【編者按】新中國從“一窮二白”發(fā)展成為當今世界第二大經(jīng)濟體，并向著中華民族偉大復(fù)興不斷邁進。新中國成立70周年之際，集微網(wǎng)特推出“70周年芯片專題”。華為、中興事件，讓中國芯變得家喻戶曉;科創(chuàng)板設(shè)立、大基金持續(xù)注資、資本青睞等，使中國芯迎來了歷史性的發(fā)展機遇。在中華民族偉大復(fù)興之際，中國芯如何走向崛起。本專題從“談古”來“立今”，圍繞應(yīng)用篇、關(guān)鍵芯片篇、政策篇、展望篇四個維度展開，共計11篇深度文章。中國芯縱有挫折，但從不停頓;中國芯即便滄桑，但仍豪情萬丈!
據(jù)最新的數(shù)據(jù)顯示，截至2019年6月底，國內(nèi)汽車保有量已達2.5億輛。大部分中國人已經(jīng)生活在一個車輪上的國度。汽車改變了每個人的生活方式，而自身也在不斷升級。
最大的變化，就是汽車中的電子系統(tǒng)比重逐年提高，按車型劃分：緊湊型車型、中高檔車型、混合動力車型及純電動車型汽車電子成本占比分別為15%、28%、47%、65%。作為汽車電子系統(tǒng)核心的芯片，其數(shù)量也達到了新高度。2000年時，一輛汽車采用的芯片數(shù)量大約在10顆左右，需要250美元�，F(xiàn)在平均每輛車需要芯片數(shù)百顆，成本約350美元，電動汽車則在600美元以上。
汽車的電子化浪潮已經(jīng)無可阻擋，那國內(nèi)的汽車芯片廠商在其中又處于什么位置呢?他們將如何應(yīng)對挑戰(zhàn)呢?
汽車之芯
沒有發(fā)動機，汽車無法開動。沒有芯片，現(xiàn)在的汽車也寸步難行。除了大家經(jīng)�？匆姷能囕d信息娛樂系統(tǒng)、智能鑰匙以外，汽車的發(fā)動機和變速箱控制系統(tǒng)、安全氣囊、駕駛輔助系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向、ABS、電子穩(wěn)定性系統(tǒng)(ESP)、行人保護、胎壓控制、電動車窗、燈光控制、空調(diào)系統(tǒng)、座椅調(diào)節(jié)系統(tǒng)中都有芯片存在。
汽車中常見的芯片主要有三大類：控制器芯片(以MCU為主)、功率器件和傳感器。數(shù)據(jù)顯示，在傳統(tǒng)燃油汽車中，微處理器市場占比位居榜首，占比為23%;其次為功率半導(dǎo)體，占比為21%;排名第三的是傳感器，占比為13%。在電動汽車中，功率器件占比最大，為55%;其次為微處理器，占比為11%;第三是傳感器，占比為7%。
燃油汽車半導(dǎo)體按種類劃分
電動汽車半導(dǎo)體按種類劃分
如果把汽車按架構(gòu)細分一下，每部分電子化的速度是不一樣的，所需芯片的市場份額也各不相同。高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)將在車身中擁有越來越重的話語權(quán)。隨著在低價車型中的引入，ADAS系統(tǒng)的市場份額可能會在2019年之后出現(xiàn)快速增長，將從2018年的11%上升到2022年的18%。預(yù)計到2022年，汽車芯片市場份額前3位將是車身結(jié)構(gòu)、ADAS系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng)，三者分別占比19%、18%和15%。
汽車芯片的發(fā)展空間非常廣闊，但是挑戰(zhàn)也更大。汽車內(nèi)部惡劣的工作環(huán)境，包括很高的工作溫度范圍：-40-+155℃，很高的濕度范圍：0%-100%，還有高頻振動、粉塵和電磁干擾等一系列問題，都是汽車芯片要應(yīng)對的挑戰(zhàn)。由于涉及到人身安全，汽車芯片也有著更高的安全性和可靠性標準。要做好汽車芯片，需要長時間的積累。
國產(chǎn)芯的挑戰(zhàn)
在應(yīng)用場景擴展，市場需求攀升的前提下，中國汽車芯片的銷售額從2012年的39.7億美元一路增長到2018年的79.9億美元，年均復(fù)合增長率為12.37%。
遺憾的是，由于汽車芯片的高門檻和中國芯片業(yè)的現(xiàn)狀，中國汽車芯片市場一直為國際芯片巨頭所占據(jù)。在全球市場，排名前7位的公司占據(jù)了汽車芯片市場的半壁江山，在國內(nèi)市場的情況亦是類似。
圖示：汽車半導(dǎo)體全球市場份額
與紅紅火火的消費電子芯片相比，國內(nèi)汽車芯片較為“安靜”，很少見到相關(guān)報道。那么實際情況如何呢?
據(jù)賽騰微電子有限公司副總經(jīng)理李晗玲介紹，國內(nèi)一級汽車供應(yīng)商在過去十年才慢慢進入自主品牌汽車的供應(yīng)體系，得益于此，作為二級供應(yīng)商的國內(nèi)芯片公司才有機會同這些近十年成長起來的一級供應(yīng)商展開合作。
“目前汽車電子芯片企業(yè)主要有兩類：一類是近兩三年成立的公司，基本都是注冊在二三線城市，得到政府資金的支持，研發(fā)團隊通常在北上深，目前基本在研發(fā)階段，很少有產(chǎn)品進入前裝市場;另一類是原先做消費類芯片的公司產(chǎn)品升級，展開做芯片車規(guī)的認證，這類公司由于體系龐大，而汽車電子芯片的量相比消費類而言不夠大，往往在內(nèi)部得不到資源支持，進展緩慢。”李晗玲補充道。
“從供應(yīng)端來講，主體上依然是歐美日的天下，但國產(chǎn)汽車芯片也開始起步。”杰發(fā)科技公司市場經(jīng)理朱玉斌也有類似的觀點，“有更多的芯片設(shè)計公司加快布局汽車芯片，包括一些初創(chuàng)企業(yè)，從安全要求相對較低的產(chǎn)品入手，從后裝到前裝逐步滲透。像車載娛樂信息系統(tǒng)，國產(chǎn)芯片也已經(jīng)取得了一定的成績。車身控制也開始逐步導(dǎo)入國產(chǎn)芯片。”
國內(nèi)芯片廠商進展緩慢的原因，在于進入汽車廠商的供應(yīng)鏈很困難。“汽車和軍工很像，是個非常封閉的工業(yè)體系。”鼎興量子合伙人吳葉楠道出了重點，“為了安全因素，車廠都要選用成熟的、經(jīng)過考驗的產(chǎn)品。”
車規(guī)級芯片需要經(jīng)過非常嚴格的認證流程，包括可靠性標準AEC-Q100、質(zhì)量管理標準ISO/TS 16949、功能安全標準ISO 26262等。消費類芯片的使用時間為1-3年，工業(yè)級芯片為5-10年，而車規(guī)級芯片的使用時間則需要達到15年或者行駛20萬公里，來匹配車輛的使用壽命。在經(jīng)過2-3年的車規(guī)認證之后，一款芯片才會進入整車廠供應(yīng)鏈。
除此之外，汽車芯片廠商還面臨其他考驗。朱玉斌總結(jié)了兩點：第一，核心技術(shù)比較缺失;第二，歐美日廠商長期把持這個市場，他們已經(jīng)和中下游零部件廠商及整車廠建立了長久的合作關(guān)系。國產(chǎn)芯片作為新進者，一進入市場就需要在成本、品質(zhì)、產(chǎn)品的豐富性上與國際一流大廠直面競爭。
李晗玲也認為國內(nèi)廠商在技術(shù)方面存在一些缺失，如模擬電路設(shè)計、高端MCU、存儲器、加工工藝，以及可靠性設(shè)計與驗證技術(shù)。同時，她還認為汽車產(chǎn)業(yè)整體產(chǎn)業(yè)鏈效應(yīng)尚未建立完善，具體表現(xiàn)就是上下游產(chǎn)業(yè)鏈缺乏互動，汽車行業(yè)和芯片行業(yè)信息不對稱，產(chǎn)業(yè)鏈整體性布局缺乏等。
破局
國內(nèi)最大的汽車動力電池廠商寧德時代，計劃未來10年內(nèi)，采購3億顆汽車級電芯采樣芯片，3千萬顆高端車用MCU，采購額將超過15億美元。不過，在當前國際形勢下，什么時候能把國產(chǎn)芯片用起來，擺脫供應(yīng)鏈緊張的形勢?這是寧德時代的疑問，也是其他國內(nèi)廠商的疑問。
對于這個疑問，國家已經(jīng)從政策層面做出了響應(yīng)。
2018年12月，工信部頒布《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》，提出要加快推動智能車載終端、車規(guī)級芯片等關(guān)鍵零部件的研發(fā)，促進新一代人工智能、高精度定位及動態(tài)地圖等技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
2019年1月，發(fā)改委發(fā)布了《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》，提出了在智能汽車領(lǐng)域重點發(fā)展車載智能計算平臺等關(guān)鍵共性技術(shù)，專用芯片等關(guān)鍵零部件和系統(tǒng)。
在國際政策的支持、身處汽車電子化和智能化的趨勢、以及中國芯片行業(yè)大發(fā)展的背景下，國內(nèi)的汽車芯片行業(yè)已經(jīng)初顯鋒芒。下表是國內(nèi)有代表性的汽車芯片廠商。
縱觀這些國內(nèi)芯片廠商的產(chǎn)品，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的汽車芯片企業(yè)主要分成兩大類：彎道超車型(如ADAS，車聯(lián)網(wǎng))和國產(chǎn)替代型(如控制MCU，功率半導(dǎo)體)，這兩大類企業(yè)都有機會突破，逐漸提高國產(chǎn)車載芯片的滲透率。
很多細分領(lǐng)域，國產(chǎn)芯片都已經(jīng)找到了突破口，比如國產(chǎn)的超聲波雷達，就憑借高性價比已經(jīng)進入了各大車廠的采購目錄。在車用功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，國產(chǎn)替代的速度也在加快。最有代表性的就是比亞迪，其布局了IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈，包括芯片設(shè)計、晶圓制造、測試、封裝、新能源汽車應(yīng)用等。該品牌的汽車已率先使用自研自制的IGBT產(chǎn)品。最有機會進行彎道超車的ADAS領(lǐng)域，黑芝麻科技和地平線近日都推出了車規(guī)級AI芯片，在綜合表現(xiàn)上不輸于國際大廠的產(chǎn)品。
努力修煉內(nèi)功，提升技術(shù)和產(chǎn)品能力，這是國產(chǎn)汽車芯片廠商升級的必由之路。同時，在經(jīng)營和市場策略上，也要有一些獨特的地方。
“中國的汽車市場很大，受中美貿(mào)易戰(zhàn)影響，許多廠商已經(jīng)開始意識到芯片需要國產(chǎn)化，愿意嘗試國產(chǎn)芯片。這是一個巨大的戰(zhàn)略機遇。”朱玉斌認為，“作為芯片原廠，可以先從安全等級要求較低的產(chǎn)品切入，驗證產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性，讓整機廠相信國產(chǎn)芯片的質(zhì)量，進而進一步愿意使用國產(chǎn)芯片。但前提是一定要將產(chǎn)品本身做好，不可急于求成，寧可慢一點，也要走得穩(wěn)一點。建立整機廠商對國產(chǎn)芯片的信心，很重要。”
李晗玲認為，可以借鑒國外的合作開發(fā)或者戰(zhàn)略聯(lián)盟模式，“汽車電子方案導(dǎo)入周期長，質(zhì)量要求高，汽車廠對系統(tǒng)需求有極強的控制能力，國際上通常采用合作開發(fā)或者戰(zhàn)略聯(lián)盟的模式，形成汽車主機公司、電子模塊廠及半導(dǎo)體公司之間緊密的戰(zhàn)略聯(lián)盟關(guān)系，客戶化需求定制，降低芯片成本，維護穩(wěn)定的供應(yīng)渠道關(guān)系。”
還有重要的一點，“國產(chǎn)汽車電子芯片起步階段，銷售渠道不能像消費類電子一樣找一些代理就可以完成芯片的銷售，需要有比較強的銷售團隊，做到原廠直供。” 李晗玲強調(diào)。
國產(chǎn)汽車芯片的發(fā)展，是國內(nèi)芯片發(fā)展的一個新階段，標志著整個行業(yè)開始從低端向高端芯片跨越。雖然此路道阻且長，但是有了國內(nèi)良好的工業(yè)基礎(chǔ)和人才儲備，加上眾多企業(yè)的不懈努力，目標終會達到。(校對/范蓉) |
