮短開發(fā)周期、減小芯片面積和磨損；廣東芯粵能半導(dǎo)體有限公司首席運(yùn)營官戴學(xué)春提到SiC制造工廠的精益化生產(chǎn)，用智能化管理提高生產(chǎn)效率；上海維安半導(dǎo)體有限公司總經(jīng)理蘇海偉分享維安車規(guī)級(jí)器件五大應(yīng)用場景；上海晟矽微電子股份有限公司副總裁曾雪峰分享晟矽微在汽車MCU的解決方案；中科意創(chuàng)（廣州）科技有限公司廣東省大灣區(qū)集成電路與系統(tǒng)應(yīng)用研究總經(jīng)理任廣輝分享了車規(guī)SiC功率模塊及系統(tǒng)應(yīng)用；國民技術(shù)股份有限公司市場總監(jiān)程維分享了國民技術(shù)汽車電子產(chǎn)品主力國產(chǎn)化進(jìn)程的內(nèi)容；上海概倫電子股份有限公司高級(jí)經(jīng)理秦朝政則分享打造汽車電子芯片驅(qū)動(dòng)的EDA全流程。

國產(chǎn)化進(jìn)程轟轟烈烈并不意味著放棄國外市場，相反，我們要聯(lián)合可以聯(lián)合的朋友，不排斥一切正向利益的外來合作。產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定除了要有自己的核心供應(yīng)鏈，也要堅(jiān)持“同芯多源”,采用多種國內(nèi)外不同企業(yè)的方案來提高供應(yīng)鏈的質(zhì)量與柔性。電子元器件和集成電路交易中心股份有限公司大客戶負(fù)責(zé)人姜峰提到，國家聯(lián)合產(chǎn)業(yè)龍頭，打造元器件市場準(zhǔn)入芯片平臺(tái)，提供海內(nèi)外進(jìn)口物流、倉儲(chǔ)、關(guān)務(wù)等服務(wù)，促進(jìn)全球汽車供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈集聚融合、集群發(fā)展。

圖注：電子元器件和集成電路交易中心 大客戶負(fù)責(zé)人姜峰

千里之行，始于“輪”上。未來的全球化一定是基于本地化的全球化。即使現(xiàn)在可取代的芯片仍“杯水車薪”，車規(guī)級(jí)的制造壁壘依舊存在，但行業(yè)需要尊重市場，立足應(yīng)用，整車廠、Tier 1要帶頭建立起堅(jiān)固穩(wěn)定的材料、軟件、設(shè)計(jì)、制造、芯片產(chǎn)品、使用和消費(fèi)市場的國內(nèi)閉環(huán)供應(yīng)鏈保障能力，才能有能力、有底氣走出國門，加入國際供應(yīng)鏈體系，形成真正的“以國內(nèi)構(gòu)建國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國外雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局”。