（電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文/ 章鷹）近日，在2021年第一季度盈利電話會議上，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克表示，目前特斯拉遇到的最大的挑戰(zhàn)是全球芯片供應(yīng)鏈短缺的問題，特別是微控制器芯片的短缺。他還指出芯片的供不應(yīng)求導(dǎo)致了對其有需求的公司開始超額訂購。高盛最新研究顯示：全球有多達169個行業(yè)，在一定程度上受到芯片短缺影響，眾多知名車企，寶馬、戴姆勒、本田等主要車企相繼宣布了最新停工計劃。

2020年6月9日，特斯拉市值首次超過豐田汽車，這是全球汽車產(chǎn)業(yè)具有風(fēng)向標(biāo)的一天，它代表著全球汽車產(chǎn)業(yè)開啟新的征程，智能電動的新汽車時代已經(jīng)正式登堂入世。而6月初，汽車智能芯片創(chuàng)業(yè)公司地平線已完成高達15億美元的C輪融資，投后估值高達50億美元。投資者看好的正是地平線實現(xiàn)了中國首個車載商用AI芯片的前裝量產(chǎn)，今年5月，地平線第三代車規(guī)級芯片征程5流片成功，芯片性能超越自動駕駛芯片特斯拉FSD。

圖：新款理想ONE汽車搭載兩顆地平線征程3芯片

中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長楊中平表示：“我們預(yù)計近幾年單車半導(dǎo)體使用量會從300美元上升到600美元，單車使用半導(dǎo)體數(shù)量增長快，市場前景看好，特別是純電動汽車半導(dǎo)體需求量是傳統(tǒng)汽車的5-6倍。”

高漲的新車需求倒逼芯片產(chǎn)能的提升。2021年汽車芯片市場走勢如何？為何汽車業(yè)出現(xiàn)芯片短缺？中國汽車芯片企業(yè)目前發(fā)展遇到了哪些痛點？“缺芯”危中有機，汽車芯片廠商如何把握發(fā)展機遇？6月10日，在南京召開的世界半導(dǎo)體大會的論壇上，來自中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長楊中平、國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才、英飛凌大中華區(qū)汽車電子事業(yè)部高級總監(jiān)仲小龍、工業(yè)和信息化部電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究員陳大為和高通公司產(chǎn)品市場高級總監(jiān)艾和志對這些熱點話題給出了專業(yè)的分析和前瞻看法。

2022年中國汽車芯片市場規(guī)模將達千億，關(guān)鍵系統(tǒng)芯片依賴進口

雖然國際汽車市場環(huán)境的不確定性在增大，但中國的超大規(guī)模汽車市場的優(yōu)勢正在展開。中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長楊中平分享了一組最新數(shù)據(jù)，2020年中國汽車產(chǎn)銷2522萬臺和2531萬輛，產(chǎn)量連續(xù)12年位居全球第一，市場持續(xù)增長，前景廣闊。

圖：中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長楊中平

“2019年，全球汽車芯片市場規(guī)模約475億美元，中國自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模不到150億元，而我國汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比全球超過30%，差距巨大。” 國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才分析說，“單車汽車芯片成本均值，2019年約400美元/車，2022年約600美元/車，2022年中國汽車市場約2500萬輛，汽車芯片市場可達到150億美元（千億市場），約占全球22%，孕育著巨大的市場機會和潛力空間。”

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

消費電子市場增長放緩，汽車芯片成為未來全球半導(dǎo)體市場的增量驅(qū)動主力。縱觀全球及中國汽車芯片市場，整體趨勢是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%。

鄒廣才提醒道，中國汽車產(chǎn)品用芯片進口占90%，關(guān)鍵系統(tǒng)芯片全部為國外壟斷（包括先進傳感器、車載網(wǎng)絡(luò)、三電系統(tǒng)、底盤電控、ADAS、自動駕駛），Strategy Analytics數(shù)據(jù)顯示，2019年全球前十大車用半導(dǎo)體廠商的市場占有率達到67%，國內(nèi)自主汽車芯片多用于車身電子等簡單系統(tǒng)，進口渠道風(fēng)險對于汽車產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟有顯著影響。

“汽車缺芯”到底如何造成的？

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會分析，2021年1月到2月，芯片短缺問題造成國內(nèi)整車生產(chǎn)企業(yè)減產(chǎn)5%-8%，IHS預(yù)測，芯片短缺導(dǎo)致2021年Q1全球減產(chǎn)100萬輛汽車。美國政府將撥款370億美元扶持美國半導(dǎo)體行業(yè)，其中包括重點解決汽車芯片供應(yīng)短缺問題，提升本土供應(yīng)比例。臺積電、三星計劃在美國本土開設(shè)晶圓廠，有一部分產(chǎn)能就是供應(yīng)汽車芯片。

鄒廣才認為，中國汽車芯片短缺主要有四大原因造成。一是市場波動，主要表現(xiàn)為2020年新冠疫情導(dǎo)致消費電子芯片和汽車芯片需求高峰疊加，汽車芯片短期產(chǎn)能不足，去年汽車銷量下滑，汽車廠商下調(diào)訂單預(yù)期，到了第四季度汽車行業(yè)開始反彈，反彈速度非常快，汽車行業(yè)的下游來不及進行生產(chǎn)。

二是供需矛盾，汽車芯片需求側(cè)呈現(xiàn)10%-20%增長，但是供給側(cè)不足，汽車芯片投入大、難度高、利潤有限，全球汽車用的半導(dǎo)體產(chǎn)能穩(wěn)定，存在一個長期的缺口。

三是國際政治原因，美國打壓汽車產(chǎn)業(yè)鏈還疊加非市場行為造成市場囤貨，打破產(chǎn)業(yè)供需平衡。

四、汽車芯片的國產(chǎn)替代全面開啟，但是中國汽車芯片90%依賴進口，全世界的車用芯片或者說大部分生產(chǎn)都掌握在少數(shù)國家和少數(shù)企業(yè)的手中。比如2019年主要的國際汽車芯片研發(fā)公司NXP、英飛凌和瑞薩電子占市場供應(yīng)量的40%，想要短時間內(nèi)大幅度提升產(chǎn)能并不現(xiàn)實，再加上車用芯片利潤率不高，關(guān)鍵系統(tǒng)芯片自主率只有5%-10%，受制于人。

作為全球汽車芯片領(lǐng)域的知名企業(yè)之一，英飛凌在汽車芯片市場占據(jù)13.4%的市場份額，英飛凌大中國區(qū)汽車電子事業(yè)部高級總監(jiān)仲小龍認為，汽車“缺芯”，既是挑戰(zhàn)也是機遇。他分享了一家客戶的案例，今年這家客戶的一款新車使用英飛凌的14顆MCU，明年預(yù)計新車MCU使用量將達到20顆，隨著自動駕駛和智能網(wǎng)聯(lián)汽車推進，預(yù)計到2025年能夠搭載L2+的整車達到250萬輛以上，到2030年L4、L5將會逐漸量產(chǎn)。這都會導(dǎo)致在激光雷達和傳感器融合的器件將會占半導(dǎo)體物料成本的大頭，英飛凌在不同的碳化硅和硅控制器件都有完善布局，同時也在傳感器、電源管理和通訊器件、微控制器等核心領(lǐng)域系統(tǒng)器件有豐富的產(chǎn)品組合，都可以助力智能網(wǎng)聯(lián)汽車和新能源汽車的推進。

“最近一兩年，汽車半導(dǎo)體的全球大缺貨甚至動用各國政要來半導(dǎo)體廠商催貨。缺貨也促進汽車半導(dǎo)體在ECU上的整合。”高通公司產(chǎn)品市場高級總監(jiān)艾和志分析說，“汽車電子架構(gòu)不斷演進，不管大眾還是特斯拉，知名整車企業(yè)都在電子電氣架構(gòu)中的整合上下大功夫，特斯拉已把整車的ECU從幾十個縮減到20多個，下一步還會進行更加激進的電子電氣架構(gòu)的整合和演進，這些都需要作為平臺廠商和半導(dǎo)體廠商提供基礎(chǔ)的硬件平臺的支持。”

羅蘭貝格近期公布研究中預(yù)測，芯片短缺將持續(xù)到明年，恩智浦半導(dǎo)體預(yù)計今年全年汽車芯片供應(yīng)都會非常緊張，并且提醒汽車業(yè)面臨的芯片短缺問題可能會延續(xù)到2022年。

中國汽車芯片的四大痛點問題

不同于消費類芯片，車規(guī)芯片要求“高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性”，需要經(jīng)過2-3年嚴苛認證才能進入汽車供應(yīng)鏈，擁有5-10年供貨周期；嚴格技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和超長供貨周期下，芯片企業(yè)-汽車電子廠商-整車企業(yè)形成強綁定供應(yīng)鏈。

圖：工業(yè)和信息化部電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究員 陳大為

工業(yè)和信息化部電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究員陳大為表示，國內(nèi)汽車半導(dǎo)體芯片呈現(xiàn)五大現(xiàn)狀：1、高可靠芯片設(shè)計能力弱：2、缺乏汽車芯片生產(chǎn)控制：車規(guī)芯片是生產(chǎn)出來的，滿足車規(guī)芯片要求的制程工藝（TS16949）產(chǎn)線不多。3、測試認證機構(gòu)能力薄弱；4、缺乏標(biāo)準(zhǔn)認證體系；5、整車驗證困難。

目前國產(chǎn)汽車芯片面臨四大痛點問題，陳大為分析說：一是國產(chǎn)汽車芯片準(zhǔn)入的基本要求標(biāo)準(zhǔn)目前沒有；二是企業(yè)對于26262、ACE-Q100、102、103、104這些標(biāo)準(zhǔn)的理解還有很大的差距；三是芯片可靠性設(shè)計能力，許多公司還是有很多欠缺；四是符合TS 16949要求的工藝線有問題。

眾所周知，在供應(yīng)端，汽車電子對于半導(dǎo)體器件需求以MCU、NOR Flash、IGBT、GPU等為主，主要依賴8寸晶圓產(chǎn)能，目前8寸晶圓產(chǎn)能緊缺漲價已經(jīng)成為共識。陳大為還給了汽車芯片公司六大建議，涉及到策劃階段、設(shè)計階段、量產(chǎn)階段和車規(guī)認證的具體細節(jié)。他指出，策劃階段：芯片性能功能滿足車廠、Tier1要求；設(shè)計階段：芯片可靠性設(shè)計，里面有很多EDA工具驗證問題，這些都在設(shè)計階段要關(guān)注的。

汽車芯片國產(chǎn)替代興起 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和測試工作必須先行

面對缺芯，中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長楊中平建議兩條腿走路：一是推動國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)展；二是同時加強引入國外半導(dǎo)體企業(yè)的投資，帶動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前，中國車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)十分薄弱，特別是控制類芯片距離國際水平還有明顯差距，汽車行業(yè)在滿足應(yīng)用條件基礎(chǔ)上愿意使用更多國產(chǎn)芯片，基于現(xiàn)有條件打通應(yīng)用痛點，加大國產(chǎn)芯片的推廣應(yīng)用力度，形成新的競爭力。

在汽車芯片領(lǐng)域，國產(chǎn)替代已經(jīng)有芯旺微、納芯微、比亞迪、杰發(fā)科技、地平線、華為等公司實現(xiàn)了突破。如芯旺微推出的8位和32位MCU多款產(chǎn)品已經(jīng)通過AEC-Q100測試，車規(guī)級MCU年初或超過3000萬顆，產(chǎn)品已經(jīng)在東風(fēng)、吉利、上汽/通用、長安、陜汽、廣汽等對應(yīng)的汽車零部件廠家批量量產(chǎn)和項目開發(fā)。

納芯微電子2016年切入汽車芯片領(lǐng)域，面向汽車前裝和后裝市場推出了一些產(chǎn)品，包括壓力傳感器、隔離驅(qū)動產(chǎn)品，這些都在汽車項目中開始批量供應(yīng)。在新能源汽車上，隔離器件的主要應(yīng)用有電池管理系統(tǒng)、OBC模塊、電機驅(qū)動模塊等。2020年，納芯微隔離芯片在一款網(wǎng)紅電動車——五菱宏光mini EV上取得突破，單季度出貨量超過10萬顆。

地平線公司是目前實現(xiàn)前裝量產(chǎn)的國產(chǎn)AI芯片公司之一，是目前唯一覆蓋從L2到L4級別全場景整車智能芯片方案的提供商。最新消息，地平線征程3芯片已經(jīng)在新款理想ONE配置，雙征程3芯片物理算力可以達到10Tops，感知計算FPS性能相當(dāng)于30Tops的GPU，計算功耗僅為3W。近期，更高算力的征程5一次性流片成功，截至2020年末，征程芯片累計出貨超過16萬片。

2018年，比亞迪推出IGBT 4.0芯片，該產(chǎn)品性能優(yōu)異，在多個關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)上優(yōu)于市場主流產(chǎn)品，成為國內(nèi)中高端IGBT功率芯片新標(biāo)桿。2019年，比亞迪開發(fā)的第三代半導(dǎo)體功率器件SiC產(chǎn)品推出，2020年，比亞迪“漢” EV電機控制器首次裝有自主研發(fā)的SiC MOSFET模塊，從而顯著提高了電機性能。除此之外，比亞迪半導(dǎo)體在傳感器和車規(guī)級MCU方面也已經(jīng)推出相關(guān)產(chǎn)品。比亞迪半導(dǎo)體已經(jīng)推出了第一代32位車規(guī)級MCU，未來會推出多核的車載MCU。據(jù)悉比亞迪車規(guī)級MCU裝車量突破500萬顆。

國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才表示，汽車芯片供應(yīng)緊張是全球性的，預(yù)計至少需要1年時間才能緩解，而汽車芯片的供需矛盾將在未來相當(dāng)一段時間長期存在。他分析說：“國內(nèi)的汽車芯片產(chǎn)品和汽車芯片在市場上份額非常小，在汽車產(chǎn)品中呈現(xiàn)不均衡的局面，我們希望未來的國產(chǎn)汽車芯片在國產(chǎn)中占據(jù)一定的份額，所以國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心聯(lián)合上下游開展技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)研究和測試評價的工作，幫助國產(chǎn)芯片上車。”

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