如何破解車規(guī)級(jí)芯片生產(chǎn)能力難題

汽車缺芯一度爆上熱搜，小鵬汽車董事長(zhǎng)何小鵬還曾發(fā)可達(dá)鴨配圖，發(fā)出急求芯片的信號(hào)預(yù)計(jì)該交易的連鎖反應(yīng)將極大地影響市場(chǎng)的半導(dǎo)體供應(yīng)。

據(jù)了解，目前各領(lǐng)域?qū)?a target="_blank">芯片要求的排序：航天芯片＞軍工芯片＞車規(guī)芯片＞工業(yè)芯片＞消費(fèi)芯片。汽車對(duì)芯片的要求是高于工業(yè)，高于手機(jī)、電視等消費(fèi)類數(shù)碼電器產(chǎn)品的。

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制造汽車的芯片有哪些？

而制造一輛新能源汽車需要哪些芯片？

據(jù)了解，2021年平均每輛車所需芯片數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了1000顆以上。而新能源汽車正在加速發(fā)展，一臺(tái)新能源汽車搭載的芯片數(shù)量達(dá)到了1000顆以上，可以說(shuō)新能源汽車是芯片“大戶”。

汽車芯片種類較為龐雜，主要分四類：功能芯片、主控芯片、功率半導(dǎo)體，傳感器。以新能源汽車為例，制造一輛新能源汽車的芯片以下這些芯片。

1、功能芯片

主要是指MCU（微控制器芯片）和存儲(chǔ)器，其中MCU負(fù)責(zé)具體控制功能的實(shí)現(xiàn)，承擔(dān)設(shè)備內(nèi)多種數(shù)據(jù)的處理診斷和運(yùn)算。車輛控制系統(tǒng)主要包括車身電子系統(tǒng)、車輛運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力總成系統(tǒng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等幾大部分，這些系統(tǒng)下面又存在著眾多子功能項(xiàng)，每個(gè)子功能項(xiàng)背后都有一個(gè)控制器，控制器內(nèi)部會(huì)有一顆功能芯片。

2、主控芯片

在智能座艙、自動(dòng)駕駛等關(guān)鍵控制器中承擔(dān)核心處理運(yùn)算任務(wù)的SoC，內(nèi)部集成了CPU、GPU、NPU、ISP等一系列運(yùn)算單元。

3、功率半導(dǎo)體

主要負(fù)責(zé)功率轉(zhuǎn)換，運(yùn)用在汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、燃油噴射、底盤(pán)安全等系統(tǒng)當(dāng)中，像電動(dòng)車用的IGBT功率芯片，以及可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管MOSFET等。新能源汽車需要大量功率半導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛頻繁的電壓變換需求。

4、傳感器

主要用于探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件或化學(xué)組成，并將探知的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)或其他所需形式傳遞給其他設(shè)備，包括CIS芯片、MEMS芯片、電流傳感器、磁傳感器、陀螺儀、VCSEL芯片和SPAD芯片等。

綜上所述，汽車芯片對(duì)于一輛車來(lái)說(shuō)是非常重要的，以上四類中傳感器是市場(chǎng)份額最小的，如果沒(méi)有傳感器汽車甚至連油門都踩不動(dòng)，現(xiàn)在，相信大家理解為什么缺少芯片就造不出來(lái)汽車。

然而，目前車規(guī)級(jí)MCU市場(chǎng)主要被海外巨頭壟斷，國(guó)內(nèi)廠商正在奮力追趕，目前部分企業(yè)已能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)。

從汽車MCU的市場(chǎng)份額分布來(lái)看，整體競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，且市場(chǎng)份額相差不大，占比最多的還是動(dòng)力控制系統(tǒng)，其次是底盤(pán)與安全控制系統(tǒng)、車身電子和車載電子，32位的汽車MCU占據(jù)大頭。目前車規(guī)級(jí)MCU具有比較高的行業(yè)壁壘，全球市場(chǎng)由海外廠商壟斷。

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國(guó)產(chǎn)車規(guī)MCU的現(xiàn)狀

伴隨著車規(guī)級(jí)芯片需求量持續(xù)保持高位，有不少國(guó)產(chǎn)MCU廠商開(kāi)始升級(jí)轉(zhuǎn)型。

根據(jù)各企業(yè)官網(wǎng)及其公開(kāi)宣傳的進(jìn)展，兆易創(chuàng)新首顆車規(guī)級(jí)MCU產(chǎn)品已送樣測(cè)試，2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；比亞迪半導(dǎo)體車規(guī)級(jí)MCU量產(chǎn)裝車也突破1000萬(wàn)顆，且已推出全新車規(guī)級(jí)8位通用MCU；芯馳科技正式發(fā)布高端車規(guī)控制單元（MCU）E3 系列，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高端高安全級(jí)別車規(guī)MCU市場(chǎng)的空白；芯旺微電子KF8A／KF32A系列車規(guī)級(jí)MCU已量產(chǎn)，已和部分車企達(dá)成合作。

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如何破解車規(guī)級(jí)芯片生產(chǎn)能力難題

如何破解車規(guī)級(jí)芯片生產(chǎn)能力難題，這個(gè)也是***發(fā)展一直頭疼的問(wèn)題！

第一，從芯片制造企業(yè)角度看，問(wèn)題在于由于市場(chǎng)分散，芯片設(shè)計(jì)企業(yè)能力不夠強(qiáng)，難以將市場(chǎng)需求轉(zhuǎn)化為芯片制造企業(yè)可接受的商務(wù)需求。

具體而言，一是芯片設(shè)計(jì)企業(yè)要求生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格龐雜，而且大多數(shù)量不夠大，達(dá)不到流片的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，難以接單。

二是芯片設(shè)計(jì)企業(yè)技術(shù)能力不夠強(qiáng)，不能與芯片制造企業(yè)共同協(xié)作，改進(jìn)工藝，完成特定的制造要求。這是我們發(fā)展中的問(wèn)題。由于車規(guī)級(jí)芯片的特殊要求，長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)際上已形成五大汽車芯片專業(yè)公司壟斷車規(guī)級(jí)芯片的狀況，這五大公司供貨時(shí)間長(zhǎng)，已形成規(guī)?；墓┬桕P(guān)系。

第二，為了解決***規(guī)格多又?jǐn)?shù)量不足的問(wèn)題，建議整車企業(yè)和系統(tǒng)零部件生產(chǎn)企業(yè)將眾多的汽車芯片需求歸類匯總，達(dá)到可以流片的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。要做到這一點(diǎn)并不容易，需要對(duì)汽車芯片的性能和要求有透徹的理解。

有專家指出，比亞迪雖然是整車制造企業(yè)，由于動(dòng)手早，已形成一定的芯片設(shè)計(jì)能力，對(duì)汽車芯片有較透徹的理解，可以成為行業(yè)的楷模。小編認(rèn)為，在這方面，中國(guó)汽車芯片創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟責(zé)無(wú)旁貸，應(yīng)努力推進(jìn)汽車芯片需求歸類匯總工作，促成一批國(guó)產(chǎn)汽車芯片達(dá)到流片的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。

第三，與國(guó)際芯片強(qiáng)國(guó)（地區(qū)）相比，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，***的設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、應(yīng)用企業(yè)綜合能力都不強(qiáng)。

為此建議：一是企業(yè)間要有很強(qiáng)的合作意愿，以包容而不是挑剔的態(tài)度對(duì)待上下游企業(yè)的合作要求，建立互信、互助、互認(rèn)的生態(tài)氛圍；二是各企業(yè)要加強(qiáng)能力建設(shè)，重點(diǎn)是向上下游延伸的能力，芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、應(yīng)用企業(yè)間互相協(xié)作、互相賦能的能力；三是在上述合作的基礎(chǔ)上強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，形成虛擬的垂直整合制造（IDM）模式。中國(guó)汽車芯片創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟將把這方面工作作為今后的重點(diǎn)，與業(yè)內(nèi)同行加強(qiáng)交流合作。

總而言之，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的條件已經(jīng)成熟。我們發(fā)展中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)，主要原因不是個(gè)別西方國(guó)家“卡脖子”。主要原因一是中國(guó)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段，經(jīng)濟(jì)體量大，創(chuàng)新需求高，必須發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)。二是中國(guó)制造正在走向中高端，發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)的能力已經(jīng)具備，是水到渠成。