中国汽车芯片如何攀“高”向“新”
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- 发布时间:2024-08-14 15:20
文 / 本刊记者 甄文媛
7 月13 日上午,业内重磅专家、汽车芯片各细分领域企业代表齐聚2024 中国汽车论坛的主题论坛现场,围绕“汽车芯片高质量发展,巩固智能网联新优势”展开交流分享。中国汽车工业协会副秘书长李邵华、中国一汽研发总院智能网联开发院院长王仕伟、工信部电子五所元器件与材料研究院高级副院长罗道军、国家新能源汽车技术创新中心技术标准化部部长吴倩、北京经纬恒润科技股份有限公司微电子研发院总裁办所长王会苹、上海智能“汽车芯片高质量发展,巩固智能网联新优势”主题论坛现场汽车软件园总经理李成蹊、黑芝麻智能产品副总裁丁丁、无锡英迪芯微电子科技股份有限公司资深市场总监庄吉、湖北芯擎科技有限公司副总裁兼产品规划部总经理蒋汉平和长城资本上海区总经理贡玺在论坛上发表了精彩演讲。本场论坛由中国汽车工业协会副秘书长杨中平主持,为汽车与芯片及相关产业搭建开放、合作、共享的交流平台,围绕汽车芯片的技术创新、产业链构建、市场需求与趋势等议题展开深入讨论,分享前沿成果,探讨合作机遇。
整体短缺趋缓,市场需求猛涨
“过去我们曾面临芯片短缺的严峻挑战,深刻认识到芯片对于汽车产业的重要性,当前阶段(重点)已经从芯片短缺、整芯融合发展转到芯片的高质量发展上,短缺趋于缓和。”王仕伟指出,面对新能源智能网联汽车的下半场,数据、算法、算力这3 大引擎最关键的技术底座就是芯片。
当前,汽车产业正经历前所未有的变革,新能源汽车的崛起、智能网联技术的飞速发展,正深刻改变着汽车的属性与未来。在这一转型的关键时刻,汽车芯片作为智能网联汽车的“大脑”与“心脏”,其重要性日益凸显。它不仅关乎车辆的性能、安全,更是决定汽车智能化、网联化水平的关键因素。中国汽车工业协会副秘书长李邵华表示,推动汽车芯片的高质量发展,对于巩固我国新能源、智能网联汽车的新优势,促进汽车产业转型升级,具有至关重要的意义。
新的电子电气架构不仅带来了汽车芯片巨大的市场需求,同时也牵动产品升级和供应链重塑。
王会苹表示,这种需求不仅体现为“量”的不断增长,多样性也在增加,如通信类、控制器类、计算类包括功率类的芯片需求均在增多。
王仕伟以企业各代车型为例介绍说,在上一代电子电气架构中,芯片数量在300—500 颗不等,如上一代电子电气架构的红旗H5 应用芯片约400颗,但E-HS9 作为新能源汽车,整车应用芯片已超过1000 颗。王仕伟还透露,单车芯片成本价值原来大概3000-5000 元,现在搭载城市NOA 的已达到万元甚至更高的水平。
当前,智能电动汽车的快速发展,也给不少传统零部件带来变革新机遇,车灯便是其中之一。据庄吉介绍,如今终端用户对车灯的功能诉求,早已不仅局限于简单照明和信号指示,而是追求功能的多样性、智能化,甚至与智能驾驶、智能座舱等复杂系统深度融合,由此带来了大量的芯片需求。
随着高阶智驾技术的不断突破、L2 级智能驾驶渗透率的持续提升,从技术趋势看,蒋汉平表示,从舱泊一体、舱驾一体再到舱行泊一体,这些都将成为汽车的标配,这对芯片提出了更高制程、更强异构算力、更可靠车规特性的要求。
结构短缺仍在,内外挑战重重
尽管市场空间广阔,整体性短缺已经缓解,但国产汽车芯片仍面临不少问题与挑战。
从技术层面看,原来电子电气架构是以微控芯片为主导的分布式控制,而现在向以高性能为核心的中央计算平台和域控发展,这对每个芯片提出了更高的要求。现在整车厂都在做SOA 架构,进行控制器集成,芯片用量不减反增。如何进一步让服务集中化、控制器集中化,成为行业对芯片的新需求。而且目前自动驾驶每增加一级,对芯片算力的需求呈指数级的增加(10倍以上增加算力需求)。王仕伟指出,现在汽车行业在生产时进行硬件预埋,通过软件OTA升级提供服务,这对芯片、对算力、对功耗、对成本、对数据传输的效率安全等各方面要求都呈指数级增长,车规级芯片的集成度、工艺制程、兼容算法的复杂度快速上升。
从产品开发应用层面看,丁丁指出,在中国市场,智能化大芯片、域控都面临一个问题,即装配率没有明显提高,整体可应用落地的车辆并不多,对芯片厂而言整体很难上量。
而且,对于整车厂、Tier1 来说,平台开发周期越来越短,投入却很大,一代平台可能两年就要淘汰,整个平台又要大规模投入。丁丁透露,汽车芯片周期和芯片域控开发周期不是特别匹配,整体车辆功能迭代的周期也越来越快。如何让投入对整车厂有持续帮助,也是汽车芯片企业在思考的问题。从产品结构层面看,“目前自主可控的汽车芯片很少,真正做到从设计制造到封测完全自主可控的目前不到三成,而且都是偏向低端的MCU 或者存储类的芯片,在高端芯片领域对于跨国公司的依赖度非常高。”王仕伟坦言,今年以来,汽车芯片由全类型的短缺已经转变为高质量发展的结构性短缺,尤其是随着欧洲、美国、日本出台了一些芯片相关的法案,高端芯片的发展受到很大制约。
“结构性短缺,国产高端芯片缺乏,低端过剩。”据罗道军介绍,车规级芯片目前的自给率不到10%。
在汽车芯片产品的可靠性方面,罗道军一针见血地指出,目前从工作数据积累来看,国产芯片在质量一致性、工艺稳定性和工艺适应性方面,包括可靠性等方面,和国外先进制程、拥有几十年积累的汽车芯片公司相比,还有较大的差距。
国产芯片研制历史周期短,经验和应用履历不足,“不好用”主要是因为固有风险大、多,存在批次性风险。深究下去,“用不好”是应用的支撑数据少、应用履历少,“不敢用”是不知道风险在哪里。
在介绍国产汽车芯片产品可靠性时,罗道军特别区分了“合格”与“可靠”。他强调,“合格”的并一定不代表可靠,合格测试只是按照标准来做,不是测试合格就可靠。而芯片的可靠性包括固有可靠性和应用可靠性。可靠性是与时间有关系的质量要素,经得起时间检验的质量才叫可靠。
在工艺层面上,贡玺根据其长期调研的信息指出,我们在很多芯片工艺上有不少被卡脖子的点,其程度也必须引起重视。
从产业发展的宏观层面看,李邵华指出,当前国际形势日趋复杂严峻,全球经济和政治格局的变化使得国际环境的不确定性和不稳定性明显增强,我国半导体产业面临更多风险。建设较完备的汽车芯片产业体系,对汽车数字化进程中的数据安全、网络安全、信息安全和供应链安全等方面意义重大、影响深远。
虽然中国汽车芯片产业存在技术积累与创新能力不足、产业链协同与生态建设滞后、人才与资金投入不足、市场接受度与品牌影响力有限等多重问题,但正是这些问题和挑战,激发了我们不断创新的动力,也促使我们更加紧密地团结在一起,共谋发展大计。
如何攀“高”向“新”,各方建言献策
车规级芯片高质量发展,是实现我国汽车产业、汽车芯片产业自主可控,实施“制造强国、质量强国、交通强国”战略的必经之路,巩固智能网联发展优势的有效途径之一。如何推动我国汽车芯片产业的高质量发展,已经成为当前这一行业内外的重要课题之一。
作为承担产业链链主角色的整车企业代表,王仕伟重点提出了4 大建议。
首先是自主攻坚的步伐要提速。
对品种多、需求量大的车规级常规芯片,建议政策上要加强芯片企业主导,整车厂积极应用、提出需求,分类型联手组建车规级芯片攻关联合体,集中优势资源打通从芯片的设计、制造到封测的产业链关键环节,解决芯片产业投资高、回收周期长、资源配置效率低等问题。
对于技术资本密集的计算类、存储类的高性能芯片,建议持续加大研发投入,持续创新攻关工程,打破跨国公司的技术垄断。同时还要推进配套的软件开发,培育本土化能力比较强的提供底层软件和应用层软件一体化的服务商。
其次是协同培育产业生态。
王仕伟指出,芯片是制造业的核心基础器件之一,应该通过市场引导和政策支持相结合,强化顶层设计,有序分工。
由于车规级芯片的制造、应用、供需生态非常复杂,即便芯片做出来之后上车还有很大距离。王仕伟表示,对于整个电子电气的架构、算法,我们一直强调软硬解耦,这对整车厂而言有价值的,因为数字底座并不经常变化,但是应用层软件可以持续更新。
但对于芯片企业,这可能是一个伪命题,因为对于芯片来说软硬无法解耦,而是软硬有效结合在一起,把芯片算力发挥出来,减少代码数量。王仕伟强调,“这需要整个产业链的协同,让芯片企业更懂算法,让算法工程师更懂芯片,只有大家结合在一起才能更好创新发力。”
再次是培养复合型人才。
创新是第一动力,人才是第一资源,在向智能化、新能源转型过程中,汽车行业和芯片行业正快速融合。相关人才应是对技术、客户、场景有深入了解,掌握芯片相关行业知识,了解整车厂具体需求,并能把需求转化为解决方案的跨行业复合型人才。
还要完善全链路标准。
从目前来看,国内芯片的认证标准还是以国外AEC-Q系列的标准为主,但这仅仅是入门级标准。建议中国汽车工业协会尽快把国内芯片标准体系以及构建框架落实下去。
据吴倩介绍,无论是汽车行业还是行业主管部门,近年来都在不断推动或出台政策,加快汽车芯片产业的发展,同时明确指出开展汽车芯片标准体系建设,并且推动汽车芯片标准尽快制定。
《国家汽车芯片标准体系建设指南》指出,到2025 年,制定30 项以上汽车芯片重点标准;到2030 年,制定70 项以上汽车芯片相关标准,进一步完善基础通用、产品与技术应用及匹配试验的通用性要求,实现对于前瞻性、融合性汽车芯片技术与产品研发的有效支撑。
2023 年12 月,中国汽车工业协会汽车芯片标准专委会正式成立。专委会由芯片企业、零部件企业、整车企业、第三方机构的头部单位30 多家、委员40 人组成。中汽协汽车芯片标准专委会是目前唯一的全国性汽车芯片团体标准化分支机构。
据悉,专委会成立至今半年多,已经完成了4项标准的立项。
此外,推动汽车芯片产业发展还需强化政策保障。
王仕伟建议,应加大对整车企业、芯片企业、软件企业及相关单位的政策支持,提高资源配置的效率,平衡好不同阶段的利益关系,鼓励优先采用国内的芯片软件,用好首台套、首版次的保障措施。“行业发展需要政策的加持,让双方都能在激烈的市场竞争中存活下来,找到企业发展的动力。”
近年来,汽车和芯片两个行业正在加速融合发展,国内涌现出了一批优秀的汽车芯片设计、制造、封测企业,产业协同进一步发展。
无论是整车企业,还是上游各层企业,在这一融合中也要做好角色、能力和任务的转换。正如贡玺所言,过去,一个能做Tier1 的主机厂是好主机厂,一个能做Tier2 的Tier1 才是一个好Tier1,而如今,一个对Tier2 有抓手的主机厂才是好主机厂,能力一定是往上游下放的。
从产业生态角度,李成蹊建议,不被卡脖子的正确做法不是单纯独立自主,而是要在产业链、供应链、技术产品方面更具有黏性,更值得被依赖,中国汽车芯片企业要深度参与全球产业生态建设。这也正是上海智能汽车软件园作为区域平台、产业平台,正在努力推动的生态构建和融合事业。
李邵华坚信,通过技术创新、产业链协同、政策支持与市场驱动的共同努力,汽车芯片产业一定能突破瓶颈,实现高质量发展,为新能源和智能网联汽车产业的繁荣奠定坚实基础。