國產芯片，需組“高端局”

猶記得,前幾年,疫情影響,疊加新能源汽車的逆勢狂飆使得供需錯配問題日益凸顯,全球汽車產業陷入缺芯危機。

直至去年底,重慶長安汽車股份有限公司首席專家李偉還在公開場合表示,芯片短缺還沒有完全過去,並坦誠“長安汽車2023年1-9月共計缺芯60萬顆。”

但今年以來,缺芯話題已鮮少被提及。且從市場消息來看,部分汽車芯片甚至出現庫存積壓情況。

在近期舉辦的中國汽車論壇上,中國一汽研發總院智能網聯開發院院長王仕偉坦言,芯片短缺趨於緩和,當前階段關注點已經從芯片短缺、整芯融合轉變到芯片的高質量發展上了。

國產芯片結構性短缺,自給率不到10%

芯片應用比重提高,已是不爭事實。

近年來,隨着新能源汽車的推廣和智能化趨勢的不斷演進,尤其在新的電子電氣架構下,汽車芯片迎來巨大的市場需求。

王仕偉就提到,上一代電子電氣架構下,芯片數量大概在300-500顆不等,例如上一代電子電氣架構的H5應用芯片約400顆,但E-HS9,由於是新能源汽車,對於芯片的需求數量明顯增加,整車應用芯片已超過1000顆。

按照其說法,預計到2025年,單車平均芯片數量需求大概在1000顆以上,所佔的比重由原來的8%提升到13%以上。

中汽協的預期更高,據其此前所提供的數據,每輛電動汽車所需芯片數量將提升至1600顆,數倍於傳統燃油車,而更高級別智能汽車的需求量有望提升至3000顆/輛。

蓋世汽車研究院亦指出,汽車電動化、智能化有效拉動汽車芯片數量增長,“從燃油車約300-500顆芯片增加到智能汽車的1000多顆,再到L4級自動駕駛汽車單車使用超3000顆芯片,預計到2030年我國汽車芯片市場年需求量將超過450億顆。”

從成本價值來看,據王仕偉透露,單車芯片成本價值原來大概3000-5000元,現在在城市NOA的情況下,已達到萬元甚至更高的水平。

中商產業研究院發佈的報告顯示,2024年,中國汽車芯片市場規模將達到905億元,同比增長6.5%。據蓋世汽車研究院預測,2030年汽車電子芯片規模全球有望超過1100億美元,中國市場規模預計將接近300億美元。

中國汽車芯片市場空間廣闊,然而國產芯片結構性短缺問題也很明顯。

在此次論壇上,工信部電子五所元器件與材料研究院高級副院長羅道軍直言,中國擁有最大的新能源車產能,用量也是越來越多,但目前芯片的自給率確實不到10%,“我國國產高端芯片缺乏,低端過剩,是結構性的短缺。”

王仕偉亦表示,今年以來,芯片已經由全類型的短缺轉變爲高質量發展結構性的短缺,尤其隨着歐洲、美國、日本出臺了一些芯片相關的法案,高端芯片的發展受到了很大程度的制約。

他指出,目前自主可控的芯片很少,真正做到從設計製造到封測完全自主可控的不到三成,而且都是偏向低端的MCU或者存儲類的芯片,就高端芯片而言,目前對於跨國公司的依賴度非常高。

進步很大,但整體差距仍然不小

地平線、黑芝麻智能、芯馳科技、紫光展銳、全志科技、芯擎科技……如今,談及中國芯片企業,耳熟能詳的名字已越來越多。

事實上,從2021年2月由工信部指導編制的《汽車半導體供需對接手冊》正式發佈,到以地平線、黑芝麻智能等爲代表的本土芯片企業加速佈局,再到國家隊下場,在政府和企業的共同努力下,自主汽車芯片產業鏈逐漸形成合圍之勢,且陸續取得了一些成績。

湖北芯擎科技有限公司副總裁兼產品規劃部總經理蔣漢平就在此次論壇上透露,芯擎科技“龍鷹一號”去年出貨量超過20萬片,累計出貨量已經超過40多萬片,“今年大概率衝到1kk(100萬片)。”

四維圖新旗下傑發科技則在近日宣佈,公司新一代智能座艙域控SoC芯片AC8025已搭載到某自主品牌車型的智能座艙系統中,正式進入量產階段。目前AC8025已簽訂多個海內外車廠項目,將在今年下半年至明年陸續量產,預計出貨規模近百萬顆。

正如中國汽車工業協會副秘書長李邵華所言,隨着汽車與芯片兩個行業的加速融合發展,國內涌現出了一批優秀的汽車芯片設計、製造、封測企業。且國內芯片產品和技術水平得到了快速的提升,市場規模快速擴大,產業協同進一步提高。

但拉寬到整個芯片產業來看,中外差距依然不小。

羅道軍坦言,我國車規芯片研製歷史週期短,經驗和應用履歷不足,“國產芯片有差距,這是毋庸置疑的,不好用,因爲固有風險大、多,存在批次性的風險,用不好,是應用的支撐數據少,應用履歷少,不敢用,是不知道風險在哪裡。”

據其統計,有22家芯片企業推出第一款產品的時間是在2016年-2020年的5年間,僅有兩家早於2010年。

當然正如他所說,“人從小到大成長過來,都是經過不斷的摸爬滾打摔過來的,如果剛剛開始研製就能夠生產出一個產品很成熟、用得好,理論上不現實,實際上也不會這樣。”

蓋世汽車研究院亦在相關報告中指出,國內大部分車規級芯片產品均取得不錯的進展,不同汽車芯片國產化率從不到5%到15%左右,特別是功率半導體、計算控制芯片等領域較爲突出,但整體上還面臨產品線覆蓋、工藝能力不足製造端短板等突出問題。

例如在計算芯片方面,存在工且鏈及軟件生態不足,製造依賴臺積電,EDA和IP被“卡脖子”、高端座艙算力芯片被高通壟斷等問題。

控制芯片方面,存在關鍵IP和製造工藝能力嚴重不足,製造工藝落後,產能不足,由於投資回報低,國內產線開發積極性低等問題。

不僅如此,芯片的技術複雜性還在不斷提升。

王仕偉表示,原來電子電氣架構是微控芯片爲主導的分佈式控制,如今面向高性能爲核心的中央計算平臺和域控發展,對每個芯片提出更高的要求。

他提到,“現在,主機廠都在做SOA架構,大家只是進行控制器集成,芯片並沒有減少反而增多,這是行業內一個需求,怎麼能進一步服務集中化、控制器集中化?下一步芯片的集中化怎麼做?這是在卷技術,更是在捲成本、卷市場。”

不僅如此,自動駕駛每增加一級,芯片算力需求是指數級的增加,大概10倍以上增加的算力需求。現在行業硬件預埋,軟件OTA升級提供服務,對芯片、對算力、對功耗、對成本、對數據傳輸的效率安全等各方面要求都呈現指數級的增長,車規級芯片的集成度、工藝製程、兼容算法、複雜度快速上升。

“在這樣的背景下,國產芯片怎麼能不捲起來呢?”有業內人士如此感慨。

“低端卷得不行了,我們鼓勵做車規芯片的企業往高端走。”羅道軍如此表示。

長城資本(長城汽車產業基金)上海區總經理貢璽在演講中提到,接下來,大家可能會卷工藝。

他指出,“一般來說,主機廠Tier1的國產化芯片會從兩顆芯片開始,一顆是MCU,一顆是IGBT,這兩個支撐了0%-10%過程當中大部分國產化替代的物料和類型。從10%的節點開始,到20%甚至30%的過程當中,特色工藝帶來的卡脖子問題,會是未來3-5年國產化芯片替代裡面亟待解決的重要問題,包括MEMS工藝。”

當然,在芯片領域,要卷的東西十分之多,但需指出的是,不管卷什麼,都不光是車規芯片企業的事兒,整個汽車芯片產業需組起“高端局”,有序分工,破局高端。

“目前,中國汽車企業在新能源領域已經有標準定製的話語權了,但是在智能網聯下半場,在半導體行業,我們還需要努力,還需要主機廠、Tier1和芯片商,真正掌握核心技術的公司一起努力,圍繞智能網聯下半場打造一些高技術含量的芯片。”王仕偉如是說。

他指出,要提速自主攻堅的步伐,其中對品種多、需求量大的車規級常規芯片,政策上要加強芯片企業主導,主機廠也會積極應用和提出一些需求,分類型聯手組建車規級芯片攻關聯合體,集中優勢資源打通從芯片的設計、製造到封測的產業鏈關鍵環節,解決芯片產業投資高、回收週期長、資源配置效率等問題。

而對於技術資本密集的計算類、存儲類的高性能芯片,則要持續加大研發投入,持續創新攻關工程,打破跨國公司的技術壟斷。同時還要推進配套的軟件開發,培育本土化能力比較強的提供底層軟件和應用層軟件一體化的服務商。

在他看來,軟硬解耦,對於主機廠來說是有價值的,數字底座並不是經常變化,但是應用層軟件可以持續更新,但對於芯片企業來說,可能是一個僞命題。

“對於芯片來說,軟硬無法解耦,而是軟硬有效結合在一起,把芯片算力發揮出來,把代碼數量減下去。這需要整個產業鏈的協同,讓芯片企業更懂算法,讓算法工程師更懂芯片,只有大家結合在一起才能更好創新發力。”他補充道。

由此也能夠看到,培養複合型人才的重要性。據中國半導體協會的預測,近幾年來,中國芯片的專業人才一直供給不足,到2025年,這一人才缺口將擴大至30萬人。總體上看,行業存在國內芯片人才總量不足、高端芯片人才稀缺等問題。站在企業角度,不止要搶人才,加快汽車與芯片行業人才的快速融合也十分關鍵。

當然,還要完善全鏈路標準。目前國內芯片的認證標準還是以國外AEC-Q系列的標準爲主,但這僅僅是一個入門級標準。

好消息是,目前國內汽車芯片標準制定進程正在加快,超20項相關標準已立項申請或啓動。按照《國家汽車芯片標準體系建設指南》,到2025年至少制定汽車芯片標準30項以上,到2030年制定汽車芯片標準70項以上。

此外,在強化政策保障方面,王仕偉提到,要加大對整車企業、芯片企業、軟件企業及相關單位的政策支持,提高資源配置的效率,平衡好不同階段的利益關係,鼓勵優先採用國內的芯片軟件,用好首臺套、首版次的保障措施。(蓋世汽車 Mina)

來源：蓋世汽車