汽車市場極有可能成為拉動半導體成長的新引擎。在年出貨量上，汽車遠不如手機，但每部汽車所采用的半導體元器件價值總和卻高很多，據(jù)麥肯錫的數(shù)據(jù)，發(fā)達國家每部中檔車要用到350美元的半導體元器件，豪華車用到的半導體價格將達1000美元，而iPhone 7最高配版物料成本（包含半導體元器件、PCB板及接插件等）不過292美元。

　　更重要的是，隨著無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)以及電驅動技術快速發(fā)展，更多電子元器件將被引入到汽車上。IC Insights預測，未來幾年，車載芯片在所有半導體細分應用市場中增長最快。而最樂觀的Pacific Crest證券則預測，到2025年，全球汽車半導體市場規(guī)模有望達到1100億美元。

　　汽車級電子元器件利潤率高，市場增長速度快，所以汽車電子傳統(tǒng)廠商持續(xù)加大投入，新玩家千方百計要進入這個市場。但與消費電子不同，汽車零部件對于安全、可靠以及供貨保證等有極高要求，尤其是前裝，只有通過嚴格考核的企業(yè)才能進入汽車前裝供應鏈。

　　中國雖然是全球第一大汽車市場，但在汽車級電子元器件領域幾近空白，有資深業(yè)內人士表示，相比整車，在電子零部件領域，中國公司差距更大。

　　本期封面故事邀請了四家全球著名汽車電子元器件廠商專家，請他們來談一談汽車級電子元器件的特殊性，與讀者一起揭秘車規(guī)器件門檻究竟在哪里。

　　車規(guī)標準

　　一家從未涉足過汽車電子的元器件廠商，如果想進入前裝市場，需要取得哪些資質認證，認證時間又有多長呢？

　　意法半導體汽車和分立器件產品事業(yè)部電子產品質量和可靠性總監(jiān)Alberto Mervic表示，汽車電子新玩家要進入前裝市場，至少要花兩年左右時間通過相關認證，企業(yè)要通過ISO/TS16949標準，制造工廠（Fab）和相關機構還需要通過VDA制程審核。

　　國際標準組織（ISO）針對汽車電子生產資質的標準即16949，那么在ISO16949之外，為何還有TS16949呢？這是因為國際標準組織設立標準的流程所致，針對某標準每提出一項新規(guī)范，獲得三分之二成員投票支持后，該新規(guī)范即被稱為技術規(guī)范標準（Techinical Specification，例如TS16949），若新規(guī)范獲得四分之三成員投票支持，則該規(guī)范將被納入ISO標準之內。所以TS16949即獲得了國際標準組織三分之二投票支持，但未獲得四分之三投票支持的規(guī)范。

　　“ISO/TS16949一般由Intertek或TUV對工廠進行審核頒發(fā)，VDA 6.3則一般由一級供應商對其供應商（即電子元器件等二級供應商）進行審核，審核周期和要求會與各一級供應商的產品應用相關聯(lián)?！绷μ兀↙ittelfuse）全球產品經(jīng)理蔡穎達指出，相比ISO16949，VDA標準是一個地區(qū)標準，要進入歐洲市場的電子元器件廠商，一般要取得VDA 6.3認證。

　　“要生產汽車級的產品，不僅制造工廠要通過ISO16949認證，而且半導體分立器件本身要求通過AECQ101認證，無源被動元件要求通過AECQ200認證，這些都是非常嚴苛的認證規(guī)范?！绷μ禺a品開發(fā)工程師戴泰初補充。

　　除了針對公司的ISO/TS 16949、VDA6.3標準，針對具體元器件的AEC-Q標準，針對汽車電子模塊功能安全，還有ISO26262標準，非傳統(tǒng)廠商進入這個領域，取得資質只是第一步。

　?。ㄖ饕鶕?jù)宜特公開技術資料改編整理）

　　長期供應

　　“汽車市場很特殊，整車企業(yè)對于供應商要求嚴格：質量標準要高，產品生命周期要長，供應鏈要可靠，并能全生命周期支持主機廠處理危機?！?意法半導體的Alberto Mervic認為，汽車零部件廠商要始終將質量和服務放在首位，才能達到主機廠商對供應商的期望。

　　3年的工作壽命，就可以滿足絕大部分消費級應用需求。工業(yè)類半導體工作壽命，則要求5至10年。到汽車級產品，通常會要求15年工作壽命（即整車生命周期均能正常工作），而供貨周期，則可能長達30年。

　?。〝?shù)據(jù)源自博世公開演講稿）

　　“車規(guī)元器件廠商會對產品生命周期進行有效規(guī)劃，使上市產品適用于較多應用從而更通用，以此增加客戶應用，并保證在有效生命周期里有足夠的客戶應用，”這是力特蔡穎達給出的保證長期供貨方案，“對于已經(jīng)處于末期的產品，依然會嚴格有效地保證產品生產，直到客戶項目生命周期結束。”

　　Alberto Mervic也指出，零部件企業(yè)要從公司戰(zhàn)略層面保證實現(xiàn)車規(guī)元器件的長生命周期，即制造工廠（Fab）管理和公司市場戰(zhàn)略都須符合產品長期生產的要求。但當產品進入生命末期時，產量自然降低，低產量元器件生產會影響生產線的正常運行，那么廠商應該如何處理才不至于成本太高？“一種解決方案是階段性生產，根據(jù)客戶需求來規(guī)劃生產數(shù)量，一次產出幾個供貨周期的量?！辈捎眠@種方式，廠商就可以通過庫存管理來避免低產量產品長期占用生產線的狀況。

　　瑞薩電子香港有限公司應用技術中心汽車電子部部長林志恩則表示，雖然汽車級主芯片供貨周期在十年以上，但車型在五年左右就會換新款，當主機廠要推出新車型時，零部件廠商可以建議主機廠采用新器件來替代舊產品，所以長期供應，并不會是大問題。

　　雙產地與供應安全

　　2011年日本福島大地震以后，汽車供應鏈安全觀念發(fā)生了很大改變。在福島地震之前，豐田汽車強調最低庫存，以實現(xiàn)成本最低，生產效率最高。豐田汽車庫存管理方法影響了相當多的供應鏈廠商與競爭對手。

　　但福島大地震暴露出這種庫存管理方法的脆弱之處，由于庫存很低，一旦供應跟不上，生產線就只能停工。所以震后，全球汽車供應鏈開始改變，增加庫存、多樣化生產、雙產地等方式更為流行。

　　雙產地生產可以應對突發(fā)災害，但雙產地生產時，生產管理與產品一致性將考驗供應商的管理水平。

　　“來自單一產地的車規(guī)產品，需要提供有效的持續(xù)生產計劃（Business Continuity Plan，簡稱BCP），而雙產地供應商，則須做好雙產地質量管控和可追溯性管理?！?蔡穎達表示，采用雙產地供應時，產品信息可追溯非常重要。

　　“元器件供應商與客戶在是否提供雙產地供應上爭執(zhí)已久，客戶既想通過雙產地策略來保證供貨可靠性，又不想真從雙產地購買同一顆產品（產品一致性，物料管理成本），”Alberto Mervic則認為，多數(shù)廠商還在觀望階段，“這個話題在福島地震后引起廣泛關注，但仍然只是關注?！?/p>

　　可靠性與嚴苛環(huán)境

　　近乎全天候狀況可使用的汽車，對于車規(guī)元器件的環(huán)境適應性要求極高?！捌嚰壆a品必須滿足高溫交變、震動風擊、防水防曬、高速移動等要求。” 泰科電子（TE Connectivity）中國汽車事業(yè)部銷售和市場負責人告訴與非網(wǎng)記者。

　　“隨著新能源汽車和自動駕駛的革新，汽車元器件在高頻高壓環(huán)境下的安全性成為新的技術難點，” 該負責人舉了新能源汽車的例子，“新能源汽車的系統(tǒng)架構安全可靠性是一個挑戰(zhàn)，這就要求企業(yè)除了在電池、電機、電控等關鍵技術取得突破外，在連接器、傳感器、接觸器、繼電器等核心基礎元器件領域亦要有所作為?！?/p>

　　那么，供應商應如何保證元器件應對如此惡劣的工況呢？ “意法半導體內部執(zhí)行一個范圍廣、限制嚴的檢測標準，即健壯性檢測（Robust Qualification），該標準遠高于AEC-Q100等國際標準。通過健壯性檢測，可以深入分析元器件在可靠性應力作用下的電氣特性變化及物理變化?！盇lberto Mervic介紹意法半導體的做法。

　　汽車級元器件可靠性考慮因素眾多

　?。ㄙY料源自Atmel公開演講稿）

　　高速行駛的汽車，對元器件的可靠性要求異常嚴格。零公里故障率是汽車廠商最重視的指標之一，如果車輛發(fā)生故障，汽車廠商會立即將情況反饋給元器件供應商，并希望得到元器件供應商的及時響應。

　　“要實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的汽車級可靠性，在產品研發(fā)初始階段就要通過有效的DFMEA與PFMEA設計，并在生產中有效應用各種質量管理工具，并做好供應商的管理工作。”力特的蔡穎達認為，可靠性是車規(guī)產品最關鍵的指標，為提高可靠性而增加的質量管理投入也是車規(guī)產品成本高的原因之一，“一般汽車行業(yè)的百萬產品失效率（DPPM）為個位數(shù)，需要非常有效的各級質量管理工具和方法才能實現(xiàn)，這些都是極其隱形但不可省略的投入和成本?！?/p>

　?。ㄗⅲ篋FMEA是Design Failure Mode and Effects Analysis的縮寫，即設計失效模式及后果分析，PFMEA是Process Failure Mode and Effects Analysis，即制程失效模式及后果分析。）

　　召回與功能安全

　　近年來，由于制動失效、發(fā)動機或變速箱控制軟件故障等導致的車輛召回事件不斷出現(xiàn)。

　　“近年最慘痛的產品缺陷事件莫過于高田氣囊事件，其暴露出的質量和安全風險導致海量汽車召回?！辈谭f達給出了一個因產品缺陷導致慘重損失的案例。

　　美國高速公路交通管理局在2014年10月22日表示，日本高田集團供應的安全氣囊爆裂時可能會產生金屬碎片，對乘客造成了極大的安全威脅。據(jù)當時不完全統(tǒng)計，高田氣囊在全球已造成至少16起死亡事件和逾180起受傷事件，截止到2017年5月，全球因裝配高田問題氣囊而被召回的汽車總量已達1.2億輛，2017年6月底，高田已經(jīng)向東京地方法院申請了破產保護。

　　車輛安全相關的控制系統(tǒng)安全功能失效是導致召回級別故障的主要原因，其中車輛電子電氣系統(tǒng)的失效最為突出，ISO26262（道路車輛-功能安全）標準即國家標準化組織聯(lián)合全球三十多家汽車大廠商聯(lián)合制定的功能安全標準。

　　Alberto Mervic指出，功能安全正成為大多數(shù)先進芯片必備特性?！耙夥ò雽w早在多年前就開始這方面的研發(fā)，現(xiàn)已發(fā)布多款符合ASIL（Automotive Safety Integration Level，即汽車安全完整性等級）汽車安全標準的產品?！?/p>

　　“瑞薩公司在汽車功能安全方面已經(jīng)有超過十年的經(jīng)驗，針對ISO26262的標準，開發(fā)出MCU/SOC產品對應ASIL B、C和D等級?！?林志恩舉了一個例子：底盤系統(tǒng)或動力系統(tǒng)，之前是由一個CPU來對系統(tǒng)進行控制，之后可能要求用另外一個CPU作為冗余系統(tǒng)設計。當主CPU發(fā)生故障時，就會有另一個備份系統(tǒng)來進行接替。

　　新玩家與中國市場

　　雖然汽車級元器件有上述諸多門檻，但仍有很多新玩家意圖涌入這個市場。英特爾、英偉達等非傳統(tǒng)汽車半導體廠商紛紛高調殺入，已經(jīng)在局中的老手，究竟如何看待這些新玩家？

　　Alberto Mervic認為，產品創(chuàng)新、研發(fā)速度快和產品生命周期短是從消費與通信應用殺入的新廠商特色。“靈活快速是非傳統(tǒng)汽車零配件企業(yè)的優(yōu)勢，但不是傳統(tǒng)汽車芯片企業(yè)的長處。”

　　瑞薩林志恩表示，除了新玩家涌入，也有舊玩家因并購而消失，汽車元器件市場并不會因新玩家涌入而利潤率降低。“半導體廠商通過開發(fā)新的技術和產品，提高產品生產工藝和技術來保證各自的利潤率?！?/p>

　　力特的戴泰初持類似觀點，“汽車電子新技術的快速發(fā)展推動著汽車級元器件市場的推陳出新，新玩家涌入的也往往正是這些新技術、新應用行業(yè)，這些領域也由于技術的高門檻而利潤率不低，在這些新技術領域，新玩家所處的起跑線并不晚，相反，他們可能擁有更加多的專利，在技術優(yōu)勢上先牢牢站穩(wěn)腳跟?！?/p>

　　“多元化競爭的另一面就是更多的機遇。更多的廠商進入這個領域是令人興奮的，因為只有真正有增長潛力和無限機會的市場才會吸引更多的參與者，而更多元化的外部競爭也能促進企業(yè)的技術升級和發(fā)展?！碧┛齐娮影l(fā)言人也認為新玩家涌入正是說明汽車元器件市場充滿活力的表現(xiàn)。

　　孱弱的中國汽車電子元器件產業(yè)又該如何改變目前的窘境？意法半導體汽車和分立器件產品事業(yè)部業(yè)務發(fā)展和戰(zhàn)略營銷經(jīng)理Marc Guedj給出的建議是進行技術合作或并購。“并購或合作可以讓中國半導體企業(yè)快速適應主機廠與一級供應商的需求模式。”

　　戴泰初給出了兩條建議，首先要耐得住寂寞，“與手機等消費類市場不同，汽車設計研發(fā)流程很長，產品進入設計到量產要經(jīng)歷很長時間，決不能急功急利”。其次要注重質量，汽車行業(yè)犯錯的機會不多，“一定要練好內功，踏踏實實做出世界一流的元器件，才能在市場上站穩(wěn)?！?/p>

　　總結

　　相關標準多、可靠性要求高、開發(fā)與供貨周期長、連帶責任大等因素構成了汽車級元器件市場的護城河，但這并不是一個封閉的市場，“有形”的手并不是阻擋新玩家進入的主要原因，百年汽車行業(yè)發(fā)展建立的自身規(guī)律才是真正的門檻，在消費級市場或工業(yè)市場成功的經(jīng)驗很可能對進入汽車級市場幫助不大。

　　但新技術發(fā)展帶來了新應用，也引入了新玩家，汽車級元器件市場穩(wěn)健快速增長的前景也令不少“檻外人”垂涎。這些新入廠商中，頗有不少野心勃勃的家伙試圖顛覆這個市場，不過新玩家們或許要當心，打破門檻并不是進入這個行業(yè)的最佳辦法。