6月10日,在南京舉辦的世界半導體大會《汽車半導體創(chuàng)新協(xié)作論壇》上,國家新能源汽車技術創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才帶來主題為《中國汽車芯片產業(yè)的機遇和應對》的報告。
國家新能源汽車技術創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才
報告主要分四個方面:一,汽車芯片產業(yè)發(fā)展概述;二,汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)建設思路與實踐;三,中國汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟建設情況;四,中國汽車半導體產業(yè)供需調研情況。
第一,汽車芯片產業(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,國家提出了相應的要求,我們也做出了相應回答。
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品進行對標,通過研究標準、規(guī)劃總結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、設計壽命遠遠高于普通電子;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)模生產時具有非常好的生產一致性,特別是實現(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品的要求,還要滿足車規(guī)認證的要求。
應該說,一款車規(guī)級芯片要經(jīng)過2-3年嚴苛的評價測試才能進入產業(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合增長率高達21%。(23:58)但是國內的汽車芯片的產值應該說還不到200億人民幣,占比還不到5%。另外,看一下我們現(xiàn)在用的汽車產品,國內用的汽車產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口。2022年單車的汽車芯片產值大概是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)供應相對短缺的情況,就我們分析重點分以下幾個方面:
第一是市場波動。因為很多產業(yè)都下調自己的產銷預期,汽車也不例外,下調之后在去年第四季度汽車行業(yè)開始反彈,反彈速度非??欤云囆袠I(yè)的下游來不及進行生產,因為市場波動的原因。
第二是供需矛盾。車上用的半導體是呈10%,20%的增長速度,但是全球汽車上用的半導體產能是非常穩(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,不管未來的生產怎么樣。
第四是國產替代。我們國內有一個問題就是國產芯片在這一塊還是非常薄弱的,當然這和我們國家集成電路的產業(yè)基礎有非常大的關系。供應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?很難進行精確預測。
為什么提出建立產業(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行梳理,現(xiàn)在我們國家芯片產業(yè)存在以下幾個問題:
第一標準體系相對缺失。我們現(xiàn)在用的汽車芯片的測試評價都是國際上的標準,國際上的標準可以用,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、新的產品要落地,這些新技術、新產品體現(xiàn)出來的對芯片的要求在國際上的標準很難滿足的。
另外,芯片企業(yè)做一塊AC6在我們國內大概需要4-5個月的時間,這個時間對于集成電路設計企業(yè)來講是非常復雜的,這個時間太長,成本太高,能不能借助這個契機在國內建立起一套自己的汽車芯片的標準體系?這個標準體系既能反映新技術的要求,又能滿足下游的車規(guī)要求從而簡化測試評價手段。
第二是測試認證平臺缺失。在我們國家所有涉及到安全零部件都是有認證,唯獨芯片沒有認證,在兩個行業(yè)中還是缺乏完整的測試評價平臺和認證的體制機制。首先講到測應該包括芯片級、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品,在標準對于設計芯片產品進行相應認證,節(jié)省上游對下游進行產品相互信任相互使用的通道。
第三是技術研發(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,對于可靠性究竟應該怎么設計還在摸索中。
第四是關鍵產品缺乏應用。作為芯片來講最大的機會如果上游的國產汽車芯片做起來,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用機會馬上可以進行迭代,有賴于我們打通上下游的合作渠道和技術通道。
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領頭的這些龍頭企業(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業(yè)來講不是簡單的開兩個企業(yè),推出兩個產品就可以,我們重要的是建立這一種產業(yè)生態(tài),從上下游都進行補強提升,可以可持續(xù)讓產業(yè)不斷出現(xiàn)好的芯片企業(yè)和芯片產品。
二、汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)
建設目標。作為中國汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,我們一直推行這個目標,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、標準制定、技術攻關、研制、封裝研究、評測認證、汽車電子電控通用基礎硬件平臺研發(fā)、整車產品集成應用、建立技術成果轉化與產業(yè)化平臺,建設汽車芯片人才梯隊,建成自主汽車芯片創(chuàng)新和產業(yè)生態(tài),重點培育龍頭企業(yè)實現(xiàn)產業(yè)聚集和協(xié)同發(fā)展。
在這個目標下,將整個產業(yè)生態(tài)分為兩個鏈條:第一個鏈條是技術生態(tài),第二個鏈條是產業(yè)生態(tài)。技術生態(tài)從芯片設計開始到最后的應用每一個環(huán)節(jié),產業(yè)生態(tài)就是對應每一個環(huán)節(jié)起到的核心作用的企業(yè)或者機構。一般來講像芯片的設計肯定是由芯片設計公司作為主力,當然上游會依賴于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構進行測試認證,最后汽車電子廠商選用國產的汽車芯片產品,最后實現(xiàn)整車的集成應用。在這個過程中,我們推動上下游進行合同,一是研制自己的芯片產品,另外幫助這些自主產品進入產業(yè)鏈進行應用。同時我們正在成立一支基金,通過基金方式孵化項目。
關鍵任務。在這個整體目標下把所有任務分成6個關鍵任務:
第一是面向汽車規(guī)模商用的關鍵汽車芯片研制。我們拉著下游出題向上游出題,按照下游的要求完成產品研制,同時承諾達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)費支持。這個產品相應滿足一些標準要求。去年已經(jīng)開始做了一個嘗試,去年牽頭了10家單位承擔國家重點研發(fā)計劃《智能新能源汽車車載控制基礎軟硬件系統(tǒng)關鍵技術》,自主車載核心控制芯片MCU對標英飛凌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準及評測能力建設。主要目標是建設車規(guī)芯片第三方評測及認證平臺,建立中國汽車芯片測試標準體系和對標評測數(shù)據(jù)庫,提供第三方權威評測認證,為自主產品研發(fā)落地和上車應用提供設計參考與質量保障。
在AEC-Q100標準基礎上,以芯片功能應用場景為引導,基于完整的芯片-系統(tǒng)-整車垂直架構構建汽車芯片標準體系,填補從芯片級到整車級的測試驗證路徑和所需標準,并可系統(tǒng)擴展。
在測試評價體系的建設過程中,一個芯片下游在使用的時候只是在芯片級和AEC是遠遠不夠的,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行實地測試。
第三是汽車芯片第三方評測認證共性服務。我們都是為了行業(yè)服務,第三方服務 我們認為包括以下幾個方面,包括評價測試、產品認證、質量咨詢、數(shù)據(jù)挖掘、趨勢指導、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)半導體測試認證工作組,和8家第三方功率半導體測試機構進行合作,工作組納入100家單位開展了9款功率器件和測試認證工作。
第四是通用平臺,上游生產出的汽車芯片產品之后,下游要有應用,如果不用就沒辦法迭代,我們怎么把國產芯片納入到汽車產業(yè)的供應鏈里去?在這里主要推的是把國產汽車芯片納入到,下一代的電子汽車架構區(qū)別于當前的汽車,因為很多的電動部件都是重新開發(fā)的,對于國產有很大的機會。我們主要研究通用的汽車電子功能架構,主要就是研究它的基礎通用平臺。
簡單講一下我們研究的架構平臺。在這個架構中,針對于控制器和智能汽車三域一網(wǎng)關電子電氣架構預研,開放式頂層系推架構和模塊化硬件通用平臺,提供標準化應用層軟件接口,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、安全芯片上車應用。
SIC技術研發(fā)與驗證。國創(chuàng)中心聯(lián)合國際知名高校院所,開展“基于第三代半導體的先進電機控制器技術平臺開發(fā)”項目。
工藝質量。汽車芯片工藝質量控制方法研究與應用,重制定中國車規(guī)芯片生產線質量控制標準,和國內龍頭的流片企業(yè)正在進行探討,也在推動這方面的工作。
三、聯(lián)盟建設對標
借鑒國際汽車芯片產業(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)同機制。作為國內芯片產業(yè)發(fā)展,其實國內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業(yè)鏈構建創(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)和單個產業(yè)做不到的事情,我們既不設計芯片也不造整車,主要是幫助上下游怎么做銜接完成產業(yè)鏈的建設,最終提升中國芯片的產業(yè)競爭力。我們把工作分稱四個方面:
第一是創(chuàng)新生態(tài)。直接打通下游應用場景,以下游引領上游,以汽車拉動芯片。
第二是產業(yè)發(fā)展。產業(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業(yè)集群。
第三是國產替代。因為國內的汽車芯片產品和汽車芯片在市場上占的份額非常小,在汽車產品中應該是不均衡的局面,我們希望未來的國產汽車芯片在國產中占比一定的份額,所以聯(lián)合上下游開展技術攻關和標準研究和測試評價的工作,幫助國產上車。
最后是國際合作。因為汽車產業(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行充分合作。
聯(lián)盟策劃“3+3+1”重點工作。
第一個工作是建立資源平臺。上半年在工信部指導下,2月26日向全球發(fā)布汽車半導體的供需對接手冊,也得到行業(yè)汽車企業(yè)和產業(yè)的大力支持,這個平臺就是把調研到的線下數(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,促進彼此了解和形成技術/商務合作。
第三是人才培訓。我們國家在集成電路產業(yè)人才缺口非常大,組織汽車產業(yè)和芯片產業(yè)進行交叉人才培訓。技術路線圖。組織聯(lián)盟內專家和企業(yè)資源,啟動“汽車芯片技術路線圖”研究工作。
標準體系。研究體現(xiàn)智能新能源汽車技術要求的汽車芯片標準體系以及測試,制造質量控制團體標準。
評價規(guī)程。針對自主產品與國際競品對標比較的要求,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品提供工具,計劃在今年之內拿出來最后準備做首屆中國汽車芯片應用創(chuàng)新拉力賽,主要是效仿國際好的做法,針對優(yōu)秀國產芯片產品向行業(yè)推出來并且拉到下游圍繞汽車電子的設計,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隊進行創(chuàng)投和孵化。
汽車芯片上車應用保險試點。在我們國家國內保險上車的時候主要是技術驗證然后是商務談判,但是在選用過程中上下游都有非常大的關心,下游擔心國產芯片產品沒有進行大規(guī)模驗證萬一出現(xiàn)問題怎么辦,影響整品牌和質量,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,最近這個試點在國內是首創(chuàng),以前沒有針對國產汽車芯片上車應用保險,這塊是拉在國內主要的保險公司包括人保、太平洋和平安,和上下游企業(yè)進行溝通洽談,計劃在明天舉辦的行業(yè)活動上進行簽約儀式。在這個基礎上向國家部委積極推動,和中國汽車工業(yè)協(xié)會一起把國產汽車芯片產品納入《首臺套重大技術裝備保險補償機制》的產品目錄,利用政府有限的資金支持推進這樣的模式,緩解上下游的焦慮,分擔大家的風險。
四、編制和發(fā)布《汽車半導體供需對接手冊》
從去年年底到2月份,在工信部電子信息司、裝備工業(yè)一司指導下,開展了我國汽車半導體產業(yè)供需情況調研,向國內85家企業(yè)征集供給和需求信息,收錄了國內59家半導體企業(yè)568款產品,覆蓋10大類產品,共涉及53個小類。在產品需求方面,收路國內26家汽車及零部件企業(yè)的1千條產品需求信息,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)是缺乏標準目錄,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)的工作推進都是圍繞這個目錄進行推進的。
這是個芯片調研情況,控制類和驅動類芯片,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
作為產業(yè)生態(tài)的建設工作也是我們聯(lián)盟成立的宗旨,主要是通過這些工作達到四個目標:
第一是建立汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)。包括設計、研發(fā)、制造、封裝、標準、測評、應用、孵化,通過良性循環(huán)生態(tài)幫助產業(yè)鏈上下游不斷地去用自己的芯片,不斷涌現(xiàn)有實力的芯片企業(yè)。
第二是培育汽車芯片產業(yè)集群。包括扶持龍頭企業(yè),扶持領軍企業(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。
最后是提高國內外影響力,形成自己芯片產業(yè)的影響力。