《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)的機遇和應(yīng)對

2021-06-13
來源:互聯(lián)網(wǎng)

  6月10日,在南京舉辦的世界半導(dǎo)體大會《汽車半導(dǎo)體創(chuàng)新協(xié)作論壇》上,,國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才帶來主題為《中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)的機遇和應(yīng)對》的報告,。

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  國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才

  報告主要分四個方面:一,汽車芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述,;二,,汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)建設(shè)思路與實踐;三,,中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟建設(shè)情況,;四,中國汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供需調(diào)研情況,。

  第一,,汽車芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述

  自從十八大以來一直到現(xiàn)在,我們國家把科技創(chuàng)新放在有史以來最高的位置,,特別是十九屆五中全會做了專項部署,,應(yīng)該說在歷史發(fā)展過程中,作為汽車和集成電路兩個非常重要的問題,,國家提出了相應(yīng)的要求,,我們也做出了相應(yīng)回答,。

  汽車芯片定義及特征。無論是在汽車還是集成電路行業(yè)沒有官方定義,,但是這不妨礙我們開展這方面的工作,,因為我們通過和國際上的產(chǎn)品進行對標(biāo),通過研究標(biāo)準(zhǔn),、規(guī)劃總結(jié)出了汽車芯片所具有的車規(guī)級特征,。大家知道高可靠性,工作溫度適用范圍,、響度濕度范圍,、抗振動沖擊程度抗電磁干擾程度、設(shè)計壽命遠遠高于普通電子,;高安全性別是MGU等等,、功能安全等級要求;高溫度性,,主要指的是汽車芯片在大規(guī)模生產(chǎn)時具有非常好的生產(chǎn)一致性,,特別是實現(xiàn)零缺陷;最后還有一些其他要求,,往往是下游汽車企業(yè)在應(yīng)用芯片的時候具體提出的要求,,這里包括成本,,使用哪些材料,,包括使用周期和維修要求要滿足車上產(chǎn)品的要求,還要滿足車規(guī)認證的要求,。

  應(yīng)該說,,一款車規(guī)級芯片要經(jīng)過2-3年嚴苛的評價測試才能進入產(chǎn)業(yè),所以門檻非常高,。在國際上可以看到汽車電子廠商和整車企業(yè)是非常穩(wěn)定的合作格局,。

  全球及我國汽車芯片市場表現(xiàn)。車上的芯片越來越多,,從新能源驅(qū)動和智能駕駛滲透率迅速攀升,,智能新能源汽車用芯片市場年復(fù)合增長率高達21%。(23:58)但是國內(nèi)的汽車芯片的產(chǎn)值應(yīng)該說還不到200億人民幣,,占比還不到5%,。另外,看一下我們現(xiàn)在用的汽車產(chǎn)品,,國內(nèi)用的汽車產(chǎn)品無論是合資品牌還是自主品牌,,車上用的芯片大部分依賴于進口。2022年單車的汽車芯片產(chǎn)值大概是600美元,,這么簡單的合算整個市場上大概有150億人民幣的市場潛力,。隨著未來智能化和電動化的程度不斷提高,,這個數(shù)字還在進一步增加。

  全球性供給緊張分析,。從去年四季度以來,,全球汽車芯片出現(xiàn)供應(yīng)相對短缺的情況,就我們分析重點分以下幾個方面:

  第一是市場波動,。因為很多產(chǎn)業(yè)都下調(diào)自己的產(chǎn)銷預(yù)期,,汽車也不例外,下調(diào)之后在去年第四季度汽車行業(yè)開始反彈,,反彈速度非??欤云囆袠I(yè)的下游來不及進行生產(chǎn),,因為市場波動的原因,。

  第二是供需矛盾。車上用的半導(dǎo)體是呈10%,,20%的增長速度,,但是全球汽車上用的半導(dǎo)體產(chǎn)能是非常穩(wěn)定的,這里就一定會存在長期的缺口,,這個缺口因為市場波動和疫情原因提前被放大被顯現(xiàn)了,。

  第三是國際政治。國際某個大國打壓汽車產(chǎn)業(yè)鏈還有非市場行為造成市場囤貨,,也會造成其他企業(yè)囤貨,,所以現(xiàn)在所有企業(yè)都在堆芯片,不管未來的生產(chǎn)怎么樣,。

  第四是國產(chǎn)替代,。我們國內(nèi)有一個問題就是國產(chǎn)芯片在這一塊還是非常薄弱的,當(dāng)然這和我們國家集成電路的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)有非常大的關(guān)系,。供應(yīng)鏈的緊張是全球性的,,至少需要1年時間才能緩解,也有說是到2022年才能緩解,,具體什么時候才能緩解,?很難進行精確預(yù)測。

  為什么提出建立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的命題,?我們對于汽車芯片從上游到下游進行梳理,,現(xiàn)在我們國家芯片產(chǎn)業(yè)存在以下幾個問題:

  第一標(biāo)準(zhǔn)體系相對缺失。我們現(xiàn)在用的汽車芯片的測試評價都是國際上的標(biāo)準(zhǔn),,國際上的標(biāo)準(zhǔn)可以用,,沒有問題,但是有一個問題也是顯而易見的,,就是我們國家是汽車產(chǎn)業(yè)最大的市場,,全球超過30%的市場在中國,,在中國將有很多新的技術(shù)、新的產(chǎn)品要落地,,這些新技術(shù),、新產(chǎn)品體現(xiàn)出來的對芯片的要求在國際上的標(biāo)準(zhǔn)很難滿足的。

  另外,,芯片企業(yè)做一塊AC6在我們國內(nèi)大概需要4-5個月的時間,,這個時間對于集成電路設(shè)計企業(yè)來講是非常復(fù)雜的,這個時間太長,,成本太高,,能不能借助這個契機在國內(nèi)建立起一套自己的汽車芯片的標(biāo)準(zhǔn)體系?這個標(biāo)準(zhǔn)體系既能反映新技術(shù)的要求,,又能滿足下游的車規(guī)要求從而簡化測試評價手段,。

  第二是測試認證平臺缺失。在我們國家所有涉及到安全零部件都是有認證,,唯獨芯片沒有認證,,在兩個行業(yè)中還是缺乏完整的測試評價平臺和認證的體制機制。首先講到測應(yīng)該包括芯片級,、系統(tǒng)級到整車級三個層面的測評,,只有這三個層面的測評下面才能放心地使用上游芯片產(chǎn)品,在標(biāo)準(zhǔn)對于設(shè)計芯片產(chǎn)品進行相應(yīng)認證,,節(jié)省上游對下游進行產(chǎn)品相互信任相互使用的通道,。

  第三是技術(shù)研發(fā)能力不足。大部分企業(yè)還是處在第一輪和第二輪的研發(fā)過程中,,對于可靠性究竟應(yīng)該怎么設(shè)計還在摸索中,。

  第四是關(guān)鍵產(chǎn)品缺乏應(yīng)用,。作為芯片來講最大的機會如果上游的國產(chǎn)汽車芯片做起來,,下游汽車企業(yè)不用的話做出來只是一塊石頭,我理解集成電路企業(yè)相對汽車只要下游給應(yīng)用機會馬上可以進行迭代,,有賴于我們打通上下游的合作渠道和技術(shù)通道,。

  第五車規(guī)工藝缺乏積累。在大陸地區(qū)如果沒有這個產(chǎn)能,,我們再去想緩解這個問題是非常困難的,,反過來講希望在國內(nèi)領(lǐng)頭的這些龍頭企業(yè)能不能建立車規(guī)工藝線,滿足大陸需求,。對于中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)來講不是簡單的開兩個企業(yè),,推出兩個產(chǎn)品就可以,我們重要的是建立這一種產(chǎn)業(yè)生態(tài),,從上下游都進行補強提升,,可以可持續(xù)讓產(chǎn)業(yè)不斷出現(xiàn)好的芯片企業(yè)和芯片產(chǎn)品,。

  二、汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)

  建設(shè)目標(biāo),。作為中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,,我們一直推行這個目標(biāo),就是圍繞我國汽車芯片重大需求和瓶頸短板,,開展上下游的信息銜接,、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)攻關(guān),、研制,、封裝研究、評測認證,、汽車電子電控通用基礎(chǔ)硬件平臺研發(fā),、整車產(chǎn)品集成應(yīng)用、建立技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化平臺,,建設(shè)汽車芯片人才梯隊,,建成自主汽車芯片創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)生態(tài),重點培育龍頭企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)聚集和協(xié)同發(fā)展,。

  在這個目標(biāo)下,,將整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)分為兩個鏈條:第一個鏈條是技術(shù)生態(tài),第二個鏈條是產(chǎn)業(yè)生態(tài),。技術(shù)生態(tài)從芯片設(shè)計開始到最后的應(yīng)用每一個環(huán)節(jié),,產(chǎn)業(yè)生態(tài)就是對應(yīng)每一個環(huán)節(jié)起到的核心作用的企業(yè)或者機構(gòu)。一般來講像芯片的設(shè)計肯定是由芯片設(shè)計公司作為主力,,當(dāng)然上游會依賴于IC的使用,,中游就會有制造封裝,從流片廠,、封裝廠還有第三方的測試機構(gòu)進行測試認證,,最后汽車電子廠商選用國產(chǎn)的汽車芯片產(chǎn)品,最后實現(xiàn)整車的集成應(yīng)用,。在這個過程中,,我們推動上下游進行合同,一是研制自己的芯片產(chǎn)品,,另外幫助這些自主產(chǎn)品進入產(chǎn)業(yè)鏈進行應(yīng)用,。同時我們正在成立一支基金,通過基金方式孵化項目,。

  關(guān)鍵任務(wù),。在這個整體目標(biāo)下把所有任務(wù)分成6個關(guān)鍵任務(wù):

  第一是面向汽車規(guī)模商用的關(guān)鍵汽車芯片研制。我們拉著下游出題向上游出題,按照下游的要求完成產(chǎn)品研制,,同時承諾達到要求之后給予一定的市場份額,,同時推動政府給予一定的經(jīng)費支持。這個產(chǎn)品相應(yīng)滿足一些標(biāo)準(zhǔn)要求,。去年已經(jīng)開始做了一個嘗試,,去年牽頭了10家單位承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃《智能新能源汽車車載控制基礎(chǔ)軟硬件系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)》,自主車載核心控制芯片MCU對標(biāo)英飛凌TC38X,,自主車控操作系統(tǒng)OS,,新能源汽車整車控制器VCU。

  第二個項目是汽車芯片評價測試標(biāo)準(zhǔn)及評測能力建設(shè),。主要目標(biāo)是建設(shè)車規(guī)芯片第三方評測及認證平臺,,建立中國汽車芯片測試標(biāo)準(zhǔn)體系和對標(biāo)評測數(shù)據(jù)庫,提供第三方權(quán)威評測認證,,為自主產(chǎn)品研發(fā)落地和上車應(yīng)用提供設(shè)計參考與質(zhì)量保障,。

  在AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,以芯片功能應(yīng)用場景為引導(dǎo),,基于完整的芯片-系統(tǒng)-整車垂直架構(gòu)構(gòu)建汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系,,填補從芯片級到整車級的測試驗證路徑和所需標(biāo)準(zhǔn),并可系統(tǒng)擴展,。

  在測試評價體系的建設(shè)過程中,,一個芯片下游在使用的時候只是在芯片級和AEC是遠遠不夠的,和系統(tǒng)連在一起,,和整車連在一起到底后面的系統(tǒng)對于整車的表現(xiàn)有什么樣的影響,,所以在這里增加了一個系統(tǒng)級,會把芯片和電力系統(tǒng)連在一起,,另外把芯片搭載在車上進行實地測試,。

  第三是汽車芯片第三方評測認證共性服務(wù)。我們都是為了行業(yè)服務(wù),,第三方服務(wù) 我們認為包括以下幾個方面,,包括評價測試、產(chǎn)品認證,、質(zhì)量咨詢,、數(shù)據(jù)挖掘、趨勢指導(dǎo),、流片試制等,都是為上下游解決一個問題,,下游怎么信任上游,,上游怎么證明自己的產(chǎn)品符合下游的需求,相信大家都有非常深刻的感受。

  這是我們初步做的嘗試,,從2018年開始成立車規(guī)半導(dǎo)體測試認證工作組,,和8家第三方功率半導(dǎo)體測試機構(gòu)進行合作,工作組納入100家單位開展了9款功率器件和測試認證工作,。

  第四是通用平臺,,上游生產(chǎn)出的汽車芯片產(chǎn)品之后,下游要有應(yīng)用,,如果不用就沒辦法迭代,,我們怎么把國產(chǎn)芯片納入到汽車產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈里去?在這里主要推的是把國產(chǎn)汽車芯片納入到,,下一代的電子汽車架構(gòu)區(qū)別于當(dāng)前的汽車,,因為很多的電動部件都是重新開發(fā)的,對于國產(chǎn)有很大的機會,。我們主要研究通用的汽車電子功能架構(gòu),,主要就是研究它的基礎(chǔ)通用平臺。

  簡單講一下我們研究的架構(gòu)平臺,。在這個架構(gòu)中,,針對于控制器和智能汽車三域一網(wǎng)關(guān)電子電氣架構(gòu)預(yù)研,開放式頂層系推架構(gòu)和模塊化硬件通用平臺,,提供標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用層軟件接口,,便于迅速開發(fā)出差異化的電控部件,兼容自主的感知,、計算,、控制、通訊,、安全芯片上車應(yīng)用,。

  SIC技術(shù)研發(fā)與驗證。國創(chuàng)中心聯(lián)合國際知名高校院所,,開展“基于第三代半導(dǎo)體的先進電機控制器技術(shù)平臺開發(fā)”項目,。

  工藝質(zhì)量。汽車芯片工藝質(zhì)量控制方法研究與應(yīng)用,,重制定中國車規(guī)芯片生產(chǎn)線質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),,和國內(nèi)龍頭的流片企業(yè)正在進行探討,也在推動這方面的工作,。

  三,、聯(lián)盟建設(shè)對標(biāo)

  借鑒國際汽車芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗。我們考察國際針對汽車芯片的發(fā)展歷程,,可以看到國際的汽車芯片產(chǎn)業(yè)龍頭和商業(yè)上下游大多也建立相對松散的聯(lián)盟,,通過長期合作逐漸形成了利益共同體,,并且最后變成一個穩(wěn)定的利益共享合作共贏協(xié)同機制。作為國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,其實國內(nèi)目前也是缺少一些專門針對汽車芯片的行業(yè)組織,,成立聯(lián)盟也是希望在這里能夠發(fā)揮一些串聯(lián)上下游的作用。

  跨界融合,,共生共贏,。我們在國家工信部、科技部的支持下聯(lián)合全國整車企業(yè),、汽車電子,、行業(yè)組織到目前為止一共是170家單位,我們主要定位是圍繞產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建創(chuàng)新鏈,,作為聯(lián)盟來講也是行業(yè)組織的一種,,我們主要是做單個企業(yè)和單個產(chǎn)業(yè)做不到的事情,我們既不設(shè)計芯片也不造整車,,主要是幫助上下游怎么做銜接完成產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè),,最終提升中國芯片的產(chǎn)業(yè)競爭力。我們把工作分稱四個方面:

  第一是創(chuàng)新生態(tài),。直接打通下游應(yīng)用場景,,以下游引領(lǐng)上游,以汽車拉動芯片,。

  第二是產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。產(chǎn)業(yè)發(fā)展要有龍頭企業(yè)和新興企業(yè),計劃推動建立一些產(chǎn)業(yè)集群,。

  第三是國產(chǎn)替代,。因為國內(nèi)的汽車芯片產(chǎn)品和汽車芯片在市場上占的份額非常小,在汽車產(chǎn)品中應(yīng)該是不均衡的局面,,我們希望未來的國產(chǎn)汽車芯片在國產(chǎn)中占比一定的份額,,所以聯(lián)合上下游開展技術(shù)攻關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)研究和測試評價的工作,幫助國產(chǎn)上車,。

  最后是國際合作,。因為汽車產(chǎn)業(yè)鏈本身是全球化布局,汽車芯片不可能封閉在一個國家一個地區(qū),,所以在這里我們會和國際廠商進行充分合作,。

  聯(lián)盟策劃“3+3+1”重點工作。

  第一個工作是建立資源平臺,。上半年在工信部指導(dǎo)下,,2月26日向全球發(fā)布汽車半導(dǎo)體的供需對接手冊,也得到行業(yè)汽車企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的大力支持,,這個平臺就是把調(diào)研到的線下數(shù)據(jù)搬到線上,,方便汽車企業(yè)隨時查到上游有哪些汽車芯片產(chǎn)品工藝,。

  第二是走訪對接,。組織汽車企業(yè)和芯片企業(yè)相互走訪對接,,促進彼此了解和形成技術(shù)/商務(wù)合作。

  第三是人才培訓(xùn),。我們國家在集成電路產(chǎn)業(yè)人才缺口非常大,,組織汽車產(chǎn)業(yè)和芯片產(chǎn)業(yè)進行交叉人才培訓(xùn)。技術(shù)路線圖,。組織聯(lián)盟內(nèi)專家和企業(yè)資源,,啟動“汽車芯片技術(shù)路線圖”研究工作。

  標(biāo)準(zhǔn)體系,。研究體現(xiàn)智能新能源汽車技術(shù)要求的汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系以及測試,,制造質(zhì)量控制團體標(biāo)準(zhǔn)。

  評價規(guī)程,。針對自主產(chǎn)品與國際競品對標(biāo)比較的要求,,研究汽車芯片測試評價規(guī)程,為汽車廠商綜合評價自主產(chǎn)品提供工具,,計劃在今年之內(nèi)拿出來最后準(zhǔn)備做首屆中國汽車芯片應(yīng)用創(chuàng)新拉力賽,,主要是效仿國際好的做法,針對優(yōu)秀國產(chǎn)芯片產(chǎn)品向行業(yè)推出來并且拉到下游圍繞汽車電子的設(shè)計,,通過比賽的方式讓芯片更好地被下游所了解和接受,,同時計劃通過比賽篩選一些好的團隊進行創(chuàng)投和孵化。

  汽車芯片上車應(yīng)用保險試點,。在我們國家國內(nèi)保險上車的時候主要是技術(shù)驗證然后是商務(wù)談判,,但是在選用過程中上下游都有非常大的關(guān)心,下游擔(dān)心國產(chǎn)芯片產(chǎn)品沒有進行大規(guī)模驗證萬一出現(xiàn)問題怎么辦,,影響整品牌和質(zhì)量,,我們采用金融保險手段利用市場化的方式緩解上下游的焦慮,最近這個試點在國內(nèi)是首創(chuàng),,以前沒有針對國產(chǎn)汽車芯片上車應(yīng)用保險,,這塊是拉在國內(nèi)主要的保險公司包括人保、太平洋和平安,,和上下游企業(yè)進行溝通洽談,,計劃在明天舉辦的行業(yè)活動上進行簽約儀式。在這個基礎(chǔ)上向國家部委積極推動,,和中國汽車工業(yè)協(xié)會一起把國產(chǎn)汽車芯片產(chǎn)品納入《首臺套重大技術(shù)裝備保險補償機制》的產(chǎn)品目錄,,利用政府有限的資金支持推進這樣的模式,緩解上下游的焦慮,,分擔(dān)大家的風(fēng)險,。

  四,、編制和發(fā)布《汽車半導(dǎo)體供需對接手冊》

  從去年年底到2月份,在工信部電子信息司,、裝備工業(yè)一司指導(dǎo)下,,開展了我國汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供需情況調(diào)研,向國內(nèi)85家企業(yè)征集供給和需求信息,,收錄了國內(nèi)59家半導(dǎo)體企業(yè)568款產(chǎn)品,,覆蓋10大類產(chǎn)品,共涉及53個小類,。在產(chǎn)品需求方面,,收路國內(nèi)26家汽車及零部件企業(yè)的1千條產(chǎn)品需求信息,來自14家整車企業(yè)和12家汽車零部件企業(yè),。以前的汽車行業(yè)是缺乏標(biāo)準(zhǔn)目錄,,我們和汽車電子廠商和整車企業(yè)一起上來先把10大類、53個小類,,后續(xù)的工作推進都是圍繞這個目錄進行推進的,。

  這是個芯片調(diào)研情況,控制類和驅(qū)動類芯片,,接下來是計算類芯片,,存儲類芯片,模擬類/功率類,,傳感類和信息安全類,。

  汽車企業(yè)需求匯總。汽車企業(yè)提出的需求,,控制芯片,、驅(qū)動芯片、功率芯片,,這一類芯片在目前需求量都是比較大的,。

  五、未來展望

  作為產(chǎn)業(yè)生態(tài)的建設(shè)工作也是我們聯(lián)盟成立的宗旨,,主要是通過這些工作達到四個目標(biāo):

  第一是建立汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài),。包括設(shè)計、研發(fā),、制造,、封裝、標(biāo)準(zhǔn),、測評,、應(yīng)用、孵化,,通過良性循環(huán)生態(tài)幫助產(chǎn)業(yè)鏈上下游不斷地去用自己的芯片,,不斷涌現(xiàn)有實力的芯片企業(yè),。

  第二是培育汽車芯片產(chǎn)業(yè)集群。包括扶持龍頭企業(yè),,扶持領(lǐng)軍企業(yè),,孵化新興企業(yè),并購國際企業(yè),。

  三是培養(yǎng)汽車芯片專業(yè)人才,。

  最后是提高國內(nèi)外影響力,,形成自己芯片產(chǎn)業(yè)的影響力,。




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