現狀:汽車迎來發展風口,產業鏈積極響應自主化號召
汽車從誕生以來由機械機構定義的機械車,發展到電子驅動的電控車,再有芯片和軟件定義的智能車,如同手機從移動電話進化為實時在線的智能終端,汽車也正在經歷同樣的變革,汽車將成為新的移動終端。汽車電動化、智能化、網聯化的風口下,高性能芯片需求爆發增長。例如智能駕駛軟件開發復雜,豐富的開發工具將提高功能軟件的開發效率;復雜的算法需要強大的AI算力資源和高性能CPU來支持;傳感器數量的提升需要更豐富的SoC接口資源和更高帶寬······天水華天科技技術市場中心劉總監在分享汽車電子應用趨勢時表示,ADAS、EV/HEV、車身電子為汽車電子TOP 3的細分市場,Automotive HPC是增長最快的細分市場。中國車企在新一輪風口中異軍突起。2022年全球新能源乘用車累計銷量1065萬輛,其中中國新能源乘用車688.7萬輛,全球市占率為65%,隨著中國汽車行業產能恢復,中國新能源乘用車銷量持續領跑全球。此外,根據市場調查機構顯示,中國對于智能汽車的接受程度更高,對于自動駕駛重要性的看法以及愿意為自動駕駛支付溢價均優于全球水平。
數據來源:黑芝麻智能現場演講數據
汽車三化已成大勢所趨,國際政治也在發生百年未有之大變局。地緣政治愈演愈烈,逆全球化、區域化、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汽車產業帶來不利掣肘的局面;另一方面,國產汽車芯片廠商贏來又一春天。
具體來說,國內汽車產業鏈上中下游從最開始的單打獨斗,逐漸走向抱團取暖。無論是整車廠、Tier 1、Tier 2,還是核心零部件供應商,產業已經意識到核心技術需掌握在自己手中的重要性,供應鏈安全成為產業最為關注的中心話題。于是,整車廠開始有意識采用國內汽車芯片、架構、方案、軟件、設備,自建技術攻關的研究院,國內Tier 1、Tier 2聯合整車廠組建國內完整、閉環產業鏈。廣汽研究院智能網聯中心也表示:“廣汽對行業開放需求,促進引導半導體產業協同創新突破‘卡脖子’難題,補齊芯片產品門類。”
政策加持,提升車芯產業鏈供應鏈安全可靠水平。近幾年,從國家政策來看,“集成電路”一詞出現的頻率越來越高,中央提出要“加快構建以國內大循環為主題,國內國際雙循環相互促進的新發展格局”、頒布《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》,隨后各省也紛紛出臺相應本地化政策給予集成電路產業更寬廣的發展空間;今年4月,工信部發布《國家汽車芯片標準體系建設指南(征求意見稿)》,表明國家想要大力發展汽車行業的決心。汽車既站在了新能源的風口,又緊靠集成電路產業支持,國內汽車電子發展如火如荼。
堵點:高精尖技術難突破,產業鏈共贏意識待加強
目前汽車芯片發展遇到的挑戰主要分為3個:
其一是汽車研發周期長,一款進入國際通用供應鏈的車規級芯片的認證要經歷元器件認證、板級認證和系統級驗證,通常需要3-5年時間
其二,汽車芯片要求高,車規級芯片認證標準嚴、周期長、成本高
其三,本土企業競爭力有待提升
企業銷售額決定了企業競爭力的物質基礎,同時也反映企業有效的供給能力。2021年TI、英飛凌等全球十大汽車芯片巨頭占據市場46%的市場份額,有9家企業年銷售額已進入百億美元俱樂部,而中國大陸芯片企業只占到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
目前可以將國產車用半導體分為三個類別。
首先是 “易國產化產品”,如車載充電器MOSFET、中控主機、各類AD/DA、DCDC、LDO等,這類產品最大問題是要符合目前車規標準,質量要保證一致性;
其次是“難國產化產品”,例如電機控制器、電池管理系統SBC、中控主機、數字儀表盤NoR Flash、各類ECU-MCU,中驅總成,電機三合一等,這類產品國產化面臨最大的問題是技術缺失和車規化;
最后是“極難國產化產品”,例如智能控制器SoC和MPU、智能座艙SoC、大算力AI芯片等,這類產品不僅面臨技術缺失,還有技術壁壘的問題,某些高端車載芯片技術已經被國外廠商壟斷,國內廠商若想從中發力,一方面要投入大量的研發,另一方面還要注重知識產權,繞過已有專利。在車規級總控芯片方面,自主可控核心IP才能構建核心競爭優勢。
數據來源:各公司年報,北京半導體協會
除了設計,車規芯片制造也是一大難題。目前我國車規制造標準體系不健全;有些產品缺乏應用,測試認證平臺不足,車規全產業鏈產品制造工藝極度缺乏、高端芯片制造設備仍依賴進口等種種大山橫亙在國產汽車芯片廠商面前。
在汽車芯片國產化具體操作層面,我們仍面臨各類挑戰。珠海英博爾電器股份有限公司驅動系統首席技術官劉宏鑫在談及該問題時,認為中國半導體行業目前在國際上處于較為被動的局面,是因為過去十幾年“造不如買”的觀念成為隱形共識,以及長期不重視半導體設計、制造研發和人才培養所致。
圖注:珠海英博爾電器驅動系統首席技術官劉宏鑫
芯片國產化應遵循先易后難、先簡單后復雜、先成熟后控制、先數字后模擬、先簡單CPU后高性能復雜CPU、先工業級后汽車級的順序。國內目前在功率半導體、表貼二極管、三極管、MOS管領域相對來說表現亮眼,如華潤微、士蘭微、斯達、揚杰科技等基本能完全代替國外同類產品。杭州士蘭微電子股份有限公司汽車電子事業部高級總監李海峰表示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領域從2.2%增長至3.5%。
但類似數字器件、ARM架構、RSIC-V、哈佛架構、定點與浮點等具有極高要求和壁壘的技術尚未有明顯突破。
此外,小部分國內芯片廠商對研發態度不重視。雖然和同類產品是PIN-PIN設計,但規格書東拼西湊、移花接木,這一塊數據引用ST、那一塊性能引用TI,最后導致兼容性不足 ;產品性能指標數據不切實際、測試數據不嚴格,導致產品在高溫高濕的應用環境下失效或者性能嚴重變差,抗干擾問題突出;制造工藝跟不上使得最終產品性能差異較大,主要表現開關速度、負載能力、模擬精度與線性度等。
除了“卡脖子”的技術問題,國內汽車芯片產業鏈還需要進一步提高協同能力。目前,產業鏈上下游還處于“合力辦事”階段,下一步要向“合力辦好事,高效辦事”大步邁進。
汽車芯片產業鏈供應鏈上的每一個節點要向自身的上游和下游各看一段,各走一步,既要扶持上游產業,又要服務好下游產業。例如,搞設計的必須要了解制造流程,共同對工藝進行協同優化,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,轉變為以客戶為主,充分了解客戶設計需求;整車廠、Tier 1積極開放需求,幫助芯片企業、高校、科研院提升解決產品應用的能力。兆易創新科技集團股份有限公司汽車產品部執行總監何芳認為,汽車電子產業要以自研單元庫和器件出發,從FOT邁向COT模式的生態協同。
圖注:兆易創新 汽車產品部執行總監何芳
在這里要強調,協同進步、開放需求、揭榜掛帥不代表 “內卷”,在保證游戲規則、國內外知識產權和專利的情況下,良性競爭才能讓行業蒸蒸日上。而搶人大戰、無視專利惡意抄襲、低端產品價格大戰、資本而非應用牽引等,才是行業應摒棄的陋習、惡習。
展望:應用牽引,打造國內國際車芯雙循環產業鏈生態
國內汽車電子全產業要以應用牽引為目的,不能僅僅停留“替代”階段,也不能讓國外產品“牽鼻子走”來限制研發和應用思維,更不能以擴產、上市為最終發展目的,需根據市場和終端需要來定向、本地化來研發制造。杰華特微電子股份有限公司大客戶銷售總監臧真波在演講中提到“虛擬IDM”模式,即只有制造工藝、產品設計和IC產品三個環節,與Foundry、 Fabless和IDM模式有所不同,充分結合自身實力和市場變幻的一種發展模式。
圖注:杰華特微電子 大客戶銷售總監臧真波
國內已有這樣一批企業,正在跳脫國外產品思維,立足本土市場進行產品研發、供應鏈創新,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,可縮短開發周期、減小芯片面積和磨損;廣東芯粵能半導體有限公司首席運營官戴學春提到SiC制造工廠的精益化生產,用智能化管理提高生產效率;上海維安半導體有限公司總經理蘇海偉分享維安車規級器件五大應用場景;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(廣州)科技有限公司廣東省大灣區集成電路與系統應用研究總經理任廣輝分享了車規SiC功率模塊及系統應用;國民技術股份有限公司市場總監程維分享了國民技術汽車電子產品主力國產化進程的內容;上海概倫電子股份有限公司高級經理秦朝政則分享打造汽車電子芯片驅動的EDA全流程。
國產化進程轟轟烈烈并不意味著放棄國外市場,相反,我們要聯合可以聯合的朋友,不排斥一切正向利益的外來合作。產業鏈穩定除了要有自己的核心供應鏈,也要堅持“同芯多源”,采用多種國內外不同企業的方案來提高供應鏈的質量與柔性。電子元器件和集成電路交易中心股份有限公司大客戶負責人姜峰提到,國家聯合產業龍頭,打造元器件市場準入芯片平臺,提供海內外進口物流、倉儲、關務等服務,促進全球汽車供應鏈和產業鏈集聚融合、集群發展。
圖注:電子元器件和集成電路交易中心 大客戶負責人姜峰
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。即使現在可取代的芯片仍“杯水車薪”,車規級的制造壁壘依舊存在,但行業需要尊重市場,立足應用,整車廠、Tier 1要帶頭建立起堅固穩定的材料、軟件、設計、制造、芯片產品、使用和消費市場的國內閉環供應鏈保障能力,才能有能力、有底氣走出國門,加入國際供應鏈體系,形成真正的“以國內構建國內大循環為主體、國內國外雙循環相互促進的新發展格局”。
-
芯片
+關注
關注
455文章
50714瀏覽量
423145 -
汽車
+關注
關注
13文章
3493瀏覽量
37252
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論