中興通訊被美國禁售事件一出,立即引發(fā)軒然大波和全國各界輿論的哀嘆,我國缺“芯”的窘態(tài)被赤裸裸的曝露在公眾面前。不只通信行業(yè),芯片重度依賴進口的汽車行業(yè),同樣面臨著“受掣于人”的危險。雖然目前全球三分之一的汽車在中國制造,但令人尷尬的現(xiàn)狀是,整車中幾乎所有的芯片都要依賴進口。從自主、可控、安全角度來看,汽車主控國產(chǎn)化同樣緊迫。中興事件一出,越來越多的業(yè)內(nèi)人士開始反思,什么時候汽車主控芯片才可以實現(xiàn)國產(chǎn)自主化?
主控國產(chǎn)化非易事,可從周邊器件開始蠶食
縱觀國外,恩智浦、英飛凌、意法半導體等一大波芯片企業(yè)已經(jīng)迅速成長,并且擁有強大的技術(shù)實力,占據(jù)絕大部分的市場份額。反觀國內(nèi),為車規(guī)設計的芯片少之甚少。雖然國家出臺各項優(yōu)惠政策大力推動芯片國產(chǎn)化進程,但是在高聳的技術(shù)和市場壁壘面前,想要跨越并非易事。
“這讓我想起十年前聯(lián)想成長起來的時候,我們也曾思考過PC的主控芯片CPU什么時候能夠國產(chǎn)化?內(nèi)存條什么時候能國產(chǎn)化?到現(xiàn)在一二十年過去了,還是沒有實現(xiàn)。對汽車產(chǎn)業(yè)我同樣比較悲觀。或許一直要等到我們可以自己做 CPU、存儲器的時候,汽車主控芯片的國產(chǎn)化才能實現(xiàn)。”在談及這個話題,華登國際合伙人王林看法相當保守,雖然該機構(gòu)也投資了近二十家汽車芯片企業(yè)。
從以往經(jīng)驗來看,即便是消費類電腦CPU國產(chǎn)化都道路曲折,更勿論在可靠性和安全性要求更高的汽車芯片。王林回憶他與上汽一位高管交流時,那位高管的義憤填膺:“別看我們的電動汽車做了這么多,但如果英飛凌不給我供應IGBT,我們一輛車也出不去。”對新能源車來說,電機驅(qū)動部分最核心的元件就是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管芯片),這個器件約占電機驅(qū)動系統(tǒng)成本的一半,同時也決定了整車的能源效率。無論汽車主控部件,動力部件,國內(nèi)汽車行業(yè)一直都被國外半導體廠商“卡脖子”是不爭的事實。
“中國的IGBT多少年能突破?我覺得至少要5-10年時間。”王林說道,“同樣對于主控芯片國產(chǎn)化,這個事情不是說沒有希望,我們還是在努力,但是不要希望短時間內(nèi)能解決問題,我們欠的功課太多,要補的也太多。”
無論在智能手機等消費領域還是安防監(jiān)控等行業(yè)應用領域,中國芯都有一席之地,但是在汽車領域情況明顯不同,汽車是比智能手機等消費產(chǎn)業(yè)鏈更復雜、要求更嚴格、測試周期更長、門檻更高的產(chǎn)業(yè),國內(nèi)汽車芯片廠商要有 “用武之地”顯然需要的是“長久攻堅戰(zhàn)”。
“所以我們不見得要這么焦慮,”上海矽睿科技有限公司首席執(zhí)行官孫臻認為,目前業(yè)內(nèi)對于汽車芯片國產(chǎn)化顯得有點太焦慮了,“國際廠商做了三四十年,我們現(xiàn)在希望國產(chǎn)三四年就做到,這不符合發(fā)展規(guī)律,別人花了很多時間和經(jīng)驗積累的技術(shù),要我們一下做到也不科學。”
而北京中星微人工智能芯片技術(shù)有限公司首席技術(shù)官張亦農(nóng)表示可以用“曲線求國”的策略,他指出,汽車芯片安全可靠性是第一位的,以目前技術(shù)實力來說,這個市場確實不可能鯨吞,但是可以從周邊芯片開始不斷的國產(chǎn)化,慢慢滲透到核心的主控芯片,逐步蠶食。
“汽車中用到包括傳感器在內(nèi)的很多芯片,例如用幾百個小雷達感知物體、收集數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)多了自然就開始使用AI ,對自動駕駛來說,AI芯片的重要性可能會比原來的主控芯片更為重要。”張亦農(nóng)說道:“先從傳感器開始,到之后的AI芯片,這么多器件如果都開始慢慢用國產(chǎn)芯片,全面國產(chǎn)化或許五到十年可以實現(xiàn)。”
“肯定的是,做傳感器、周邊機會還是比較大的。”王林對此也表示支持。華登國際投資了一家研發(fā)汽車胎壓傳感器的公司——寧波琻捷,就在前不久,這家公司發(fā)布了其稱為第一顆國產(chǎn)車規(guī)級論壇壓力傳感器(TPMS)芯片,目前已經(jīng)量產(chǎn)和收到了前裝訂單,印證著從周邊開始蠶食的可行性。
“這將是一個階梯型的過程,我們可以先從外圍或者是其他地方切入。首先要讓客戶信賴這個產(chǎn)品,然后慢慢切入到比較重要的地方。其中有三點必須要注意:第一我們要做好產(chǎn)品定義,芯片本身產(chǎn)品定義周期很長,汽車的更長,我們需要更多的和市場緊密聯(lián)系,和客戶一起來做產(chǎn)品定義;第二提供好的系統(tǒng)解決方案;第三,產(chǎn)品質(zhì)量有保證,不能把我們的客戶當成小白鼠。”該公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官李夢雄談到被客戶逐步接受的過程:“做了一個產(chǎn)品之后,客戶對你的產(chǎn)品有信任,質(zhì)量體系和設計都認可,后續(xù)有需求也會繼續(xù)找你。在我們第一款產(chǎn)品出貨之后,客戶找到我們,還希望一些東西我們幫他們來做,例如我們正準備開發(fā)第二代的智能系統(tǒng),剛好他們也有很迫切的需要。再例如有一款芯片,客戶的國外供應商斷貨了8周,這款產(chǎn)品和我們的一顆產(chǎn)品類似,他們非常希望有second choice,這對我們也是一個進入其供應鏈的很好機會。”
可靠性、系統(tǒng)交付能力缺失是痛點
與消費類電子芯片相比,車規(guī)級芯片對產(chǎn)品的技術(shù)與質(zhì)量要求非常嚴格和苛刻。“如果汽車芯片要國產(chǎn)化,可以從不會出安全事故的車開始,”微軟(中國)有限公司首席技術(shù)顧問管震則對國產(chǎn)汽車芯片可靠性抱有很大懷疑態(tài)度,“越低端越容易國產(chǎn)化,這里所說的低端最好是在農(nóng)村中使用的、不會產(chǎn)生安全事故的那種。我們可以從農(nóng)村包圍城市,這個策略很正常。就算我們自主可控的芯片開發(fā)出來,用到某品牌車上,相信也沒人敢買沒人敢開。所以不能一開始就上城市,不然責任沒人敢抗、風險沒人擔。”
正如管震形容的那樣,汽車芯片涉及人身安全,對產(chǎn)品可靠性的要求非常高,即使國內(nèi)芯片企業(yè)有能力生產(chǎn)車規(guī)級芯片,整車企業(yè)也不敢冒然嘗試,更何況自主車載芯片剛剛起步。
目前在核心車載芯片進行國產(chǎn)化替代幾乎是不可能完成的任務,因此也有不少國內(nèi)廠商從看似不那么“核心”的汽車娛樂系統(tǒng)入手,希望把在消費電子中積累的經(jīng)驗移植到車載中,“就算汽車電子中一些產(chǎn)品是消費級別的,但是并不代表要求就降低。” 華米(北京)信息科技有限公司副總裁陳潛指出,“例如寶馬車中的娛樂系統(tǒng),整機廠商也不會去換國產(chǎn)的,會影響他的品牌,即使是消費類也是要滿足汽車電子特有的要求。”
舉例來說,一般消費類電子工作溫度在-20度至70度之間,車載芯片的工作溫度必須滿足-40度至85度,還要能經(jīng)受住冷熱沖擊、電磁兼容、抗干擾等壓力。消費類電子的DPPM指標要求是100-200,但是汽車電子是0.x%DPPM,接近于0。
“我們首先要把產(chǎn)品可靠性做好。” 孫臻同樣表示,“我們認為汽車娛樂系統(tǒng)電子是可以容易進入的方向,但是娛樂系統(tǒng)也是要汽車標準的,和動力系統(tǒng)差不多,也需要達到車規(guī)級標準,所以先要把自己的能力提升,新的機會來了,我們才能有進入的可能。”
國內(nèi)生產(chǎn)的汽車芯片想要打入各級車廠供應鏈,必須取得兩個大認證,第一是要符合由北美汽車產(chǎn)業(yè)的AEC-Q100(IC)可靠度標準;第二則要符合供應鏈品質(zhì)管理標準ISO/TS 16949規(guī)范。“這個過程更多是需要經(jīng)驗和時間的不斷積累。” 李夢雄說道,“像我們這款產(chǎn)品經(jīng)歷了168天的芯片原型設計仿真,12版底層固件更新,586天的可靠性測試和認證,126天的嚴苛道路測試才能量產(chǎn)推出,因為關(guān)乎到安全,可靠性穩(wěn)定性是第一考量。”
李夢雄還指出,過車規(guī)認證對于國內(nèi)芯片廠商來說,難度不小,但不是不可實現(xiàn),而設計出滿足車規(guī)標準的產(chǎn)品后,交付能力同樣是一大考驗。所以除了可靠性外,國內(nèi)芯片廠商最欠缺的還有整個系統(tǒng)交付能力。“我們欠缺的不是一個主控芯片,而是對汽車整個系統(tǒng)的理解能力和交付能力。相比消費類芯片,汽車級芯片在設計生產(chǎn)出來以后,交付給客戶的環(huán)節(jié)還會面臨更多考驗。汽車級芯片交付非常麻煩,整個質(zhì)量管理體系很復雜,給汽車廠商交付的文件非常多,中國廠商在完整系統(tǒng)交付能力上非常欠缺。所以不管是主控還是傳感器,再設計之前,我們需要的是理解汽車整個系統(tǒng),包括理解客戶的FEMA、PPAP、APQP等等。”
一方面是國產(chǎn)芯片廠商需內(nèi)修技術(shù)實力、交付能力、對整車系統(tǒng)的理解能力,另一方面,整車廠商的帶動亦不可缺失。“汽車芯片重心在歐洲,美國做汽車芯片也不是很多,因為德系車關(guān)系,市場在那邊,所以帶動了一系列的一級供應商起來,也帶動英飛凌、恩智浦起來。” 李夢雄說道,“我認為國內(nèi)也需要類似的過程,現(xiàn)在比亞迪、吉利都做得很不錯,如果他們帶動我們的一級供應商起來,最后再帶動上游的芯片產(chǎn)業(yè)、傳感器產(chǎn)業(yè)起來或者說是主控芯片起來。”
增量市場、AI領域是國產(chǎn)芯片機會點
隨著汽車智能化、車聯(lián)網(wǎng)和自動駕駛時代的到來,汽車芯片的使用將更加廣泛,越來越多的傳感器以及集成了神經(jīng)元網(wǎng)絡、深度學習等AI功能的智能化芯片都將在汽車中得到應用。對國內(nèi)汽車電子相關(guān)廠商來說,無疑是機不可失的機遇。因為在這些新興領域,我們不必殫心竭慮的“師夷長技以制夷”,而是可以大家都在同一起跑線,從無到有,從有到強。
小米產(chǎn)業(yè)投資部合伙人孫昌旭就指出,“我們沒必要總想著把別人很強的東西搶過來,這個是不可能的,人家已經(jīng)比我們強很多了,想在主控上超過別人,這是十年二十甚至五十年都不可能發(fā)生的事情。人家CPU主控已經(jīng)做了幾十年了,要超越很難,除非政府強制下命令要求國產(chǎn)化,不允許進口,否則沒有用戶愿意去做,也沒有必要去做,這個是資源浪費。本來技術(shù)就是不分國界的。我們更應該想人類還需要什么,有什么還沒有做的,我們需要把沒有做的事情去做了。所以我們要做的是差異化,腳踏實地的在一些新增量市場、新增業(yè)務和技術(shù)方向去努力。我們?nèi)硕唷⑶趭^,國家還支持,在這些領域我們是有可能贏過別人、超越別人的。”
以5G為例,目前國內(nèi)外技術(shù)基本上處在同樣的起跑線,華為等國內(nèi)企業(yè)更是走到前面引領著這個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。華為終端有限公司終端芯片平臺規(guī)劃首席專家王利強對上述看法非常認同:“在新興領域做增量,對在位者或是新進入者來說門檻是一樣的,或者說相差沒那么大,這個對新進入者是有機會的,這個增量也可以是比較高端的產(chǎn)品。比如以前車是不聯(lián)網(wǎng)的,現(xiàn)在海思的4G模塊已經(jīng)做進了歐系車廠中。”
自動駕駛領域?qū)χ袊鴱S商亦是一個非常好的彎道超車的機會。陳潛表示,現(xiàn)在我們處在駕駛領域非常革命性的階段,如果我們的目標只瞄著主控,那么五年之后就可能完全落后了。因此要從整體的系統(tǒng)去看這個問題,例如除了娛樂系統(tǒng),還有車聯(lián)網(wǎng),包括車與車之間的互聯(lián),車與設備之間的互聯(lián)等等,這是自動駕駛中非常重要的組成部分。“有了傳感器、攝像頭、激光雷達等還不能滿足自動駕駛的需求,汽車和周邊環(huán)境之間一定會有一個互動,包括車和車之間也會有互動,這里涉及到5G的應用,還有連接接口,這都需要把他們放一塊去做一個整體的考量,只盯著一個MCU是不行的。將傳感器融合、自動駕駛?cè)诤掀饋恚覀兊腎C還是很有機會的。”
“在汽車領域,做增量市場機會還是非常多的,不只是芯片。奧迪曾在去年的ARM合作伙伴大會上表示,車不再是發(fā)動機的生意,甚至不是電子產(chǎn)品的生意,而是軟件和服務的生意。這些都是國內(nèi)廠商的機會點。”王利強說道。
“在AI、ADAS領域,我們的起跑線是一致的。AI的特點是數(shù)據(jù),誰有數(shù)據(jù)誰就掌握了話語權(quán),中國人最多、數(shù)據(jù)最多這正是我們優(yōu)勢之處。”孫昌旭補充道:“AI訓練需要數(shù)據(jù),很可能五年十年后,國外的AI情商智商都沒有我們的高,我們可以做得比他們好。”
計算能力/GPU的提升、訓練數(shù)據(jù)越來越多、DNN架構(gòu)的演講和深度算法的改進,這三個方面的發(fā)展促使AI目前到了一個噴發(fā)的階段,國內(nèi)廠商的技術(shù)在某些應用領域例如人臉識別已經(jīng)到了可以商用化的階段,因此陳潛指出,“我們不用聚焦在GPU,可以去聚焦在數(shù)據(jù)的應用。因為我們在算法上人才并不比美國差很多,AI算法是非常重要的部分,這塊中國企業(yè)還是有機會的。”
雖然對汽車芯片國產(chǎn)化表示謹慎和悲觀態(tài)度,但是管震也認為,和人工智能結(jié)合起來的芯片或應用場景是我們的強項,是我們不用彎道超車,甚至已經(jīng)是大步在前的地方。
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