6月10日,在南京舉辦的世界半導(dǎo)體大會《汽車半導(dǎo)體創(chuàng)新協(xié)作論壇》上,國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才帶來主題為《中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇和應(yīng)對》的報告。
國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才
報告主要分四個方面:一,汽車芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述;二,汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)建設(shè)思路與實(shí)踐;三,中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟建設(shè)情況;四,中國汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供需調(diào)研情況。
第一,汽車芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述
自從十八大以來一直到現(xiàn)在,我們國家把科技創(chuàng)新放在有史以來最高的位置,特別是十九屆五中全會做了專項部署,應(yīng)該說在歷史發(fā)展過程中,作為汽車和集成電路兩個非常重要的問題,國家提出了相應(yīng)的要求,我們也做出了相應(yīng)回答。
汽車芯片定義及特征。無論是在汽車還是集成電路行業(yè)沒有官方定義,但是這不妨礙我們開展這方面的工作,因為我們通過和國際上的產(chǎn)品進(jìn)行對標(biāo),通過研究標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃總結(jié)出了汽車芯片所具有的車規(guī)級特征。大家知道高可靠性,工作溫度適用范圍、響度濕度范圍、抗振動沖擊程度抗電磁干擾程度、設(shè)計壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通電子;高安全性別是MGU等等、功能安全等級要求;高溫度性,主要指的是汽車芯片在大規(guī)模生產(chǎn)時具有非常好的生產(chǎn)一致性,特別是實(shí)現(xiàn)零缺陷;最后還有一些其他要求,往往是下游汽車企業(yè)在應(yīng)用芯片的時候具體提出的要求,這里包括成本,使用哪些材料,包括使用周期和維修要求要滿足車上產(chǎn)品的要求,還要滿足車規(guī)認(rèn)證的要求。
應(yīng)該說,一款車規(guī)級芯片要經(jīng)過2-3年嚴(yán)苛的評價測試才能進(jìn)入產(chǎn)業(yè),所以門檻非常高。在國際上可以看到汽車電子廠商和整車企業(yè)是非常穩(wěn)定的合作格局。
全球及我國汽車芯片市場表現(xiàn)。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(dá)21%。(23:58)但是國內(nèi)的汽車芯片的產(chǎn)值應(yīng)該說還不到200億人民幣,占比還不到5%。另外,看一下我們現(xiàn)在用的汽車產(chǎn)品,國內(nèi)用的汽車產(chǎn)品無論是合資品牌還是自主品牌,車上用的芯片大部分依賴于進(jìn)口。2022年單車的汽車芯片產(chǎn)值大概是600美元,這么簡單的合算整個市場上大概有150億人民幣的市場潛力。隨著未來智能化和電動化的程度不斷提高,這個數(shù)字還在進(jìn)一步增加。
全球性供給緊張分析。從去年四季度以來,全球汽車芯片出現(xiàn)供應(yīng)相對短缺的情況,就我們分析重點(diǎn)分以下幾個方面:
第一是市場波動。因為很多產(chǎn)業(yè)都下調(diào)自己的產(chǎn)銷預(yù)期,汽車也不例外,下調(diào)之后在去年第四季度汽車行業(yè)開始反彈,反彈速度非???,所以汽車行業(yè)的下游來不及進(jìn)行生產(chǎn),因為市場波動的原因。
第二是供需矛盾。車上用的半導(dǎo)體是呈10%,20%的增長速度,但是全球汽車上用的半導(dǎo)體產(chǎn)能是非常穩(wěn)定的,這里就一定會存在長期的缺口,這個缺口因為市場波動和疫情原因提前被放大被顯現(xiàn)了。
第三是國際政治。國際某個大國打壓汽車產(chǎn)業(yè)鏈還有非市場行為造成市場囤貨,也會造成其他企業(yè)囤貨,所以現(xiàn)在所有企業(yè)都在堆芯片,不管未來的生產(chǎn)怎么樣。
第四是國產(chǎn)替代。我們國內(nèi)有一個問題就是國產(chǎn)芯片在這一塊還是非常薄弱的,當(dāng)然這和我們國家集成電路的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)有非常大的關(guān)系。供應(yīng)鏈的緊張是全球性的,至少需要1年時間才能緩解,也有說是到2022年才能緩解,具體什么時候才能緩解?很難進(jìn)行精確預(yù)測。
為什么提出建立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)的命題?我們對于汽車芯片從上游到下游進(jìn)行梳理,現(xiàn)在我們國家芯片產(chǎn)業(yè)存在以下幾個問題:
第一標(biāo)準(zhǔn)體系相對缺失。我們現(xiàn)在用的汽車芯片的測試評價都是國際上的標(biāo)準(zhǔn),國際上的標(biāo)準(zhǔn)可以用,沒有問題,但是有一個問題也是顯而易見的,就是我們國家是汽車產(chǎn)業(yè)最大的市場,全球超過30%的市場在中國,在中國將有很多新的技術(shù)、新的產(chǎn)品要落地,這些新技術(shù)、新產(chǎn)品體現(xiàn)出來的對芯片的要求在國際上的標(biāo)準(zhǔn)很難滿足的。
另外,芯片企業(yè)做一塊AC6在我們國內(nèi)大概需要4-5個月的時間,這個時間對于集成電路設(shè)計企業(yè)來講是非常復(fù)雜的,這個時間太長,成本太高,能不能借助這個契機(jī)在國內(nèi)建立起一套自己的汽車芯片的標(biāo)準(zhǔn)體系?這個標(biāo)準(zhǔn)體系既能反映新技術(shù)的要求,又能滿足下游的車規(guī)要求從而簡化測試評價手段。
第二是測試認(rèn)證平臺缺失。在我們國家所有涉及到安全零部件都是有認(rèn)證,唯獨(dú)芯片沒有認(rèn)證,在兩個行業(yè)中還是缺乏完整的測試評價平臺和認(rèn)證的體制機(jī)制。首先講到測應(yīng)該包括芯片級、系統(tǒng)級到整車級三個層面的測評,只有這三個層面的測評下面才能放心地使用上游芯片產(chǎn)品,在標(biāo)準(zhǔn)對于設(shè)計芯片產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)認(rèn)證,節(jié)省上游對下游進(jìn)行產(chǎn)品相互信任相互使用的通道。
第三是技術(shù)研發(fā)能力不足。大部分企業(yè)還是處在第一輪和第二輪的研發(fā)過程中,對于可靠性究竟應(yīng)該怎么設(shè)計還在摸索中。
第四是關(guān)鍵產(chǎn)品缺乏應(yīng)用。作為芯片來講最大的機(jī)會如果上游的國產(chǎn)汽車芯片做起來,下游汽車企業(yè)不用的話做出來只是一塊石頭,我理解集成電路企業(yè)相對汽車只要下游給應(yīng)用機(jī)會馬上可以進(jìn)行迭代,有賴于我們打通上下游的合作渠道和技術(shù)通道。
第五車規(guī)工藝缺乏積累。在大陸地區(qū)如果沒有這個產(chǎn)能,我們再去想緩解這個問題是非常困難的,反過來講希望在國內(nèi)領(lǐng)頭的這些龍頭企業(yè)能不能建立車規(guī)工藝線,滿足大陸需求。對于中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)來講不是簡單的開兩個企業(yè),推出兩個產(chǎn)品就可以,我們重要的是建立這一種產(chǎn)業(yè)生態(tài),從上下游都進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)提升,可以可持續(xù)讓產(chǎn)業(yè)不斷出現(xiàn)好的芯片企業(yè)和芯片產(chǎn)品。
二、汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)
建設(shè)目標(biāo)。作為中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,我們一直推行這個目標(biāo),就是圍繞我國汽車芯片重大需求和瓶頸短板,開展上下游的信息銜接、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)攻關(guān)、研制、封裝研究、評測認(rèn)證、汽車電子電控通用基礎(chǔ)硬件平臺研發(fā)、整車產(chǎn)品集成應(yīng)用、建立技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化平臺,建設(shè)汽車芯片人才梯隊,建成自主汽車芯片創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)生態(tài),重點(diǎn)培育龍頭企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)聚集和協(xié)同發(fā)展。
在這個目標(biāo)下,將整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)分為兩個鏈條:第一個鏈條是技術(shù)生態(tài),第二個鏈條是產(chǎn)業(yè)生態(tài)。技術(shù)生態(tài)從芯片設(shè)計開始到最后的應(yīng)用每一個環(huán)節(jié),產(chǎn)業(yè)生態(tài)就是對應(yīng)每一個環(huán)節(jié)起到的核心作用的企業(yè)或者機(jī)構(gòu)。一般來講像芯片的設(shè)計肯定是由芯片設(shè)計公司作為主力,當(dāng)然上游會依賴于IC的使用,中游就會有制造封裝,從流片廠、封裝廠還有第三方的測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行測試認(rèn)證,最后汽車電子廠商選用國產(chǎn)的汽車芯片產(chǎn)品,最后實(shí)現(xiàn)整車的集成應(yīng)用。在這個過程中,我們推動上下游進(jìn)行合同,一是研制自己的芯片產(chǎn)品,另外幫助這些自主產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行應(yīng)用。同時我們正在成立一支基金,通過基金方式孵化項目。
關(guān)鍵任務(wù)。在這個整體目標(biāo)下把所有任務(wù)分成6個關(guān)鍵任務(wù):
第一是面向汽車規(guī)模商用的關(guān)鍵汽車芯片研制。我們拉著下游出題向上游出題,按照下游的要求完成產(chǎn)品研制,同時承諾達(dá)到要求之后給予一定的市場份額,同時推動政府給予一定的經(jīng)費(fèi)支持。這個產(chǎn)品相應(yīng)滿足一些標(biāo)準(zhǔn)要求。去年已經(jīng)開始做了一個嘗試,去年牽頭了10家單位承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計劃《智能新能源汽車車載控制基礎(chǔ)軟硬件系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)》,自主車載核心控制芯片MCU對標(biāo)英飛凌TC38X,自主車控操作系統(tǒng)OS,新能源汽車整車控制器VCU。
第二個項目是汽車芯片評價測試標(biāo)準(zhǔn)及評測能力建設(shè)。主要目標(biāo)是建設(shè)車規(guī)芯片第三方評測及認(rèn)證平臺,建立中國汽車芯片測試標(biāo)準(zhǔn)體系和對標(biāo)評測數(shù)據(jù)庫,提供第三方權(quán)威評測認(rèn)證,為自主產(chǎn)品研發(fā)落地和上車應(yīng)用提供設(shè)計參考與質(zhì)量保障。
在AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,以芯片功能應(yīng)用場景為引導(dǎo),基于完整的芯片-系統(tǒng)-整車垂直架構(gòu)構(gòu)建汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系,填補(bǔ)從芯片級到整車級的測試驗證路徑和所需標(biāo)準(zhǔn),并可系統(tǒng)擴(kuò)展。
在測試評價體系的建設(shè)過程中,一個芯片下游在使用的時候只是在芯片級和AEC是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,和系統(tǒng)連在一起,和整車連在一起到底后面的系統(tǒng)對于整車的表現(xiàn)有什么樣的影響,所以在這里增加了一個系統(tǒng)級,會把芯片和電力系統(tǒng)連在一起,另外把芯片搭載在車上進(jìn)行實(shí)地測試。
第三是汽車芯片第三方評測認(rèn)證共性服務(wù)。我們都是為了行業(yè)服務(wù),第三方服務(wù) 我們認(rèn)為包括以下幾個方面,包括評價測試、產(chǎn)品認(rèn)證、質(zhì)量咨詢、數(shù)據(jù)挖掘、趨勢指導(dǎo)、流片試制等,都是為上下游解決一個問題,下游怎么信任上游,上游怎么證明自己的產(chǎn)品符合下游的需求,相信大家都有非常深刻的感受。
這是我們初步做的嘗試,從2018年開始成立車規(guī)半導(dǎo)體測試認(rèn)證工作組,和8家第三方功率半導(dǎo)體測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作,工作組納入100家單位開展了9款功率器件和測試認(rèn)證工作。
第四是通用平臺,上游生產(chǎn)出的汽車芯片產(chǎn)品之后,下游要有應(yīng)用,如果不用就沒辦法迭代,我們怎么把國產(chǎn)芯片納入到汽車產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈里去?在這里主要推的是把國產(chǎn)汽車芯片納入到,下一代的電子汽車架構(gòu)區(qū)別于當(dāng)前的汽車,因為很多的電動部件都是重新開發(fā)的,對于國產(chǎn)有很大的機(jī)會。我們主要研究通用的汽車電子功能架構(gòu),主要就是研究它的基礎(chǔ)通用平臺。
簡單講一下我們研究的架構(gòu)平臺。在這個架構(gòu)中,針對于控制器和智能汽車三域一網(wǎng)關(guān)電子電氣架構(gòu)預(yù)研,開放式頂層系推架構(gòu)和模塊化硬件通用平臺,提供標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用層軟件接口,便于迅速開發(fā)出差異化的電控部件,兼容自主的感知、計算、控制、通訊、安全芯片上車應(yīng)用。
SIC技術(shù)研發(fā)與驗證。國創(chuàng)中心聯(lián)合國際知名高校院所,開展“基于第三代半導(dǎo)體的先進(jìn)電機(jī)控制器技術(shù)平臺開發(fā)”項目。
工藝質(zhì)量。汽車芯片工藝質(zhì)量控制方法研究與應(yīng)用,重制定中國車規(guī)芯片生產(chǎn)線質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),和國內(nèi)龍頭的流片企業(yè)正在進(jìn)行探討,也在推動這方面的工作。
三、聯(lián)盟建設(shè)對標(biāo)
借鑒國際汽車芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗。我們考察國際針對汽車芯片的發(fā)展歷程,可以看到國際的汽車芯片產(chǎn)業(yè)龍頭和商業(yè)上下游大多也建立相對松散的聯(lián)盟,通過長期合作逐漸形成了利益共同體,并且最后變成一個穩(wěn)定的利益共享合作共贏協(xié)同機(jī)制。作為國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展,其實(shí)國內(nèi)目前也是缺少一些專門針對汽車芯片的行業(yè)組織,成立聯(lián)盟也是希望在這里能夠發(fā)揮一些串聯(lián)上下游的作用。
跨界融合,共生共贏。我們在國家工信部、科技部的支持下聯(lián)合全國整車企業(yè)、汽車電子、行業(yè)組織到目前為止一共是170家單位,我們主要定位是圍繞產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建創(chuàng)新鏈,作為聯(lián)盟來講也是行業(yè)組織的一種,我們主要是做單個企業(yè)和單個產(chǎn)業(yè)做不到的事情,我們既不設(shè)計芯片也不造整車,主要是幫助上下游怎么做銜接完成產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè),最終提升中國芯片的產(chǎn)業(yè)競爭力。我們把工作分稱四個方面:
第一是創(chuàng)新生態(tài)。直接打通下游應(yīng)用場景,以下游引領(lǐng)上游,以汽車?yán)瓌有酒?/p>
第二是產(chǎn)業(yè)發(fā)展。產(chǎn)業(yè)發(fā)展要有龍頭企業(yè)和新興企業(yè),計劃推動建立一些產(chǎn)業(yè)集群。
第三是國產(chǎn)替代。因為國內(nèi)的汽車芯片產(chǎn)品和汽車芯片在市場上占的份額非常小,在汽車產(chǎn)品中應(yīng)該是不均衡的局面,我們希望未來的國產(chǎn)汽車芯片在國產(chǎn)中占比一定的份額,所以聯(lián)合上下游開展技術(shù)攻關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)研究和測試評價的工作,幫助國產(chǎn)上車。
最后是國際合作。因為汽車產(chǎn)業(yè)鏈本身是全球化布局,汽車芯片不可能封閉在一個國家一個地區(qū),所以在這里我們會和國際廠商進(jìn)行充分合作。
聯(lián)盟策劃“3+3+1”重點(diǎn)工作。
第一個工作是建立資源平臺。上半年在工信部指導(dǎo)下,2月26日向全球發(fā)布汽車半導(dǎo)體的供需對接手冊,也得到行業(yè)汽車企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的大力支持,這個平臺就是把調(diào)研到的線下數(shù)據(jù)搬到線上,方便汽車企業(yè)隨時查到上游有哪些汽車芯片產(chǎn)品工藝。
第二是走訪對接。組織汽車企業(yè)和芯片企業(yè)相互走訪對接,促進(jìn)彼此了解和形成技術(shù)/商務(wù)合作。
第三是人才培訓(xùn)。我們國家在集成電路產(chǎn)業(yè)人才缺口非常大,組織汽車產(chǎn)業(yè)和芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)行交叉人才培訓(xùn)。技術(shù)路線圖。組織聯(lián)盟內(nèi)專家和企業(yè)資源,啟動“汽車芯片技術(shù)路線圖”研究工作。
標(biāo)準(zhǔn)體系。研究體現(xiàn)智能新能源汽車技術(shù)要求的汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系以及測試,制造質(zhì)量控制團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。
評價規(guī)程。針對自主產(chǎn)品與國際競品對標(biāo)比較的要求,研究汽車芯片測試評價規(guī)程,為汽車廠商綜合評價自主產(chǎn)品提供工具,計劃在今年之內(nèi)拿出來最后準(zhǔn)備做首屆中國汽車芯片應(yīng)用創(chuàng)新拉力賽,主要是效仿國際好的做法,針對優(yōu)秀國產(chǎn)芯片產(chǎn)品向行業(yè)推出來并且拉到下游圍繞汽車電子的設(shè)計,通過比賽的方式讓芯片更好地被下游所了解和接受,同時計劃通過比賽篩選一些好的團(tuán)隊進(jìn)行創(chuàng)投和孵化。
汽車芯片上車應(yīng)用保險試點(diǎn)。在我們國家國內(nèi)保險上車的時候主要是技術(shù)驗證然后是商務(wù)談判,但是在選用過程中上下游都有非常大的關(guān)心,下游擔(dān)心國產(chǎn)芯片產(chǎn)品沒有進(jìn)行大規(guī)模驗證萬一出現(xiàn)問題怎么辦,影響整品牌和質(zhì)量,我們采用金融保險手段利用市場化的方式緩解上下游的焦慮,最近這個試點(diǎn)在國內(nèi)是首創(chuàng),以前沒有針對國產(chǎn)汽車芯片上車應(yīng)用保險,這塊是拉在國內(nèi)主要的保險公司包括人保、太平洋和平安,和上下游企業(yè)進(jìn)行溝通洽談,計劃在明天舉辦的行業(yè)活動上進(jìn)行簽約儀式。在這個基礎(chǔ)上向國家部委積極推動,和中國汽車工業(yè)協(xié)會一起把國產(chǎn)汽車芯片產(chǎn)品納入《首臺套重大技術(shù)裝備保險補(bǔ)償機(jī)制》的產(chǎn)品目錄,利用政府有限的資金支持推進(jìn)這樣的模式,緩解上下游的焦慮,分擔(dān)大家的風(fēng)險。
四、編制和發(fā)布《汽車半導(dǎo)體供需對接手冊》
從去年年底到2月份,在工信部電子信息司、裝備工業(yè)一司指導(dǎo)下,開展了我國汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供需情況調(diào)研,向國內(nèi)85家企業(yè)征集供給和需求信息,收錄了國內(nèi)59家半導(dǎo)體企業(yè)568款產(chǎn)品,覆蓋10大類產(chǎn)品,共涉及53個小類。在產(chǎn)品需求方面,收路國內(nèi)26家汽車及零部件企業(yè)的1千條產(chǎn)品需求信息,來自14家整車企業(yè)和12家汽車零部件企業(yè)。以前的汽車行業(yè)是缺乏標(biāo)準(zhǔn)目錄,我們和汽車電子廠商和整車企業(yè)一起上來先把10大類、53個小類,后續(xù)的工作推進(jìn)都是圍繞這個目錄進(jìn)行推進(jìn)的。
這是個芯片調(diào)研情況,控制類和驅(qū)動類芯片,接下來是計算類芯片,存儲類芯片,模擬類/功率類,傳感類和信息安全類。
汽車企業(yè)需求匯總。汽車企業(yè)提出的需求,控制芯片、驅(qū)動芯片、功率芯片,這一類芯片在目前需求量都是比較大的。
五、未來展望
作為產(chǎn)業(yè)生態(tài)的建設(shè)工作也是我們聯(lián)盟成立的宗旨,主要是通過這些工作達(dá)到四個目標(biāo):
第一是建立汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)。包括設(shè)計、研發(fā)、制造、封裝、標(biāo)準(zhǔn)、測評、應(yīng)用、孵化,通過良性循環(huán)生態(tài)幫助產(chǎn)業(yè)鏈上下游不斷地去用自己的芯片,不斷涌現(xiàn)有實(shí)力的芯片企業(yè)。
第二是培育汽車芯片產(chǎn)業(yè)集群。包括扶持龍頭企業(yè),扶持領(lǐng)軍企業(yè),孵化新興企業(yè),并購國際企業(yè)。
三是培養(yǎng)汽車芯片專業(yè)人才。
最后是提高國內(nèi)外影響力,形成自己芯片產(chǎn)業(yè)的影響力。