編者按：今年以來，汽車芯片產業整體短缺情況有所緩解，但算力和穩定性高的車規級芯片國產化率仍較低，國產芯片的應用體量相對不足，國內芯片企業對整個芯片產業鏈的掌控能力還有較大提升空間。近日，《中國汽車報》對話四維圖新高級副總裁、杰發科技總經理梁永杰，針對“如何提高國產芯片應用率”的行業熱點話題展開探討。
來源 丨 中國汽車報
以下正文
“‘缺芯’帶來的保供問題雖然正在緩解，但這并不意味著情況完全好轉，部分芯片供應還是短缺。對中國汽車行業而言，從根本上解決‘缺芯’難題依舊是一場持久戰。”日前，中國電動汽車百人會供應鏈研究與合作中心主任高翔在接受本報記者采訪時坦言。
汽車芯片國產化率不足10％
“隨著國際頭部汽車芯片企業產能逐漸恢復以及紛紛擴產，價格也開始回歸理性，國產芯片企業面臨不小的沖擊。”國內某芯片企業相關負責人告訴記者，“畢竟國產芯片的規模和成本競爭力在短期內還不能和國外芯片企業相抗衡，因此當國外芯片恢復正常供應后，國外芯片還是車企的主要選擇。”
在“芯荒”席卷汽車行業之前，國內車企采用的車用芯片基本都被國外企業壟斷。必須正視的是，與國際巨頭相比，國內芯片企業的綜合實力還較弱。“做到行業領先要具備4個條件：第一，優越的產品性能；第二，過硬的質量和可靠性；第三，有競爭力的成本控制；第四，長期穩定的供應能力。”國內某汽車芯片領域專家坦言，“在國際頭部企業產能緊張、芯片價格上漲的時段，國產芯片實現了短暫的替代，而一旦國外企業產能恢復，芯片價格回落，車企轉而再次選擇國外芯片也在常理之中。”
有業內人士預測，美國芯片法案的正式落地，至少在短期內會對國內芯片行業產生一定的影響。由于目前國內半導體行業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制和技術封鎖政策，一些項目和產能的落地或將推遲，與此同時也會導致國內芯片企業生產成本增加以及市場份額下降。
在不斷變化的形勢下，目前，盡管芯片產業的整體短缺情況有所緩解，但算力和穩定性高的車規級芯片國產化率仍較低，國產芯片的應用體量相對不足，國內芯片企業對整個芯片產業鏈的掌控能力還有較大提升空間。如何提高國產芯片應用率也成為汽車行業熱議和關注的話題。今年全國兩會期間，全國人大代表，廣汽集團黨委副書記、總經理馮興亞建議，為解決汽車行業芯片“卡脖子”難題，需大力提高國產芯片的應用率。
提高國產芯片的應用率背后，是國產芯片性能、質量、規模和成本優勢的全面提升。“我們必須面對的一個事實是，當下汽車芯片國產化率低于10％。”四維圖新高級副總裁、杰發科技總經理梁永杰直言，“首先，芯片設計EDA軟件基本被全球三大廠商壟斷；其次，在芯片設計方面，盡管目前國內SoC（系統級芯片）自主廠商開始嶄露頭角，但車規級MCU（微控制單元）、模擬和存儲芯片依舊被國外大廠壟斷，國產化率仍較低；另外，全球晶圓產能也主要集中在國外頭部與中國臺灣廠商；此外，在汽車行業，國內主機廠和一級供應商的傳統供應鏈格局相對穩定，新興的國產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化率不高。”
不過，梁永杰同時也表示，隨著新能源汽車的快速發展，中國無疑成為汽車產業電動化、智能化技術變革的主場。“這是時代賦予我們的機遇。”據了解，作為國內最早且一直專注于汽車電子芯片及相關產品研發設計的杰發科技，目前旗下所有產品線均通過了車規認證，每條產品線至少完成兩代以上量產迭代。從2014年搭載安卓系統的車載信息娛樂芯片AC8225量產至今，杰發科技SoC芯片已歷經五代。在MCU芯片領域，2018年杰發科技首顆32位車規級MCU芯片實現量產；2022年首顆滿足功能安全ASIL-B的車規級MCU芯片AC7840x發布……目前杰發科技累計出貨量突破2.5億顆，全球有超過8000萬輛車在使用杰發科技的芯片。“可以說，以杰發科技為代表的頭部國內芯片企業，在車規級芯片產品的細分領域已經具備國產替代的能力。”梁永杰說。
分級化解國產化率低難題
根據相關機構預測，2023年芯片供應不足將繼續影響全球汽車產業，因“芯荒”導致減產將達到300萬輛。未來，隨著電動化、智能化在汽車產業的深度滲透，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替代，但眼下，國產芯片規模性上車依舊是個難題。那么，國產芯片上車難，究竟難在哪里？梁永杰進一步分析道：第一，汽車芯片設計有要求高、投入大、周期長、市場小等特點。車規級產品研發周期長，客戶導入周期長，與消費類、工業類芯片相比，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，供應鏈上下游穩定，因此一級供應商、主機廠冒風險做芯片替代的意愿并不強；第三，成本高。無論是研發設計成本，還是晶圓的采購、制造和封測成本，國內芯片設計公司對比國際大廠都很難有優勢。
如何提高車規級國產芯片的自給率和應用率，全面提升車規級芯片的自主可控能力成為當下整個行業的必答題。
此前，中國電動汽車百人會與中國質量認證中心聯合牽頭開展的“提鏈計劃”，針對國內車規級芯片國產化率低的痛點展開研究，提出了因地制宜分級化解車用芯片國產化率低問題的解決方案。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易國產化、難國產化和極難國產化3個級別。“易國產化的，顧名思義是國內企業有一定技術和能力，但產品質量和生產一致性、質量管理體系仍然有待提升，通過有效管理提升或技術改進提升產品質量、降低成本，這類芯片預計在1-2年內可較快實現國產替代；難國產化的是當前國內企業的技術能力落后國際領先企業較多，產品的性能差距較大、穩定性有待提升，這類芯片國產替代難度較大，實現國產替代的時間需要至少3-5年；至于極難國產化的芯片，國內企業與國外企業在技術、材料、生產設備、制造能力、軟件工具鏈、知識產權等多方面都存在較大差距，產品供應基本被國際企業壟斷，至少需要5年或者更長時間才能逐步實現國產化替代。”他說。
“整車廠對國產芯片信任度不高，對國產產品的信心不足，尤其是在國外芯片產能提升、價格下調后，車企還是會優先考慮國外一線成熟產品，這不僅導致了國產芯片的自給率和應用率偏低，也直接影響了國產芯片能力的提升。對行業而言，打造自主可控的汽車芯片供應鏈體系，提升國產芯片的自給率和應用率刻不容緩。”高翔坦言。
打通上下游
構建國產芯片產業良性循環
高翔指出，提升汽車芯片國產化率的關鍵是，在芯片國產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、上下游企業多方聯動發揮合力。比如，針對難國產的芯片，需要政府和行業上下游共同努力和支持，可通過一定的補貼政策進行幫扶，力圖在3-5年內逐步實現國產化替代；極難國產的芯片，則需要國家層面制定科技戰略，提供專項扶持政策，堅持長期投入基礎研究，以及行業上下游企業的共同努力，預計用5-10年時間逐步實現國產化替代。
采訪中，梁永杰告訴記者，目前，國產車規級芯片中，功率半導體、SiC國產化進程較快；車規MCU、模擬和存儲芯片國產化率仍較低，后續國產替代速度MCU相對較快；而智能新能源汽車關鍵芯片領域，比如控制、通信、存儲、安全產品98％被外國企業壟斷。“目前，在芯片制造的流程中，封測的國產化程度有很大提升，在設計和制造環節仍有較大提升空間。芯片設計依賴于芯片工藝來實現，優秀的制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。芯片產品、芯片工藝都是在發展中不斷迭代和優化的。因此，希望國內芯片設計公司、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的芯片設計公司，尤其在車規工藝方面加大投入，為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，才能不斷提升整個國產汽車芯片水平。”梁永杰說。
提高汽車芯片的國產化率是一個循序漸進的過程，對此，梁永杰也呼吁，全產業鏈通力合作至關重要。“主機廠和一級供應商應給予國產芯片廠商更多的上車機會，并深度參與到芯片產品布局和規劃中，來共同豐富國產汽車芯片產品線；在國內建立晶圓廠車規生產線，保證國產芯片的產能、提高抗風險能力；另外從政府和行業層面扶持EDA/IP企業，提高EDA/IP廠商國產化率，以及提高芯片原廠的IP自研率。政、產、學、研、企合力構建國產車規級芯片產業的良性循環。”他說，“針對高技術門檻芯片，推動設立整車、系統、芯片的重大聯合攻關專項項目，建議由政府、企業分攤研發資金，共享專利，占領未來行業制高點。成立重大聯合攻關專項項目，集中力量支持技術路線明確但技術儲備薄弱、應用前景廣泛但前期投入巨大的項目，由政府或頭部企業牽頭需求端和供給端，分攤研發資金、共享專利，構建需求驅動的協同創新鏈。”
談及政府政策扶持和產業上下游聯動，高翔表示，由于我國芯片產業基礎相對薄弱，產品競爭力和成本優勢相對不足，短期內政府可以通過補貼等方式幫助國內企業的產品進入車企供應鏈，當然為了確保產業的健康發展，對于政策設計和推出機制需要特別關注。“第一，政策的設計要盡可能嚴謹，避免某些企業‘騙補’等投機行為，擾亂市場秩序，使扶持國產芯片產業發展的初衷適得其反；第二，扶持政策要設置合理的退出機制，杜絕企業患上‘補貼依賴癥’。扶持政策只能在一段時間內幫助企業度過成長期，而不是為企業長期提供資金支持。補貼政策要做到精準扶持真正有實力、有潛力的國內優質芯片企業。”高翔說。
搭平臺 立標準
三步走推動國產芯片破局
盡管從整體看，國產芯片與國外芯片存在一定差距，但在局部領域，國產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。如何強化提升國產芯片在供應鏈中的認可度，從而提升國產芯片的應用率，也是汽車芯片國產化破局的關鍵。
“建立健全國產汽車芯片標準體系和測試認證平臺，打通產業鏈上下游供需平臺資源，可以解決因信息不對稱帶來的供需不平衡問題。”梁永杰說。
“調研中，很多車企、供應商以及芯片企業都不約而同地建議，從行業層面開展對國內主要芯片產品的評價研究，通過檢測、認證等手段，客觀準確地對國產芯片的性能、可靠性、耐久性、安全性等重要指標進行評價。”高翔說，“事實上，在推進國產替代的過程中，國內車企和國產芯片企業都有強烈的合作需求，這樣既可以緩解短期的‘缺芯’難題，也可以促進國產汽車芯片產業全面提升自主可控能力。但目前的痛點在于缺乏權威的評價體系，建立客觀的評價體系，可以幫助車企更準確地把控整車產品質量；對芯片企業來說，更有利于國產芯片更快進入車企供應鏈，也可有效提升國產芯片綜合性能和提高國產芯片應用率。在客觀準確評價的基礎上，再通過失效分析找到關鍵問題點，并找出解決的方法，幫助國內芯片企業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的水平。”
據了解，此前中國電動汽車百人會與中國質量認證中心聯合成立了車用半導體合作平臺，制定客觀權威的評價體系、構建完整的車規級芯片審核評價能力，為汽車芯片國產化破局提供支撐。按照計劃，第一步，聯合車企、一級供應商、龍頭芯片設計企業、晶圓加工企業、封測企業、權威檢測機構和行業專家，共同研究制定符合國內實際需求的、權威公正的產品測試標準和評價方法，推動國產芯片企業達到完整車規級要求；第二步，在易國產化芯片領域，推動國產芯片進入主流車企供應鏈；第三步，在難國產化和極難國產化芯片領域，推動國產芯片進入主流車企供應鏈。
道阻且長，行則將至。關于未來，梁永杰有著樂觀的判斷：“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，最終成為中國綠色經濟發展的驅動力。”
