近日，國(guó)家新能源汽車(chē)技術(shù)創(chuàng)新中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)創(chuàng)中心”）與長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“長(zhǎng)城汽車(chē)”）共同揭牌成立“車(chē)規(guī)級(jí)芯片聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，又一車(chē)規(guī)級(jí)芯片聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室落地北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)（北京亦莊）。

“此次聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的成立，是國(guó)創(chuàng)中心與長(zhǎng)城汽車(chē)在車(chē)規(guī)級(jí)芯片領(lǐng)域深化合作的重要標(biāo)志?！眹?guó)創(chuàng)中心有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。該聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將通過(guò)打造“一個(gè)平臺(tái)，三大支撐”，形成政、產(chǎn)、創(chuàng)生態(tài)閉環(huán)。

其中，“一個(gè)平臺(tái)”是指通過(guò)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室向整車(chē)、汽車(chē)電子、汽車(chē)芯片等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)提供測(cè)試、認(rèn)證、咨詢(xún)、培訓(xùn)等一站式服務(wù)；“三大支撐”是指支撐長(zhǎng)城及其他車(chē)企國(guó)產(chǎn)芯片選型評(píng)估，支撐芯片企業(yè)與主機(jī)廠的聯(lián)動(dòng)，以及支撐提升產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

聚焦汽車(chē)芯片領(lǐng)域，國(guó)創(chuàng)中心作為國(guó)家級(jí)技術(shù)創(chuàng)新中心，此前已和開(kāi)芯研究院、中科海芯、哪吒汽車(chē)等建立相關(guān)領(lǐng)域聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，并初步建成“芯片器件、芯片系統(tǒng)、控制器級(jí)、整車(chē)級(jí)”四層級(jí)一站式車(chē)規(guī)芯片測(cè)評(píng)認(rèn)證平臺(tái)。

此次合作，不僅有助于提升國(guó)創(chuàng)中心和長(zhǎng)城汽車(chē)在車(chē)規(guī)芯片領(lǐng)域的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，也將促進(jìn)國(guó)內(nèi)車(chē)規(guī)芯片測(cè)試及認(rèn)證技術(shù)的整體提升。


汽車(chē)芯片與日常所說(shuō)的“芯片”有何不同？

一般地，電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)分為四個(gè)等級(jí)，從高到低的順序依次為軍工 >汽車(chē) >工業(yè) >消費(fèi)電子。軍工就不說(shuō)了吧，拼命用的家伙，等級(jí)最高是理所應(yīng)當(dāng)?shù)?；接下?lái)就是汽車(chē)，汽車(chē)電子的標(biāo)準(zhǔn)之所以?xún)H次于軍工，是因?yàn)槠?chē)作為出行工具，其質(zhì)量直接有關(guān)駕乘人員的生命安全；然后是工業(yè)電子，比如智能工廠、工業(yè)機(jī)器人、手臂等等；最后的消費(fèi)電子芯片，也就是我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)芯片、電腦芯片等等。

不同于消費(fèi)芯片和工業(yè)芯片，車(chē)規(guī)級(jí)芯片對(duì)可靠性的要求更高，例如工作溫度范圍、可靠性、不良率等。


工作環(huán)境

溫度環(huán)境：車(chē)規(guī)芯片在發(fā)動(dòng)機(jī)周邊要求-40~150℃之間，乘客艙要求-40-85℃，而消費(fèi)芯片一般要求是0-70℃之間。（知道為啥某果手機(jī)天一冷就不好使了吧……）


運(yùn)動(dòng)環(huán)境：車(chē)規(guī)芯片要具備承受頻繁震蕩和沖擊的能力

可靠性：一般汽車(chē)設(shè)計(jì)壽命在15~20萬(wàn)公里，時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)大于消費(fèi)電子5年左右的壽命。

工藝上：車(chē)規(guī)芯片不像消費(fèi)電子芯片瘋狂追求先進(jìn)的制程工藝，更多的是優(yōu)先考慮制程工藝的成熟性，以保證可靠性。手機(jī)芯片現(xiàn)在都做到5nm甚至3nm了，而車(chē)規(guī)芯片大都還是14nm甚至28nm以上的相對(duì)成熟工藝。

制造上：車(chē)規(guī)芯片的制造，不需刻意要求像手機(jī)芯片一般的小型化與輕量化，而更注重可靠性與車(chē)規(guī)級(jí)驗(yàn)證。


車(chē)規(guī)級(jí)驗(yàn)證

車(chē)規(guī)級(jí)驗(yàn)證是指整車(chē)制造企業(yè)制定的汽車(chē)芯片標(biāo)準(zhǔn)，不同的汽車(chē)制造企業(yè)會(huì)有不同的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與驗(yàn)證方式。其中，車(chē)規(guī)級(jí)芯片需要通過(guò)AEC-Q系列、ASIL系列（功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262）的認(rèn)定。

AEC是美國(guó)汽車(chē)電子協(xié)會(huì)（ Automotive Electronics Council ）的縮寫(xiě)而 Q 就是 Qualification，認(rèn)證，所以 AEC-Q 就是美國(guó)汽車(chē)電子協(xié)會(huì)認(rèn)證的意思。

AEC-Q 系列認(rèn)證是車(chē)規(guī)級(jí)芯片的基本門(mén)檻?？巳R斯勒、福特和通用汽車(chē)為建立一套通用的零件資質(zhì)及質(zhì)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)立了汽車(chē)電子協(xié)會(huì)（AEC）。雖然不是強(qiáng)制性的認(rèn)證制度，但目前已成為公認(rèn)的車(chē)規(guī)元器件的通用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。IC設(shè)計(jì)企業(yè)想要進(jìn)入汽車(chē)電子領(lǐng)域，進(jìn)入汽車(chē)電子零部件供應(yīng)鏈，AEC-Q系列是必須獲得的認(rèn)證之一。

ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)是汽車(chē)供應(yīng)鏈廠商的準(zhǔn)入門(mén)票，為汽車(chē)電子電氣系統(tǒng)的整個(gè)生命周期中與功能安全相關(guān)的工作流程和管理流程提供指導(dǎo)。ISO26262 則是根據(jù)汽車(chē)的使用環(huán)境和特點(diǎn)定義了 ASIL 的等級(jí)，目前由低到高有 A、B、C、D 四個(gè)等級(jí)。

對(duì)于汽車(chē)芯片來(lái)說(shuō)，必須投入大量的驗(yàn)證工作，才能成為一款車(chē)規(guī)級(jí)芯片這樣的復(fù)雜的驗(yàn)證，也導(dǎo)致整車(chē)制造企業(yè)往往傾向于維持穩(wěn)定的，長(zhǎng)周期的芯片供貨方式。

對(duì)于芯片制作企業(yè)來(lái)說(shuō)，車(chē)規(guī)級(jí)芯片開(kāi)發(fā)驗(yàn)證花費(fèi)大、周期長(zhǎng)、選型床難，對(duì)比消費(fèi)芯片產(chǎn)量規(guī)模又更低，因此車(chē)規(guī)級(jí)芯片往往技術(shù)更落后，卻成本更高，售價(jià)更貴。


底子基礎(chǔ)薄弱，國(guó)產(chǎn)芯片上車(chē)一直是短板

不同的時(shí)期，市場(chǎng)對(duì)于產(chǎn)品的定義和需求都不盡相同。從燃油車(chē)到新能源汽車(chē)時(shí)代，對(duì)智能化的更高需求，使得車(chē)規(guī)級(jí)芯片市場(chǎng)也發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致整個(gè)市場(chǎng)的理念以及戰(zhàn)略也要隨之變化。

作為行業(yè)的參與者，芯擎科技創(chuàng)始人、CEO汪凱博士認(rèn)為，從芯片的角度來(lái)講，之前車(chē)規(guī)都是比較簡(jiǎn)單的。但是隨著車(chē)子不斷的智能化以及電氣化之后，非常需要能夠有一個(gè)很好的高算力的芯片取代目前的小芯片。

對(duì)于國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)芯片來(lái)說(shuō)，以前更多的是簡(jiǎn)單替代、打補(bǔ)丁的做法，沒(méi)有深入的研發(fā)與具體的戰(zhàn)略規(guī)劃，導(dǎo)致現(xiàn)在在面對(duì)巨大的需求面前，顯得有些被動(dòng)。與此同時(shí)，這兩年國(guó)內(nèi)外環(huán)境的變化，也讓更多的終端用戶(hù)、車(chē)企等認(rèn)識(shí)到自主產(chǎn)品的重要性，因此會(huì)更多的與成熟的國(guó)產(chǎn)企業(yè)嘗試著去合作，來(lái)進(jìn)一步提升供應(yīng)鏈的自主性以及安全性。

“未來(lái)電動(dòng)化、智能化新場(chǎng)景下面，中國(guó)車(chē)企不是跟隨戰(zhàn)略，是并跑甚至領(lǐng)跑，新場(chǎng)景下我們要定義自己的應(yīng)用和產(chǎn)品”，在原誠(chéng)寅看來(lái)，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)芯片廠商不僅要服務(wù)國(guó)內(nèi)的車(chē)企，更要服務(wù)國(guó)際車(chē)企，提升自身的影響力，這樣才意味著我們產(chǎn)業(yè)鏈水平達(dá)到世界領(lǐng)先。

不過(guò)，話雖如此，成長(zhǎng)突圍談何容易。近幾年，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)芯片發(fā)展是很快，但是國(guó)產(chǎn)芯片上車(chē)，依舊是短板和痛點(diǎn)。一方面，是自身的底子基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，要解決的問(wèn)題不單是研發(fā)，還要考慮到IP設(shè)計(jì)能力。投資環(huán)境的變差，也影響了企業(yè)的融資。另一面，芯片量產(chǎn)后，如何說(shuō)服整車(chē)廠愿意去使用，則是更難的問(wèn)題。


搶灘高端車(chē)規(guī)級(jí)芯片

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)電氣化、智能化進(jìn)程繼續(xù)，車(chē)規(guī)芯片整體需求隨之繼續(xù)提升。據(jù)蓋世汽車(chē)數(shù)據(jù)顯示，2030年，汽車(chē)電子芯片市場(chǎng)有望超過(guò)1100億美元，其中中國(guó)預(yù)計(jì)將接近300億美元。為應(yīng)對(duì)汽車(chē)芯片需求增加，海內(nèi)外車(chē)規(guī)芯片大廠正在推動(dòng)研發(fā)和擴(kuò)產(chǎn)。據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)報(bào)告顯示，博世、英飛凌、意法半導(dǎo)體等供應(yīng)商加速8英寸產(chǎn)能建設(shè)，預(yù)估2023年至2026年，全球8英寸晶圓廠將增加12個(gè)，汽車(chē)和功率半導(dǎo)體的8英寸廠產(chǎn)能將增加34%。

其中，IGBT、MOSFET這類(lèi)功率半導(dǎo)體是布局重點(diǎn)。根據(jù)Strategic Analytics數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)燃油車(chē)中，價(jià)值占比最高的半導(dǎo)體器件為功能芯片，達(dá)23%，功率半導(dǎo)體和傳感器分別占21%和13%。而純電動(dòng)汽車(chē)中，功率半導(dǎo)體的價(jià)值占比大幅提升至55%，MCU和傳感器價(jià)值占比分別下降至11%和7%。功率半導(dǎo)體中的IGBT模塊更是核心部件，占整車(chē)成本可達(dá)7%。不僅英飛凌等海外廠商在布局，國(guó)內(nèi)廠商也在推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化，國(guó)內(nèi)IGBT和MOSFET廠商還趕上了第三代半導(dǎo)體碳化硅對(duì)硅基替代的風(fēng)口。

國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程艱險(xiǎn)但熱度不減，仍發(fā)力擴(kuò)張

當(dāng)前，半導(dǎo)體領(lǐng)域受逆全球化浪潮和貿(mào)易保護(hù)主義的影響，充滿了越來(lái)越多的不確定性。國(guó)內(nèi)車(chē)企紛紛想實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)的自主掌控。

但我國(guó)在芯片設(shè)計(jì)必備工具EDA軟件和IP核方面，對(duì)外依賴(lài)性太高。在測(cè)試方面，高端關(guān)鍵檢測(cè)設(shè)備仍是薄弱環(huán)節(jié)。在標(biāo)準(zhǔn)方面，目前我國(guó)還沒(méi)有自己的標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的權(quán)威機(jī)構(gòu)，這是制約汽車(chē)芯片發(fā)展和汽車(chē)產(chǎn)品走出去的重要環(huán)節(jié)。此外，我國(guó)缺乏在實(shí)車(chē)層面驗(yàn)證芯片適配性的應(yīng)用體系，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速迭代驗(yàn)證?！罢麄€(gè)產(chǎn)業(yè)最大的一個(gè)痛點(diǎn)，就是車(chē)載半導(dǎo)體Tier2（供應(yīng)鏈中較低層級(jí)的供應(yīng)商或服務(wù)提供商）的部分被國(guó)外的公司壟斷。國(guó)外公司在Tier2前五名中市占率為50%左右，前十名占到70%。國(guó)內(nèi)做得最好的功率半導(dǎo)體，還不到10%的占有率?！?/span>

現(xiàn)狀的艱難并沒(méi)有澆滅國(guó)產(chǎn)化的烈火。相反，國(guó)內(nèi)廠商仍有擴(kuò)張的動(dòng)力。

一方面是缺芯期間國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)芯片抓住機(jī)會(huì)入局，“國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)芯片上了車(chē)，相當(dāng)于上了牌桌。”車(chē)規(guī)級(jí)芯片是一個(gè)高技術(shù)壁壘的領(lǐng)域，關(guān)乎人命，對(duì)可靠性、安全性等要求極為苛刻，車(chē)廠不會(huì)輕易替換供應(yīng)商。

另一方面是國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷經(jīng)歷缺芯風(fēng)波后對(duì)供應(yīng)鏈穩(wěn)定性更加重視，希望國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈也能提供同類(lèi)或替代產(chǎn)品。

除市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)外，我國(guó)對(duì)車(chē)規(guī)級(jí)芯片的頂層指導(dǎo)也是堅(jiān)定不移。2023年12 月31 日，工信部印發(fā)《國(guó)家汽車(chē)芯片標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，提出到2025年，制定30項(xiàng)以上汽車(chē)芯片重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)；到2030年，制定70項(xiàng)以上汽車(chē)芯片相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1月19日，工信部副部長(zhǎng)在國(guó)務(wù)院新聞發(fā)布會(huì)上表示，要加大高級(jí)別自動(dòng)駕駛等技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

與此同時(shí)，國(guó)外廠商面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，既要滿足國(guó)內(nèi)車(chē)企對(duì)強(qiáng)大芯片的需求，又要遵守其國(guó)家對(duì)中國(guó)先進(jìn)半導(dǎo)體出口的更嚴(yán)格控制?！白冎星髾C(jī)”，中國(guó)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)參與者要趁此機(jī)遇，敢于攻堅(jiān)克難，加強(qiáng)自主研發(fā)和創(chuàng)新，共同推動(dòng)國(guó)產(chǎn)高端汽車(chē)芯片實(shí)現(xiàn)落地應(yīng)用。