2023年，汽車行業(ye) 能擺脫“缺芯”困擾嗎？從(cong) 晶圓價(jia) 格下降，到全球芯片產(chan) 能的逐步恢複似乎讓人們(men) 看到了“一線曙光”，但隨著美國芯片法案啟動，新舊問題接踵而來。
汽車芯片國產(chan) 化率不足10％
“隨著國際頭部汽車芯片企業(ye) 產(chan) 能逐漸恢複以及紛紛擴產(chan) ，價(jia) 格也開始回歸理性，國產(chan) 芯片企業(ye) 麵臨(lin) 不小的衝(chong) 擊。”國內(nei) 某芯片企業(ye) 相關(guan) 負責人告訴記者，“畢竟國產(chan) 芯片的規模和成本競爭(zheng) 力在短期內(nei) 還不能和國外芯片企業(ye) 相抗衡，因此當國外芯片恢複正常供應後，國外芯片還是車企的主要選擇。”
在“芯荒”席卷汽車行業(ye) 之前，國內(nei) 車企采用的車用芯片基本都被國外企業(ye) 壟斷。必須正視的是，與(yu) 國際巨頭相比，國內(nei) 芯片企業(ye) 的綜合實力還較弱。“做到行業(ye) 領先要具備4個(ge) 條件：第一，優(you) 越的產(chan) 品性能；第二，過硬的質量和可靠性；第三，有競爭(zheng) 力的成本控製；第四，長期穩定的供應能力。”國內(nei) 某汽車芯片領域專(zhuan) 家坦言，“在國際頭部企業(ye) 產(chan) 能緊張、芯片價(jia) 格上漲的時段，國產(chan) 芯片實現了短暫的替代，而一旦國外企業(ye) 產(chan) 能恢複，芯片價(jia) 格回落，車企轉而再次選擇國外芯片也在常理之中。”
有業(ye) 內(nei) 人士預測，美國芯片法案的正式落地，至少在短期內(nei) 會(hui) 對國內(nei) 芯片行業(ye) 產(chan) 生一定的影響。由於(yu) 目前國內(nei) 半導體(ti) 行業(ye) 對進口技術和設備的依賴度較高，按照芯片法案對出口的管製和技術封鎖政策，一些項目和產(chan) 能的落地或將推遲，與(yu) 此同時也會(hui) 導致國內(nei) 芯片企業(ye) 生產(chan) 成本增加以及市場份額下降。
在不斷變化的形勢下，目前，盡管芯片產(chan) 業(ye) 的整體(ti) 短缺情況有所緩解，但算力和穩定性高的車規級芯片國產(chan) 化率仍較低，國產(chan) 芯片的應用體(ti) 量相對不足，國內(nei) 芯片企業(ye) 對整個(ge) 芯片產(chan) 業(ye) 鏈的掌控能力還有較大提升空間。如何提高國產(chan) 芯片應用率也成為(wei) 汽車行業(ye) 熱議和關(guan) 注的話題。今年全國兩(liang) 會(hui) 期間，全國人大代表，廣汽集團黨(dang) 委副書(shu) 記、總經理馮(feng) 興(xing) 亞(ya) 建議，為(wei) 解決(jue) 汽車行業(ye) 芯片“卡脖子”難題，需大力提高國產(chan) 芯片的應用率。
提高國產(chan) 芯片的應用率背後，是國產(chan) 芯片性能、質量、規模和成本優(you) 勢的全麵提升。“我們(men) 必須麵對的一個(ge) 事實是，當下汽車芯片國產(chan) 化率低於(yu) 10％。”四維圖新高級副總裁、傑發科技總經理梁永傑直言，“首先，芯片設計EDA軟件基本被全球三大廠商壟斷；其次，在芯片設計方麵，盡管目前國內(nei) SoC（係統級芯片）自主廠商開始嶄露頭角，但車規級MCU（微控製單元）、模擬和存儲(chu) 芯片依舊被國外大廠壟斷，國產(chan) 化率仍較低；另外，全球晶圓產(chan) 能也主要集中在國外頭部與(yu) 中國台灣廠商；此外，在汽車行業(ye) ，國內(nei) 主機廠和一級供應商的傳(chuan) 統供應鏈格局相對穩定，新興(xing) 的國產(chan) 芯片廠商進入主機廠供應鏈有難度，這些現實都導致汽車芯片國產(chan) 化率不高。”
根據相關(guan) 機構預測，2023年芯片供應不足將繼續影響全球汽車產(chan) 業(ye) ，因“芯荒”導致減產(chan) 將達到300萬(wan) 輛。未來，隨著電動化、智能化在汽車產(chan) 業(ye) 的深度滲透，我國對汽車芯片的需求將呈現爆發式增長態勢。
盡管部分領域的車規級芯片已經逐步實現了國產(chan) 替代，但眼下，國產(chan) 芯片規模性上車依舊是個(ge) 難題。那麽(me) ，國產(chan) 芯片上車難，究竟難在哪裏？梁永傑進一步分析道：第一，汽車芯片設計有要求高、投入大、周期長、市場小等特點。車規級產(chan) 品研發周期長，客戶導入周期長，與(yu) 消費類、工業(ye) 類芯片相比，晶圓廠缺乏向汽車領域轉移或擴張的動力；第二，汽車市場在進入智能汽車時代以前，迭代較慢，供應鏈上下遊穩定，因此一級供應商、主機廠冒風險做芯片替代的意願並不強；第三，成本高。無論是研發設計成本，還是晶圓的采購、製造和封測成本，國內(nei) 芯片設計公司對比國際大廠都很難有優(you) 勢。
如何提高車規級國產(chan) 芯片的自給率和應用率，全麵提升車規級芯片的自主可控能力成為(wei) 當下整個(ge) 行業(ye) 的必答題。
此前，中國電動汽車百人會(hui) 與(yu) 中國質量認證中心聯合牽頭開展的“提鏈計劃”，針對國內(nei) 車規級芯片國產(chan) 化率低的痛點展開研究，提出了因地製宜分級化解車用芯片國產(chan) 化率低問題的解決(jue) 方案。采訪中，高翔告訴記者，根據實際情況，課題組將目前車規級芯片分為(wei) 易國產(chan) 化、難國產(chan) 化和極難國產(chan) 化3個(ge) 級別。“易國產(chan) 化的，顧名思義(yi) 是國內(nei) 企業(ye) 有一定技術和能力，但產(chan) 品質量和生產(chan) 一致性、質量管理體(ti) 係仍然有待提升，通過有效管理提升或技術改進提升產(chan) 品質量、降低成本，這類芯片預計在1～2年內(nei) 可較快實現國產(chan) 替代；難國產(chan) 化的是當前國內(nei) 企業(ye) 的技術能力落後國際領先企業(ye) 較多，產(chan) 品的性能差距較大、穩定性有待提升，這類芯片國產(chan) 替代難度較大，實現國產(chan) 替代的時間需要至少3～5年；至於(yu) 極難國產(chan) 化的芯片，國內(nei) 企業(ye) 與(yu) 國外企業(ye) 在技術、材料、生產(chan) 設備、製造能力、軟件工具鏈、知識產(chan) 權等多方麵都存在較大差距，產(chan) 品供應基本被國際企業(ye) 壟斷，至少需要5年或者更長時間才能逐步實現國產(chan) 化替代。”他說。
高翔指出，提升汽車芯片國產(chan) 化率的關(guan) 鍵是，在芯片國產(chan) 化難易程度分級的基礎上，根據不同級別的實際情況，推進政府、行業(ye) 、上下遊企業(ye) 多方聯動發揮合力。比如，針對難國產(chan) 的芯片，需要政府和行業(ye) 上下遊共同努力和支持，可通過一定的補貼政策進行幫扶，力圖在3～5年內(nei) 逐步實現國產(chan) 化替代；極難國產(chan) 的芯片，則需要國家層麵製定科技戰略，提供專(zhuan) 項扶持政策，堅持長期投入基礎研究，以及行業(ye) 上下遊企業(ye) 的共同努力，預計用5～10年時間逐步實現國產(chan) 化替代。
采訪中，梁永傑告訴記者，目前，國產(chan) 車規級芯片中，功率半導體(ti) 、CIS國產(chan) 化進程較快；車規MCU、模擬和存儲(chu) 芯片國產(chan) 化率仍較低，後續國產(chan) 替代速度MCU相對較快；而智能新能源汽車關(guan) 鍵芯片領域，比如控製、通信、存儲(chu) 、安全產(chan) 品98％被外國企業(ye) 壟斷。“目前，在芯片製造的流程中，封測的國產(chan) 化程度有很大提升，在設計和製造環節仍有較大提升空間。芯片設計依賴於(yu) 芯片工藝來實現，優(you) 秀的製造工藝能夠加快芯片設計速度，同時芯片設計的Know-How能夠幫助晶圓廠提升工藝水平。芯片產(chan) 品、芯片工藝都是在發展中不斷迭代和優(you) 化的。因此，希望國內(nei) 芯片設計公司、IP設計公司多用本土芯片工藝，也希望本土晶圓廠多支持國內(nei) 的芯片設計公司，尤其在車規工藝方麵加大投入，為(wei) 芯片設計公司提供更多的IP及工藝選項。大家各司其職、多反饋、多迭代，才能不斷提升整個(ge) 國產(chan) 汽車芯片水平。”梁永傑說。
提高汽車芯片的國產(chan) 化率是一個(ge) 循序漸進的過程，對此，梁永傑也呼籲，全產(chan) 業(ye) 鏈通力合作至關(guan) 重要。“主機廠和一級供應商應給予國產(chan) 芯片廠商更多的上車機會(hui) ，並深度參與(yu) 到芯片產(chan) 品布局和規劃中，來共同豐(feng) 富國產(chan) 汽車芯片產(chan) 品線；在國內(nei) 建立晶圓廠車規生產(chan) 線，保證國產(chan) 芯片的產(chan) 能、提高抗風險能力；另外從(cong) 政府和行業(ye) 層麵扶持EDA/IP企業(ye) ，提高EDA/IP廠商國產(chan) 化率，以及提高芯片原廠的IP自研率。政、產(chan) 、學、研、企合力構建國產(chan) 車規級芯片產(chan) 業(ye) 的良性循環。”他說，“針對高技術門檻芯片，推動設立整車、係統、芯片的重大聯合攻關(guan) 專(zhuan) 項項目，建議由政府、企業(ye) 分攤研發資金，共享專(zhuan) 利，占領未來行業(ye) 製高點。成立重大聯合攻關(guan) 專(zhuan) 項項目，集中力量支持技術路線明確但技術儲(chu) 備薄弱、應用前景廣泛但前期投入巨大的項目，由政府或頭部企業(ye) 牽頭需求端和供給端，分攤研發資金、共享專(zhuan) 利，構建需求驅動的協同創新鏈。”
盡管從(cong) 整體(ti) 看，國產(chan) 芯片與(yu) 國外芯片存在一定差距，但在局部領域，國產(chan) 芯片的綜合質量和水平已經基本具備了“平替”國外芯片的能力。如何強化提升國產(chan) 芯片在供應鏈中的認可度，從(cong) 而提升國產(chan) 芯片的應用率，也是汽車芯片國產(chan) 化破局的關(guan) 鍵。
“建立健全國產(chan) 汽車芯片標準體(ti) 係和測試認證平台，打通產(chan) 業(ye) 鏈上下遊供需平台資源，可以解決(jue) 因信息不對稱帶來的供需不平衡問題。”梁永傑說。
“調研中，很多車企、供應商以及芯片企業(ye) 都不約而同地建議，從(cong) 行業(ye) 層麵開展對國內(nei) 主要芯片產(chan) 品的評價(jia) 研究，通過檢測、認證等手段，客觀準確地對國產(chan) 芯片的性能、可靠性、耐久性、安全性等重要指標進行評價(jia) 。”高翔說，“事實上，在推進國產(chan) 替代的過程中，國內(nei) 車企和國產(chan) 芯片企業(ye) 都有強烈的合作需求，這樣既可以緩解短期的‘缺芯’難題，也可以促進國產(chan) 汽車芯片產(chan) 業(ye) 全麵提升自主可控能力。但目前的痛點在於(yu) 缺乏權威的評價(jia) 體(ti) 係，建立客觀的評價(jia) 體(ti) 係，可以幫助車企更準確地把控整車產(chan) 品質量；對芯片企業(ye) 來說，更有利於(yu) 國產(chan) 芯片更快進入車企供應鏈，也可有效提升國產(chan) 芯片綜合性能和提高國產(chan) 芯片應用率。在客觀準確評價(jia) 的基礎上，再通過失效分析找到關(guan) 鍵問題點，並找出解決(jue) 的方法，幫助國內(nei) 芯片企業(ye) 通過快速迭代不斷進步，盡快達到或接近國外主流芯片企業(ye) 的水平。”
據了解，此前中國電動汽車百人會(hui) 與(yu) 中國質量認證中心聯合成立了車用半導體(ti) 合作平台，製定客觀權威的評價(jia) 體(ti) 係、構建完整的車規級芯片審核評價(jia) 能力，為(wei) 汽車芯片國產(chan) 化破局提供支撐。按照計劃，第一步，聯合車企、一級供應商、龍頭芯片設計企業(ye) 、晶圓加工企業(ye) 、封測企業(ye) 、權威檢測機構和行業(ye) 專(zhuan) 家，共同研究製定符合國內(nei) 實際需求的、權威公正的產(chan) 品測試標準和評價(jia) 方法，推動國產(chan) 芯片企業(ye) 達到完整車規級要求；第二步，在易國產(chan) 化芯片領域，推動國產(chan) 芯片進入主流車企供應鏈；第三步，在難國產(chan) 化和極難國產(chan) 化芯片領域，推動國產(chan) 芯片進入主流車企供應鏈。
道阻且長，行則將至。關(guan) 於(yu) 未來，梁永傑有著樂(le) 觀的判斷：“未來3～10年，新能源汽車需求持續增長，將帶動第三代半導體(ti) 在汽車電子器件領域上量，在新能源汽車和自動駕駛等領域，中國的自主創新力度將越來越大，最終成為(wei) 中國綠色經濟發展的驅動力。”
