折騰3年之久的汽車芯片短缺問(wèn)題，雖然還沒(méi)完全落下帷幕，但給國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)不少啟示。

“中國(guó)對(duì)車規(guī)級(jí)芯片的需求量特別高，因此更加需要芯片在中國(guó)本土化生產(chǎn)，才能確保汽車行業(yè)持續(xù)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)。”3月11日晚，全國(guó)人大代表、廣汽集團(tuán)總經(jīng)理馮興亞在全國(guó)人大廣東省代表團(tuán)駐地接受媒體采訪時(shí)，提出了汽車端的迫切需求。

場(chǎng)外，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)正在崛起。

2月底，全球知名知識(shí)產(chǎn)權(quán)機(jī)構(gòu)Mathys＆Squire發(fā)布的全球半導(dǎo)體（芯片）專利數(shù)據(jù)顯示，截至2022年9月，全球半導(dǎo)體專利過(guò)去一年申請(qǐng)量為69194件，刷新歷史紀(jì)錄，同環(huán)比雙增。

此中值得注意的是，中國(guó)申請(qǐng)數(shù)量占全球比例達(dá)55％，排名第一。美國(guó)為18223件，比例為26％，不到中國(guó)申請(qǐng)量的一半。

這顯然是個(gè)好消息，它意味著中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)正步入高速發(fā)展階段。然而，上海芝能初行信息科技有限公司創(chuàng)始人陶冶認(rèn)為，中國(guó)專利數(shù)量世界第一，主要是如今設(shè)計(jì)公司層出不窮，但其并不具備制造能力。

技術(shù)卡脖子的局面還在持續(xù)，多國(guó)對(duì)中國(guó)科技打壓程度越來(lái)越嚴(yán)重。3月8日，荷蘭政府以國(guó)家安全為由，宣布對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)出口實(shí)施新的限制，具體新規(guī)定將在“夏天之前”公布。此前，美國(guó)曾向荷蘭施壓，要求其停止向中國(guó)出售阿斯麥公司(ASML)的***。

好在中國(guó)車企和芯片企業(yè)一直在采取不同方式，應(yīng)對(duì)未來(lái)可能面臨的危機(jī)。

3月1日，寒武紀(jì)表示，子公司行歌科技與中國(guó)一汽達(dá)成合作，行歌科技將依托自身優(yōu)勢(shì)，滿足中國(guó)一汽在智能駕駛領(lǐng)域的芯片需求和應(yīng)用部署。

再往前，2月22日，武漢經(jīng)開(kāi)區(qū)攜手東風(fēng)公司前往上海招商“引芯”，與當(dāng)?shù)剀囈?guī)級(jí)芯片領(lǐng)軍企業(yè)對(duì)接、磋商，商討打造自主可控、安全穩(wěn)定的國(guó)產(chǎn)化車規(guī)級(jí)芯片供應(yīng)鏈。

中國(guó)車企與國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)的融合度正在加深，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前，中國(guó)汽車芯片供應(yīng)仍以外企為主。在國(guó)外限令隨時(shí)可能出現(xiàn)變卦的風(fēng)險(xiǎn)下，國(guó)內(nèi)汽車業(yè)和芯片業(yè)岌岌可危。

中國(guó)汽車行業(yè)和芯片行業(yè)，是時(shí)候站出來(lái)做出更深遠(yuǎn)的謀劃了。

01.

需求旺盛

一般而言，芯片分為消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、車規(guī)級(jí)、軍工（航天）級(jí)等4個(gè)等級(jí)。與消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)相比，車規(guī)級(jí)對(duì)芯片的穩(wěn)定性、安全性、可靠性要求更高。

按使用功能劃分，車規(guī)級(jí)芯片包括計(jì)算與控制芯片、傳感器芯片、功率半導(dǎo)體、模擬和通信芯片、存儲(chǔ)芯片等種類。

其中，計(jì)算與控制類芯片主要用于計(jì)算分析和決策，如單片機(jī)MCU和系統(tǒng)級(jí)芯片SoC；功率類芯片主要負(fù)責(zé)功率轉(zhuǎn)換，多用于電源和接口，如IGBT和MOSFET；傳感器類芯片主要負(fù)責(zé)車身狀態(tài)和外界環(huán)境的感知和采集，包括車輛感知和環(huán)境感知。

▲地平線Matrix5智能芯片

模擬芯片主要處理自然模擬信號(hào)的集成電路。通訊芯片主要用于總線控制、藍(lán)牙或Wi-Fi等方面。存儲(chǔ)器芯片則用于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。

行業(yè)專家表示，要達(dá)到車規(guī)級(jí)，原廠和芯片要經(jīng)過(guò)質(zhì)量管理體系、功能安全等認(rèn)證，常見(jiàn)的國(guó)際認(rèn)證有ISO/TS16949（判斷一家芯片原廠是否具有車規(guī)級(jí)芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程管控能力）、AEC-Q100（判斷芯片產(chǎn)品是否具備車用資格的標(biāo)志之一）、ISO 26262（判斷芯片產(chǎn)品是否具備車用資格的標(biāo)志之一）等。

目前，中國(guó)還沒(méi)有一套屬于自己的芯片標(biāo)準(zhǔn)體系。

一顆小小的芯片，誕生之路并不容易。芯馳科技副總裁徐超曾表示，一顆車規(guī)芯片從設(shè)計(jì)到上市，需要2~3年，而一輛車的整個(gè)生命周期需要10年之久。如何把芯片供應(yīng)5~10年，再支撐車輛5~10年的售后保障，是考驗(yàn)芯片供應(yīng)商的一個(gè)重要課題。

車規(guī)級(jí)芯片雖然制作費(fèi)時(shí)費(fèi)精力，但市場(chǎng)需求卻出奇地高。作為智能汽車的“大腦”，車規(guī)級(jí)芯片廣泛應(yīng)用于動(dòng)力、車身、座艙、底盤(pán)和安全等領(lǐng)域，車輛智能化程度與芯片數(shù)量成正比。

一方面，隨著汽車電動(dòng)智能化發(fā)展，單車的芯片用量繼續(xù)上升，新能源汽車平均每輛車要1500顆芯片，未來(lái)到自動(dòng)駕駛階段將超過(guò)3000顆芯片，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于消費(fèi)類電子產(chǎn)品的芯片量。

江蘇省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)秦舒曾表示，汽車電子占整車成本的比重，已從2012年的25%上升到2021年的55%。根據(jù)賽迪數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2025年，乘用車電子成本在整車成本中占比有望達(dá)到60%。

另一方面，市場(chǎng)對(duì)新能源汽車的需求持續(xù)高漲，車規(guī)級(jí)芯片需求量隨之正向增長(zhǎng)。今年1-2月，新能源汽車銷量同比增長(zhǎng)超過(guò)20%，2022年同比增長(zhǎng)達(dá)93.4%。

▲圖表來(lái)源：汽車工業(yè)協(xié)會(huì)

在芯片行業(yè)，大部分企業(yè)雖然全年業(yè)績(jī)不亮眼，但汽車業(yè)務(wù)均成業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)主力。英飛凌甚至在2月宣布，汽車部門(mén)的產(chǎn)能在2023財(cái)年已全部售罄。

對(duì)于汽車行業(yè)而言，車規(guī)級(jí)芯片越來(lái)越重要，促使車企與芯片制造商關(guān)系邁入新階段。用黑芝麻智能CMO楊宇欣的話來(lái)說(shuō)是：汽車公司與芯片企業(yè)從供需關(guān)系正走向共創(chuàng)，兩者的關(guān)系正發(fā)生改變。

02.

外憂：阻礙先進(jìn)制成發(fā)展

汽車公司與芯片企業(yè)越來(lái)越緊密的關(guān)系，并不能解決天災(zāi)人禍帶來(lái)的威脅。

從去年10月份起，美國(guó)對(duì)中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了新一輪的全面打壓。按照當(dāng)時(shí)禁令，其對(duì)18納米以下DRAM內(nèi)存的生產(chǎn)設(shè)備、128層以上NAND閃存生產(chǎn)設(shè)備，以及14納米以下邏輯芯片的生產(chǎn)設(shè)備全部禁售。

顯然，美國(guó)欲借此阻礙中國(guó)科技發(fā)展，延續(xù)卡脖子。在此背景下，國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)生存情況不容樂(lè)觀。根據(jù)統(tǒng)計(jì)信息，2022年國(guó)內(nèi)注銷、吊銷的芯片相關(guān)企業(yè)數(shù)量高達(dá)5746家，比2021年數(shù)量增長(zhǎng)了68%。

到了今年，情況進(jìn)一步惡化。2月28日，美國(guó)商務(wù)部發(fā)布一系列文件，啟動(dòng)《芯片與科學(xué)法案》有關(guān)390億美元芯片補(bǔ)貼的申請(qǐng)程序，意味著主要為了限制中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“芯片禁令”開(kāi)始實(shí)施。

在美國(guó)，獲得資助的芯片企業(yè)被要求簽訂協(xié)議，10年內(nèi)限制在“受關(guān)注國(guó)家”擴(kuò)大半導(dǎo)體制造能力。他們不能與涉及敏感技術(shù)的海外實(shí)體進(jìn)行任何聯(lián)合研究或技術(shù)許可工作。

美國(guó)一方面利用相關(guān)法案來(lái)提升自己實(shí)力，遏制中國(guó)科技發(fā)展；另一方面攜手他國(guó)聯(lián)合封鎖中國(guó)發(fā)展路線。

1月末，據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)、荷蘭、日本三國(guó)政府達(dá)成協(xié)議。三國(guó)將組建反華技術(shù)封鎖網(wǎng)絡(luò)：荷蘭或全面禁止向中國(guó)出口DUV***和配件、技術(shù)服務(wù)；日本將全面禁止出口半導(dǎo)體生產(chǎn)制造配套材料和原料。

最近，這一消息有了新進(jìn)展。3月8日，荷蘭政府以國(guó)家安全為由，宣布對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)出口實(shí)施新的限制，具體新規(guī)定將在“夏天之前”公布。

“一旦各項(xiàng)限令正式實(shí)施，中國(guó)先進(jìn)制程芯片發(fā)展道路將被堵死，目前沒(méi)有解決之道。”有專家認(rèn)為。

此前的部分條令已經(jīng)對(duì)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生負(fù)面影響。今年以來(lái)，中芯國(guó)際因瓶頸機(jī)臺(tái)交付延遲，量產(chǎn)時(shí)間一再延遲。

2月初，中芯國(guó)際表示，2022年底，中芯京城進(jìn)入試產(chǎn)階段，因瓶頸機(jī)臺(tái)交付延遲，量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)推遲一到兩個(gè)季度。3月6日，中芯國(guó)際再次表示量產(chǎn)時(shí)間相應(yīng)延遲。

雖然中芯國(guó)際未披露瓶頸機(jī)臺(tái)是何半導(dǎo)體設(shè)備，但其表態(tài)證實(shí)了我國(guó)芯片企業(yè)現(xiàn)狀不佳，未來(lái)發(fā)展堪憂。早前，中芯國(guó)際給出的“2023全年指引”稱，銷售收入預(yù)計(jì)同比降幅為低十位數(shù)。

▲圖表來(lái)源：中芯國(guó)際投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表

作為國(guó)內(nèi)芯片制造技術(shù)最先進(jìn)的廠商之一，中芯國(guó)際的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)主要圍繞著智能領(lǐng)域展開(kāi)，包括新能源汽車、5G等。

由于無(wú)法獲得更高制程的***，中芯國(guó)際的芯片制程只能停留在14nm，而且，由于在工藝上不夠成熟，目前中芯的主要發(fā)力點(diǎn)在28nm。

當(dāng)前現(xiàn)狀是，中國(guó)車企與國(guó)外芯片巨頭深度捆綁。2022年，中國(guó)汽車***供給率不足10%，車規(guī)級(jí)成熟制成芯片以國(guó)外為主，快速抽身談何容易。

中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)供應(yīng)鏈研究與合作中心主任高翔表示，28nm是成熟制程與先進(jìn)制程的分界線，28nm及以上的制程工藝被稱為成熟制程，28nm以下的制程工藝被稱為先進(jìn)制程。應(yīng)用在汽車領(lǐng)域的芯片，對(duì)于制程工藝的要求其實(shí)并不高，大部分汽車芯片只需要成熟制程工藝。

“不過(guò)車用芯片相較于消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)芯片而言使用工況更惡劣，壽命要求更長(zhǎng)，安全和可靠性要求更高。國(guó)際一線車企和Tier 1企業(yè)（一級(jí)供應(yīng)商）對(duì)芯片產(chǎn)品和供應(yīng)商有非常嚴(yán)格的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而且車規(guī)級(jí)芯片的前期開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證期很長(zhǎng)。我國(guó)車企之前主要采用國(guó)際知名大廠的芯片，而且都已經(jīng)經(jīng)過(guò)國(guó)際一線車企驗(yàn)證過(guò)。”高翔告訴幫寧工作室。

▲購(gòu)物網(wǎng)站上的英飛凌MCU芯片

目前，汽車身上搭載的芯片仍以中低端為主。麥肯錫在2022年年底的一項(xiàng)分析中表明，汽車芯片主要采用40nm以上成熟制成，90nm占據(jù)主導(dǎo)地位，采用40nm工藝構(gòu)建的新芯片至少需要5年時(shí)間才能通過(guò)驗(yàn)證。因此，新一波工藝升級(jí)熱潮要到5~7年后才會(huì)掀起。

“美國(guó)限令的目的體現(xiàn)在兩方面：一方面想把自己的產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)齊，另一方面是阻礙中國(guó)發(fā)展高端芯片。”中國(guó)電動(dòng)車百人會(huì)副理事長(zhǎng)董揚(yáng)認(rèn)為，美國(guó)還是希望中國(guó)繼續(xù)購(gòu)買他們的芯片，而非自我發(fā)展、自我供應(yīng)。

03.

內(nèi)患：難形成規(guī)模效應(yīng)

我國(guó)汽車芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展到了哪個(gè)階段？

自芯片短缺、美國(guó)發(fā)布限令后，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)被倒逼著高速發(fā)展。“中國(guó)制造正在由低端轉(zhuǎn)向高端發(fā)展。”董揚(yáng)認(rèn)為，這是芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展不同階段造成的影響。

“目前，大部分企業(yè)高制程的制造端受到技術(shù)限制；28nm以上的成熟制成芯片，國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司都能做，但他們沒(méi)有足夠的產(chǎn)能來(lái)形成利潤(rùn)。”陶冶表示。

董揚(yáng)則認(rèn)為：“汽車身上搭載的并不都是車規(guī)級(jí)芯片。受芯片短缺影響，有些車企拿不到車規(guī)級(jí)芯片，就用工業(yè)級(jí)芯片代替，這不能用對(duì)錯(cuò)去評(píng)判。”

有專家表示，車規(guī)級(jí)和消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)芯片的區(qū)別主要體現(xiàn)在4個(gè)方面：

一是DPPM（每百萬(wàn)缺陷機(jī)會(huì)中的不良品數(shù)）。消費(fèi)級(jí)小于500個(gè)，車規(guī)級(jí)要求0~10個(gè)，工業(yè)級(jí)則介于兩者之間。

二是壽命。消費(fèi)級(jí)是3~5年，工業(yè)級(jí)要求10年，車規(guī)級(jí)則要求15年。

三是可靠性。消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)芯片認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是JESD47，車規(guī)級(jí)芯片是AEC_Q系列。

四是溫度范圍。消費(fèi)級(jí)芯片要求-20~70℃，工業(yè)級(jí)芯片要求-40~85℃，車規(guī)級(jí)芯片要求-40~150℃。

在先進(jìn)制成領(lǐng)域，我國(guó)芯片企業(yè)對(duì)進(jìn)口裝備較為依賴。百人會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)張永偉曾表示，在汽車芯片價(jià)值鏈中，制造設(shè)備和封測(cè)設(shè)備占比約為16%，主要分布在歐美日，核心半導(dǎo)體設(shè)備是我國(guó)汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈的短板之一。

蓋世汽車研究院報(bào)告顯示，在芯片中下游的芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝測(cè)試、系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)，中國(guó)企業(yè)對(duì)海外的依賴性相對(duì)不強(qiáng)，但是上游的EDA、核心IP、晶圓制造是卡脖子的核心技術(shù)所在。

在馮興亞今年遞交的兩會(huì)提案中，有一段話可總結(jié)我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和問(wèn)題：算力和穩(wěn)定性高的車規(guī)級(jí)芯片的國(guó)產(chǎn)化率仍較低，芯片產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展結(jié)構(gòu)失衡，國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用體量不足、拉動(dòng)效應(yīng)不高，***的整體配套保障仍有待提升，標(biāo)準(zhǔn)體系仍需完善。

“不怕美國(guó)全面禁止芯片出口，就怕只禁止芯片制造設(shè)備出口。”一接近芯片企業(yè)的人士表示，“不過(guò)，我們的發(fā)展速度也很快。目前國(guó)產(chǎn)arfi產(chǎn)線已經(jīng)在跑測(cè)試，預(yù)計(jì)幾年后成熟。euv產(chǎn)線還處于子系統(tǒng)研發(fā)階段，估計(jì)2035年才能出現(xiàn)原型機(jī)。”

04.

加快發(fā)展

形勢(shì)不樂(lè)觀，中國(guó)車企和芯片制造商以及行業(yè)協(xié)會(huì)該如何攜手共渡難關(guān)？

董揚(yáng)認(rèn)為需要從3個(gè)方向去努力：

首先是加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)。中國(guó)要加強(qiáng)和芯片有關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科研究、技術(shù)人才教育、基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)工作。

其次，建設(shè)芯片發(fā)展生態(tài)，包括建立國(guó)內(nèi)汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系、檢測(cè)體系，建立健全相關(guān)服務(wù)機(jī)構(gòu)。

最后，軟硬件設(shè)計(jì)者、制造者、應(yīng)用者等產(chǎn)業(yè)鏈上下游加強(qiáng)合作，形成虛擬的垂直整合制造（IDM）模式。

資料顯示，目前芯片行業(yè)有3種運(yùn)作模式，即IDM、Fabless和Foundry。IDM集設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試于一身。虛擬IDM模式指無(wú)需自身組織晶圓制造等生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，企業(yè)可專注于集成電路設(shè)計(jì)與銷售環(huán)節(jié)，自身運(yùn)行更加輕便靈活，降低集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的初始進(jìn)入成本。

高翔建議，國(guó)內(nèi)車企首先要給***企業(yè)機(jī)會(huì)，使其對(duì)產(chǎn)品、技術(shù)不斷改進(jìn)和加強(qiáng)；同時(shí)，國(guó)內(nèi)車企還需牽頭，在全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同助力下，提升芯片的能力。最后，還需車企間協(xié)同發(fā)展，比如對(duì)某款芯片制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而提升該款芯片規(guī)模，通過(guò)規(guī)模化來(lái)解決成本問(wèn)題。

這與部分專家的建議不謀而合。有專家希望，中國(guó)汽車企業(yè)能進(jìn)一步擔(dān)起主導(dǎo)責(zé)任，結(jié)合實(shí)際，對(duì)各類車用芯片的品種、數(shù)量、發(fā)展趨勢(shì)等“心中有數(shù)”，與供應(yīng)商建立長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作關(guān)系。

“從行業(yè)特點(diǎn)來(lái)看，芯片產(chǎn)業(yè)對(duì)規(guī)模化要求很高，而汽車芯片相對(duì)消費(fèi)芯片，需求量至少低一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且車企需要芯片供應(yīng)商長(zhǎng)期穩(wěn)定的供應(yīng)，未來(lái)國(guó)內(nèi)自主芯片產(chǎn)業(yè)也會(huì)逐步趨于集中，慢慢出現(xiàn)巨頭芯片企業(yè)。”高翔認(rèn)為，這和動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展模式類似，企業(yè)需要強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，形成頭部效應(yīng)后，才有打進(jìn)國(guó)際主流市場(chǎng)的可能。

目前，國(guó)內(nèi)車企正在與國(guó)內(nèi)芯片制造企業(yè)加深聯(lián)系。2月24日，地平線與北汽集團(tuán)達(dá)成戰(zhàn)略合作，基于全系列征程芯片，北汽集團(tuán)將實(shí)現(xiàn)旗下多個(gè)自主品牌智能化產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，首款量產(chǎn)合作車型預(yù)計(jì)今年落地。

馮興亞此前表示，廣汽集團(tuán)作為整車企業(yè)，也應(yīng)該關(guān)注零部件產(chǎn)業(yè)，為其健康可持續(xù)發(fā)展作出努力。一方面購(gòu)買更多***，鼓勵(lì)芯片企業(yè)加強(qiáng)研發(fā)生產(chǎn)。另一方面，廣汽集團(tuán)內(nèi)部增加對(duì)芯片企業(yè)的投資，幫助他們發(fā)展。

在汽車芯片方面，百人會(huì)成立了一個(gè)半導(dǎo)體合作平臺(tái)，已發(fā)展近兩年。其發(fā)力點(diǎn)是拉通主流車企、Tier 1企業(yè)、芯片設(shè)計(jì)公司、晶圓廠、封測(cè)廠等，各鏈條龍頭企業(yè)提出需求和痛點(diǎn)，大家一起探討解決。若探討形成共同建議，由百人會(huì)向政府傳達(dá)。

發(fā)展至今，中國(guó)車規(guī)級(jí)芯片已完成從無(wú)到有的蛻變，下一步目標(biāo)是從有到好。

自主之路道阻且長(zhǎng)，行則將至，同志仍需努力。

審核編輯 ：李倩