突破1%自主可控水平！“卡脖子”的汽車芯片供應(yīng)鏈，本土力量正在崛起
這些中國本土的電動汽車制造商推出的電動汽車續(xù)航里程高、充電性能好、性價比高，可能會繼續(xù)影響市場對特斯拉長期增長的影響?！昂谥ヂ榱χ髯灾餮邪l(fā)核心IP推動自動駕駛計算芯片技術(shù)演進，我認為，中國新能源汽車市場的機會可以把上游的供應(yīng)鏈拉起來。目前全球前十大汽車沒有一家是中國的，中國手機廠商已經(jīng)躋身全球五家，我們可以看到未來汽車市場也會有這個轉(zhuǎn)變?！?黑芝麻科技首席市場營銷官楊宇欣期待中國汽車和汽車芯片的市場增長前景。
比亞迪董事長王傳福更是樂觀預測，到2030年，新能源汽車在中國市場滲透率有望達到70%。汽車行業(yè)處于變革的關(guān)鍵期，變革就要有創(chuàng)新的技術(shù)，要能解決市場的痛點。在汽車芯片領(lǐng)域，在國外十大品牌的夾擊當中，中國國產(chǎn)汽車芯片廠商如何實現(xiàn)突破？筆者采訪了全志科技工業(yè)車載事業(yè)部總經(jīng)理胡東明，結(jié)合上海海思戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展部（車載領(lǐng)域）部長鮑海森、芯旺微電子FAE總監(jiān)盧恒洋和北京君正集成電路股份有限公司副總裁李鶴的最新觀點，給大家解讀。
高級別自動駕駛+高算力芯片，華為在高端智能汽車樹立標桿
近日，上海海思戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展部（車載領(lǐng)域）部長鮑海森公開表示，在新能源汽車領(lǐng)域，半導體仍然是國外的十大廠家占絕對份額，中國廠商占比低，而且多集中在低端產(chǎn)品，比如電源芯片、分立器件、簡單的邏輯器件，產(chǎn)業(yè)鏈的完全自主可控，還有很長的路要走。
“隨著新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速發(fā)展，汽車電子占汽車零部件13%以上，甚至到2030年會超過50%，未來汽車領(lǐng)域80%的創(chuàng)新來自汽車電子?！滨U海森對汽車電子前景看好。
“受到地緣政治的影響，汽車廠商的自主替代需求越來越強烈。傳統(tǒng)的汽車芯片廠家占據(jù)絕對份額，導致國內(nèi)半導體企業(yè)在汽車電子領(lǐng)域沒有話語權(quán)，自主化可控水平去年在1%以下，今年可能會有上升，但是規(guī)模不會很大，傳統(tǒng)的消費類、工業(yè)類芯片廠商也在切入汽車芯片領(lǐng)域，也有計算芯片廠商把傳統(tǒng)的Soc應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?！滨U海森認為，“來自國際廠商的競爭和新的產(chǎn)業(yè)巨頭進入，這對中國自主汽車芯片替代帶來挑戰(zhàn)?！?/strong>
芯片行業(yè)總量很大，全球達到4萬億，中國市場占據(jù)2萬億規(guī)模，但是芯片種類眾多，真正當量很大的市場有限。未來市場空間最大的是SOC芯片，其次就是MCU芯片，MCU芯片全球的市場規(guī)模大約160億美元。芯片行業(yè)典型的是大行業(yè)小市場，基本上如果一個細分市場中國公司無法進入Top5，基本就是在余下的20%的市場中廝殺，新進入者的門檻越來越高。汽車半導體領(lǐng)域還有一個聚焦問題是深度定制。
“汽車半導體是‘高富帥’行業(yè)，高投資、技術(shù)密集、技術(shù)含量高，規(guī)格優(yōu)勢，如果我們的產(chǎn)品規(guī)模不具備優(yōu)勢，基本在市場占不住腳?！?鮑海森幽默地指出汽車芯片的特色，“車載芯片面對的使用環(huán)境是溫度大、強震動、高功率等惡劣環(huán)境，電磁干擾和性能指標要求高。車載芯片設(shè)計壽命要達到10年或二十萬公里設(shè)計壽命要求，供貨周期滿足10-15年要求，可靠性和穩(wěn)定性設(shè)計要求高。相比消費電子，汽車芯片回報周期長，巨頭云集，行業(yè)集中度高，車企無限追溯權(quán)導致風險加大，而汽車芯片市場規(guī)模相對消費電子偏小，不利于快速規(guī)模上量，而且發(fā)貨周期長資金回籠慢?！?br />
為什么過去中國企業(yè)不愿意投入汽車半導體？鮑海森分析說，主要是汽車芯片的長周期回報。行業(yè)認為汽車電子的回報周期在8年，汽車半導體的回報周期也在7-8年，從研發(fā)的投入到流片，最終到驗證，驗證之后還有產(chǎn)品的試驗上車在最后下線周期是非常長的，基本上8年還是比較樂觀。以Soc芯片投資回報規(guī)律來看，這類芯片的投資回報基本在1千萬片以上，但是汽車芯片到1千萬非常難。
鮑海森特別指出智能汽車領(lǐng)域的三大變化給半導體設(shè)計帶來了三大挑戰(zhàn)。
一、汽車從傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)向域控制器集中的新型電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)變，對半導體的設(shè)計和制造都會有一些新的需求。比如軟件定義汽車，過去汽車是獨立的部件，未來汽車聯(lián)網(wǎng)、要有云端服務(wù)，還有實時OTA，芯片設(shè)計必須根據(jù)需求改變。
二、成本和效率。未來通信節(jié)點越來越多，數(shù)據(jù)量越來越大，從成本和效率考慮，廠商要設(shè)計多域通用的器件，考慮多場景多應(yīng)用，同時帶來開發(fā)周期的延長，特別是未來的多域控制，軟件還要復用，開發(fā)周期還要考慮到模塊化和定制化。
三、汽車需要智能又需要低碳，碳中和對于汽車芯片來說，就是高性能、低功耗，對芯片設(shè)計帶來直接的挑戰(zhàn)。
鮑海森表示：“我們預計未來十年仍然以人工駕駛為主，自動駕駛可能是在少量的特種場景，大部分都集中在L4級，L4級以下的以人工駕駛為主的車輛為主，同時也會帶來更多的機會，比如說ADAS的需求，包括模擬器件DSP、SOC領(lǐng)域的增長比較快速。這些細分領(lǐng)域的增長速度會超過20%?！?/p>
圖片來自北汽集團
早在今年地上海車展，北汽旗下新能源品牌極狐聯(lián)合華為在上海發(fā)布首款Huawei inside智能豪華純電轎車北汽阿爾法S，搭載鴻蒙OS智能互聯(lián)座艙，使用麒麟990A座艙芯片，支持24個應(yīng)用生態(tài)。HI 版上的中央計算單元是由華為 ADS 部門自研的域控制器，算力達到 400 Tops，叫 ADCSC 中央超算。阿爾法S華為HI版搭載3顆96線車規(guī)級激光雷達，6個毫米波雷達，12個攝像頭，13個超聲波雷達，高配傳感器+高算力平臺，都證明了華為的汽車芯片研發(fā)在支持新的域控制器、L4級自動駕駛體現(xiàn)的整體強悍性能，可以說是給中國智能汽車行業(yè)展示了嶄新的一頁，具有劃時代的意義。華為ADS高階自動駕駛?cè)珬＝鉀Q方案，作為全球唯一滿足城市通勤的自動駕駛量產(chǎn)系統(tǒng)，在參評的600個海內(nèi)外優(yōu)秀項目中脫穎而出，成功入圍2021 世界人工智能大會SAIL獎TOP30榜單。
配置國民級轎車，全志科技在數(shù)字座艙芯片實現(xiàn)突破
在數(shù)字座艙芯片領(lǐng)域，現(xiàn)在的主要市場玩家是NXP、韓國Telechips、意法半導體和瑞薩，基本上國外廠商拿下主要的市場份額。中低端的信息娛樂領(lǐng)域，NXP市場份額最大，對手除了Telechips之外，就是聯(lián)發(fā)科、高通的非車規(guī)芯片，瑞薩的R-CAR M3N。中國廠商也在這領(lǐng)域嘗試突破。
早在2014年，全志科技開始布局車規(guī)級芯片，2018年，全志科技推出了針對數(shù)字座艙的車規(guī)（AEC-Q100）平臺型處理器T7，這款處理器可以滿足信息娛樂系統(tǒng)、數(shù)字儀表、360環(huán)視系統(tǒng)、ADAS、DMS、流媒體后視鏡、云鏡等多個不同智能化系統(tǒng)的運行需求，讓國產(chǎn)汽車整車廠憑借一款芯片就可以完成上述產(chǎn)品開發(fā)。“從去年以來，T7出貨量就不斷增加，主要匹配在國民車車型?！?全志科技工業(yè)車載事業(yè)部總經(jīng)理胡東明表示：“全志科技優(yōu)先落地L2級自動駕駛以下的功能芯片，在這些領(lǐng)域給國產(chǎn)汽車廠商帶來很大的助力?！?/strong>
圖：全志科技工業(yè)車載事業(yè)部總經(jīng)理胡東明
“智能汽車對芯片的需求非常大，包括智能駕駛和智能座艙，在智能座艙領(lǐng)域，娛樂性需求旺盛。國產(chǎn)汽車崛起，給國產(chǎn)芯片廠商留有深度和空間都是很大。2021年，大家對于車規(guī)芯片的信心和決心，都是一個劃時代的開始?！比究萍脊I(yè)車載事業(yè)部總經(jīng)理胡東明指出，“從去年年底到今年，汽車芯片的缺貨眾所周知，全志定位于數(shù)字座艙的T7芯片的出貨量超百萬片，遠超預期，T5芯片的推廣也非常順利?！?/strong>
針對智能座艙芯片的演進方向，胡東明認為必須考慮汽車整體演進需求，我們看到智能座艙經(jīng)歷從初級到高級，再到高級的不斷發(fā)展過程，客戶的要求越來越多，包括車內(nèi)人機交互、域之間的通信和控制、輔助駕駛、自動駕駛等多個方向。
“隨著智能座艙對算力提出更高要求，特別是對專用算力和通用算力要求變大，會導致芯片功耗變大，特斯拉的中控顯示，后面演進方向不僅有多模態(tài)、HUD、甚至智能車燈和路，與人眼之間的交互。如果把所有功能做成一顆芯片是不可取的，我們會針對這些場景去做一些分析和芯片的拆解?？刂朴?、娛樂域、電機驅(qū)動這些模塊分開，娛樂域內(nèi)也會衍生出多個模塊，多個模塊和多個芯片對應(yīng)，形成一個小系統(tǒng)，然后能夠互相協(xié)調(diào)起來，這樣汽車的安全性和穩(wěn)定性更高?！焙鷸|明表示，“全志科技會去這樣布局。隨著芯片從低端到高端覆蓋，車里面根據(jù)不同場景功能選擇幾顆不同芯片，更有利于服務(wù)整車和Tier1?！?br />
在智能車載領(lǐng)域，全志科技積累了領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，產(chǎn)品市場競爭力顯著。在乘用車方面，長安、上汽、一汽多款車型搭載了系列車規(guī)芯片；在商用車方面，全志科技推出智能輔助駕駛方案。
芯旺微和北京君正，在車規(guī)級MCU芯片和存儲芯片實現(xiàn)突破
按照規(guī)劃，到2025年，國內(nèi)L2+級自動駕駛汽車將達到250萬輛以上，到2030年，L4級以上自動駕駛車輛也會走向量產(chǎn)，這些車輛所需的相關(guān)芯片將大幅度增加。
汽車MCU作為汽車芯片使用量最大的品類，其國產(chǎn)化的推進一直頗受關(guān)注。芯旺微電子FAE總監(jiān)盧恒洋近期對媒體表示，芯旺微電子于2009年便開始投入高可靠性MCU器件的研發(fā)設(shè)計，是大中華區(qū)最早可提供Grade 1級工作溫度范圍且內(nèi)置100萬次擦寫壽命EEPROM的車規(guī)級MCU原廠之一。
盧恒洋介紹了芯旺微MCU產(chǎn)品的發(fā)展歷程。2012年KungFu車規(guī)級MCU開始廣泛應(yīng)用于汽車后裝市場。2015年發(fā)布第二代基于KungFu8內(nèi)核的汽車級MCU，同時引入AEC-Q100器件可靠性測試規(guī)范，進入汽車前裝市場。2019年發(fā)布已量產(chǎn)多年且得到大批量裝車驗證的17款滿足AEC-Q100可靠性認證的8位MCU，同年還量產(chǎn)了基于KungFu32內(nèi)核的32位車規(guī)級MCU，入主汽車領(lǐng)域中高端市場，完成了產(chǎn)品和應(yīng)用市場的雙向升級。
盧恒洋指出，汽車芯片需要時間的積累、經(jīng)驗的積累，KungFu32系列實現(xiàn)了高主頻、低功耗、高集成度和安全特性，目前KF32A156已經(jīng)通過AEC－Q100 Grade1級可靠性測試標準，擁有512KB Flash，64KB RAM，支持2路CAN-FD，寬工作電壓為2.7-5.5V，可以為汽車車身模塊全部應(yīng)用場景帶來全新應(yīng)用體驗。芯旺微汽車功能芯片產(chǎn)品版圖，已經(jīng)從針對車載/車身控制的ECU的32位芯片，到域控、網(wǎng)關(guān)控制型芯片。
近期，北京君正集成電路股份有限公司副總裁李鶴對媒體表示，目前正是國產(chǎn)汽車芯片的機遇期，相關(guān)企業(yè)需要不斷修煉內(nèi)功，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為解決汽車行業(yè)的缺芯難題努力。
據(jù)悉，北京君正通過對美國芯片商ISSI及其下屬子品牌Lumissil的并購，擁有了完整的存儲芯片、模擬芯片產(chǎn)品線。經(jīng)過幾年的努力，在車規(guī)級芯片方面取得成功，可以提供智能網(wǎng)聯(lián)、人工智能等方面的車規(guī)級芯片產(chǎn)品。
本文為原創(chuàng)文章，作者章鷹，微信號zy1052625525，轉(zhuǎn)載請注明以上來源。如需入群交流，請?zhí)砑游⑿舉lecfans999，投稿發(fā)郵件到huangjingjing@elecfans.com.
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