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百人会秘书长张永伟:对中国汽车芯片发展的六点建议

中央广电总台国际在线2022-12-16 15:55:29

  12月16日,2022全球智能汽车产业峰会在合肥开幕,在主题为“全球视角下的智能汽车发展之路”的企业家论坛上,中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟我国汽车芯片发展提出了四方面重要思考和建议。

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  汽车芯片图谱

  从目前来看,汽车芯片大概按照功能来分九大类,每辆智能化程度偏高的单车芯片数量都在1000个以上。目前由于汽车还是相对分布式电子电气架构,每个不同控制域或者控制单元都有一些相对独立的芯片组成,所以汽车芯片非常多,将来当汽车电子电气架构越来越向集中式方向发展时,芯片数量可能会减少,但对性能的要求会越来越高,特别是算力要求会非常高。

  现在,芯片主要应用在五个方面:动力系统、智驾系统、智能驾舱系统,汽车底盘和车身控制也需要大量芯片。总体看来,不同的芯片在不同的应用系统中都有施展功能的空间。特别是控制芯片,在五个领域都在使用,MCU、SOC芯片实际在每个系统都有使用,另外,计算芯片、传感芯片的使用范围也越来越大。

  全球汽车芯片发展趋势

  全球汽车芯片的短缺有所缓解,但这种供应相对偏紧的状态应该还会持续较长一段时间,主要是产能过慢。

  三年来,芯片短缺使全球汽车产量减产约1500万辆,中国超过200万辆,这就是汽车芯片对行业带来的深刻影响。

  现在看来,多数晶圆厂新增产能仍处在建设爬坡区,而且为汽车芯片专门的晶圆厂少之甚少,产能缓解仍然是瓶颈。这也决定了汽车芯片虽然对最先进的制程要求不高,但成熟制程的产能不足仍然是常态。

  同时,芯片需求量越来越大,2022年我国汽车智能化渗透率超过30%,2030年这个比例会达到70%。所以从智能化的速度来判断,对芯片的需求出现了一个爆发式的增长态势,单车芯片300-500个,到了电动智能时代就超过了1000个,高等级自动驾驶会超过3000个芯片。到2030年,我国芯片规模预计约300亿美金,需求数量约合1000-1200亿颗/年,汽车芯片的需求越来越大,缺口也越来越大。

  从现在到未来,全球主要经济体围绕芯片的竞争已经成为国际技术竞争的核心。芯片竞争不仅决定汽车产业的竞争力,也决定未来各个主要经济体的国家竞争力,但是这个领域的竞争格局已基本形成,改变现有芯片格局确实存在巨大难度。

  汽车芯片整个价值链最高端的是占比比较小,但是价值量最高的核心软件,96%的EDA的IP在美国公司手里面,核心的汽车芯片IP欧洲和美国占了95%,晶圆厂晶圆占整个价值的2.5%,主要分布在日本、欧盟,中国台湾还有一部分,设备和封测设备大概占16%,主要是在欧美日。设计环节占比最高,约为30%。现在看来,美国、韩国、日本和欧盟占据了整个汽车芯片设计的高端市场。制造工厂是整个价值链当中占比最高的,现在主要是先进制程,主要分布在美国、韩国和中国台湾地区,封测场现在中国占了一部分份额。

  中国汽车芯片面临的挑战

  对于我国来说,迈过芯片这道坎是必须要解决的问题,而且面临着一系列严峻挑战。

  挑战1:摆脱进口依赖目前是当务之急。

  现在汽车芯片国内的供给度不到10%,也就是每一辆汽车90%以上的芯片都是进口或是在外资公司手里,不论是小芯片,还是一些关键芯片,特别是智能芯片,未来需求越来越大,瓶颈也越来越高,不同的汽车芯片,自主率水平最高的不到10%,最低的小于1%。这就是我国面临的第一个挑战,也是巨大的风险。

  挑战2:整个汽车芯片链条都存在技术短板。

  EDA的工具市场,核心的半导体设备市场,特别是制造(代工),现在仍然是短板,我国有了14纳米以上的制程,最缺的是更加先进的制程。

  挑战3:芯片面临严格的检测认证。

  与消费芯片不一样,汽车芯片要求的安全性越来越高。汽车芯片需要三级验证:首先,把芯片装到一个智能产品里,要进行部件验证。第二,要进行系统验证,软件一体化之后一定要有系统的验证。第三,要有整车级测试。三级测试缺一不可,恰恰在车规级芯片的测试和认证方面,我国几乎是空白,国外也是刚刚起步,但是中国在这方面明显处于短板,这让很多芯片无法测试,也得不到企业认可,让很多用户找到了芯片不敢去测试,因为得不到最好的测试结果,所以解决测试和检测也是现在的当务之急。

  挑战4:人才短缺。

  在集成电路领域,包括汽车集成电路和消费集成电路,我国总共有54万专业人员,到2023年缺口将达到20万,这54万人当中基本分布在设计、制造和封测环节,20万人的短缺会严重影响到的技术发展和产业推进,所以人才短缺已经成为现在技术背后巨大的瓶颈。

  对中国汽车芯片发展的建议

  现在,国家在推动半导体产业的进一步发展,从汽车芯片的角度,首先建议要全产业链进行技术提升。设计、制造、封测、软件、设备、材料,这些目前看来都是要被卡的环节,所以突破这些短板,需要进行全面突破。二是要保障产能,现在建设14纳米以上的先进产能还面临挑战,但是可优先保障28纳米和40纳米成熟制程的产能,这是汽车芯片目前最需要、最合适的产能,也是我国有基础扩大的产能,所以既要做技术提升,也要增加芯片的产能供给。

  第二,要建立标准、检测认证体系。三级体系的认证现在各个方面也在开展工作,但是力度不够。

  第三,建议推动芯片上车。国产芯片能不能在新的环境下让国产的汽车应用起来,这是新时期推动汽车产业转型的一个战略性选择,可以帮助芯片在应用中迭代、在迭代中完善,也可以帮助整车企业建立产能的备胎。国产汽车用国产芯片,现在已经成为一个必然选择,而且是紧迫行为。同时也要推动芯片行业的整合,现在多而散的问题不利于芯片竞争力的提升。

  第四,建议把产线抓起来,支持多元化商业模式。成熟制程产线是近期和中远期的主要任务,先进制程的产线14纳米、7纳米、5纳米在中远期当前依靠海外的工艺,远期也需要在本国建设扩大产能。多元化的商业模式,从芯片企业竞争力来看,集设计与制造一体化的模式目前是最有竞争力的,但是风险和投资都是巨大的,所以长期也应该拥有集设计与制造一体的芯片公司,短期可以支持一些芯片企业和制造企业建立共享的IDM模式,或者说支持一些企业建立虚拟的IDM模式,通过联盟和协议方式进行垂直一体化,未来的发展方向是设计、制造的完全垂直一体化。

  第五,建议加大政策支持。特别是财政、资金的支持,让那些对产能未来不足的企业有一个稳定的支持空间,让那些做长时间研发的企业有一个稳定的投入机制,这样的情况下,财政和金融手段就必不可少。

  最后,要解决好我们缺口的问题,人才成为支持我们芯片企业的重要保障。(中国电动汽车百人会 供图)

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责编:郑思雯

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