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封面故事 | 汽车“芯”问题

作者:
2021/06/01
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中国作为全球最大的汽车市场,产业规模占全球市场30%以上,
但自主汽车芯片产业规模仅占全球的4.5%,
37%在欧洲、30%在美国、25%在日本、3.5%在其他地区。
由此可见,中国汽车芯片突围之路并不简单,
供需问题或许只是整个汽车产业链中的冰山一角。
 
 
瑞萨火灾的警示
 
代工模式的过度集中以及资源的相对垄断,是汽车芯片短缺的根本原因之一。
 
文  AO记者  张静
 
今年3月19日,瑞萨电子位于日本茨城县的一座工厂突发大火,共损坏11台设备,占公司所有半导体生产设备的2%。据悉,瑞萨电子在日本拥有六座半导体工厂,此次发生火灾的是该公司的300毫米直径晶圆处理工厂,更加不幸的是,在这座工厂中,2/3的芯片产品属于汽车芯片。
 
按原计划,瑞萨电子的复产规划是:4月19日产能恢复到10%,4月25日产能恢复到30%,4月底产能恢复到50%,5月底产能恢复到100%。可加之日本东北部发生的大地震和海啸,瑞萨电子停工时间将长达三个月。据彭博社报道称,瑞萨火灾之后,全球车用芯片的短缺可能会持续到今年下半年。
 
 
“从中不难发现,火灾之后,瑞萨电子无法在短期内迅速恢复生产,其库存只能持续到4月底,也就是说在此之前汽车行业的芯片供应还算安全,但真正的危机是从5月份开始显现出来的,因为这时候的库存已经用完了,而新的生产线还没有重建起来,这才是最为致命的。”IHS Markit大中华区轻型车辆生产预测经理陶杲如是说。
 
与此同时,陶杲认为,缺芯对于汽车行业来说并不是一个随机事件,而是一个必然事件,主要原因有以下四点:
 
第一,半导体产品交货周期长。由于芯片生产周期长、产业利用率又非常高,一旦生产中断,所造成的影响则是十分巨大的。例如,一级供应商通常需要提前12周向下级供应商下达需求,再根据芯片类型的不同,通常需要14周、16周、24周的时间来备货,下单时间短于交货时间是存在风险的。
 
 
第二,近饱和的芯片产能利用率。半导体晶圆厂的理想利用率为95%,一旦超过95%的产能瓶颈,晶圆制造商就必须进行新的投资以扩大产能或寻求外包,所以,芯片制造商必须足够灵活,以应对不断变化的市场需求。
 
第三,消费电子芯片需求激增。比如许多5G手机的推出以及5G基础设施的建设,需要大量的手机处理器;随着新的Xbox与索尼PS5的推出,游戏处理器需要也十分巨大;而疫情期间的封锁措施则进一步增加了电商行业的发展,促使电脑和数据中心的英特尔处理器需求大增。
 
以往大家会觉得消费电子对于汽车电子不会造成太大影响,但随着汽车行业需求越来越多,庞大的消费电子需求必然会对汽车电子造成很大困扰。此前,IHS Markit高级首席分析师Phil Amsrud也曾强调:“当前最主要的挑战不是需要增加资本支出的结构性问题,而是消费电子等其他非汽车行业占用了太多芯片产能。由于汽车行业需要与其他领域共享芯片资源,然而汽车又并没有比手机等电子产品享有更高的优先级,所以汽车芯片短缺现象会持续到今年第三季度。”
 
 
第四,对代工厂的依赖性。由于晶圆厂的建立和维护成本十分昂贵,所以很多芯片制造商选择外包给代工厂进行生产,而台积电(台湾积体电路制造股份有限公司)就是全球最大的晶圆代工厂。
 
在2021年第一季度全球十大晶圆代工厂营收排名中,台积电、三星、联电、格芯、中芯国际、高塔半导体、力积电、世界先进、华虹半导体、东部高科分列前十,其中,台积电的市占率更是高达56%。例如,生产一辆大众C级车需要5个供应商的27个MCU,而台积电所生产的MCU就占到60%~70%。可见,代工模式的过度集中以及资源的相对垄断,会对整个芯片市场供需平衡带来影响。
 
 
由于半导体制造周期至少需要三个月左右的时间,加之行业垄断问题十分突出,一旦生产受到干扰、中途发生断裂,重新启动则相当困难,势必会导致车企因芯片短缺而停产或减产。
 
以瑞萨电子(Renesas)为例,作为全球最大的汽车芯片制造商,瑞萨电子在全球汽车芯片市场中占据30%的份额,加之排名世界第二的汽车芯片制造商——恩智浦,两者约占整个市场份额的56%。另据IHS Markit分析数据显示,每辆汽车至少应用了来自瑞萨电子和/或恩智浦的15种不同MCU,而在每15个MCU中,至少有一个来自瑞萨电子的40nm MCU和/或自恩智浦的90nm MCU。
 
截至目前,全球汽车芯片市场仍以美、日、欧企业产品为主,高端市场也几乎被这三大主力地区垄断。尤其在高端汽车芯片领域,由于国内厂商尚未形成规模效应与集群效应,所以核心技术的壁垒始终无法打破。
 
众所周知,芯片是所有意图在智能汽车时代占据一席之地的每一位玩家的钥匙,但与其相矛盾的是,2021年爆发的芯片短缺问题并不能在短期内得到改善,汽车行业恐将像数码行业一样面临常态化的缺芯。
 
 
缺芯真相
 
业内专家认为,车规级芯片短缺是行业间信息不对等、产业发展规律、技术要求以及疫情暴发等多重因素叠加导致的结果。
 
文  AO记者  郑劼
 
现如今,汽车不再是“四个轮子+一个沙发”,而是一个会跑的“局域网+计算中心”。然而,作为支撑这一趋势发展的关键硬件,汽车芯片正在遭遇全球性短缺。导致汽车芯片供应短缺的真实原因是什么?何时才能恢复正常?政府、行业机构、相关企业应当如何应对?带着这些问题,《汽车观察》记者独家对话中国汽车工业协会副秘书长李邵华。
 
由于中汽协在2月份举行的信息发布会上指出,芯片短缺对一季度汽车产量的影响约在5%~10%,外界将其解读为缺芯问题将使全球车企大面积停产,从而对汽车产业发展进程造成严重影响。李邵华对此特别澄清道,虽然芯片短缺的影响面较广,但还远不到影响汽车行业发展进程的程度。
 
“没有必要去过度放大芯片短缺的影响,舆论的逐渐走偏会导致汽车厂家大量扫货、囤货,最后加剧供需失衡,造成恶性循环。”李邵华呼吁大家不必过于恐慌,要多输出一些客观的、积极的声音,不要误导舆论,不然事态只会愈演愈烈。
 
实际上,芯片短缺问题并不仅仅存在于汽车行业,家电、手机、游戏机等智能终端领域也都出现过类似情况,只不过因为国内汽车市场恢复得最快,暴露得也就更早一些。在李邵华看来,车规级芯片短缺是行业间信息不对等、芯片产业发展规律、车规级芯片技术要求以及疫情暴发等多重因素叠加导致的结果。
 
 
车企误判导致缺芯
 
首先,行业之间协同不足是供需失衡最根本的原因。作为长产业链行业,汽车和芯片在技术、市场等方面的协同难度较大,由于两者长期都是独立各自发展,双方在相互认知上出现了偏差和错位。换言之,汽车与芯片两大产业信息并不对称,尤其在疫情暴发下,两者之间的协同更是难上加难,这也为今年车规级芯片供应短缺埋下重大隐患。
 
其次,车企对汽车市场的错误判断是缺芯的第二层原因。疫情暴发初期,全球多数地区都面临着居家隔离的硬性要求,造成了对手机、游戏机等消费电子产品的依赖性变高,此类芯片需求也自然相应增高。相反,那时汽车销量一路暴跌,并有持续下滑的预判,所以是车企先主动取消芯片订单的。
 
显然,车市反弹程度超出了很多企业的预期,而芯片生产周期一般需要3个月时间,供货周期更是长达半年以上。一般情况下,车规级芯片从设计、制作、封装到测试,走完整个流程至少需要半年,所以,缺芯现象迟早会显现出来。“半导体行业周期要求非常刚性,其丢失的产能并不能像汽车、消费电子等终端产品那样迅速弥补,而是需要一个产能释放、自我调节的过程。”李邵华如是说。
 
 
僧多粥少供需难调节
 
那么,汽车客户在芯片采购过程中的话语权情况究竟如何?李邵华指出,目前全球半导体行业的芯片规模在3000亿美元~4000亿美元之间,其中,车用芯片大概为400亿美元左右,占比不到10%,显然会造成车企在排产或者争抢订单时的弱势局面。
 
从技术要求上来看,车规级芯片着实令大多数芯片企业望而却步。消费电子芯片技术迭代非常快,而车规级芯片几乎都是十多年前的技术,可技术虽然“过时”,但门槛却并没有因此降低。相反,车规级芯片对于性能指标、使用寿命、可靠性、安全性、质量一致性的要求之高,是消费电子芯片难以匹敌的。
 
车规级芯片的高标准、严要求、长周期,将入行门槛一再拔高,这也直接导致了只有综合能力或垂直整合能力非常强并有本事将规模优势发挥到极致的芯片企业,才能将车规级芯片纳入生产清单。放眼全球,这样的车规级芯片企业也就恩智浦、英飞凌、西门子等少数几家,僧多粥少,这也是导致汽车芯片供不应求的另一原因。
 
 
抓紧时间培养中间环节
 
汽车芯片供需何时才能趋于平衡?李邵华的预测是今年三季度会出现明显好转,“虽然芯片短缺对汽车产业发展的影响没有想象中那么恐怖,但还是应该从中吸取深刻教训。”为此,他提出三点建议。
 
首先,要抓紧时间培养中间环节。从目前车规级芯片应用模式来看,车企并不直接接触芯片设计、生产、采购等环节,而是只对功能性提出要求,所有中间环节都是由博世、恩智浦这样的零部件供应商来完成的。而问题就在于国内目前根本没有像博世、大陆、电装这样跨国性质的既了解汽车行业又了解芯片行业的公司,导致产业链断层,国内车企在芯片企业面前根本谈不上议价权,这就相当于两军谈判失去了中间人,是非常致命的。
 
其次,自主芯片企业要学会找差异、抓重点。目前,自主汽车芯片规模占全球市场的比例不到5%,未来要想发展就得先解决技术创新的问题。如果是去开发传统成熟的技术,无论在价格还是全球配套上,都很难拼得过经验丰富的老牌供应商。与其这样,还不如去找一些新的、空白的领域重点攻关,甚至还可以尝试分工合作,分别攻克不同技术领域,最后形成合力。
 
再者,利用一些非市场化的手段推动自主汽车芯片装车配套。如果让车企在经验丰富且技术成熟的国际供应商和没有任何市场验证及价格优势的国产供应商中选一家合作,答案一定是前者。但芯片问题不是一朝一夕之事,不可能在一夜间造出一个博世或恩智浦,这时候就需要“国家意志”来发挥作用,无论是出台鼓励性,还是出台引导性和容错性的政策,都要让车企能用、想用、敢用自主汽车芯片,要为本土供应商创造装车配套的机会。
 
至于发展芯片技术是否已经提到了国家战略高度?李邵华的态度是肯定的。近两年,国家重点发展芯片行业的意志已经非常明确,先是在2020年2月由多部委联合发布了《智能汽车创新发展战略》,后又在2020年7月由国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,提出加速推进车规级芯片研发与产业化。
 
当然,在国家战略宏观指导下,也需要行业组织机构从旁配合。“中国汽车工业协会对此也在身体力行,例如配合政府做好行业摸底、正确引导舆论、为上下游产业链沟通与对接创造机会、协助制定产业技术标准和发展体系、争取适宜产业发展的政策环境等,充当着催化剂和润滑油的角色。”李邵华如是说。
 
 
 
亟须构建汽车芯片新生态
 
实现车规级芯片国产化,对于保障我国汽车产业供应链自主安全可控、推动汽车高质量安全发展具有十分重要的战略意义、现实意义和经济效益。
 
文  AO记者  陈秀娟
 
从去年下半年起,全球汽车行业遭遇了始料未及的打击——芯片短缺,截至目前,“缺芯”依然在发酵。值得注意的是,中国作为全球最大的汽车市场,产业规模占全球市场30%以上,但自主汽车芯片产业规模仅占全球的4.5%,供需差距较大。另外,国内90%的芯片依赖国外进口,可见,中国汽车芯片突围之路并不简单。
 
芯片对汽车产业的影响究竟有多大?中国车规级芯片技术究竟发展到了什么阶段?面对困境,我国应如何强化本土芯片制造能力?带着上述问题,《汽车观察》记者对中国汽车工程学会副秘书长、国际汽车工程科技创新战略研究院副院长张旭明进行了独家专访。
 
1000亿美元“大蛋糕”
 
数据显示:传统燃油车单车用芯片数量约700多颗,纯电动汽车单车用芯片数量约1100多颗;预计到2030年,整个车载AI芯片市场的规模将达到1000亿美元,并成为半导体行业最大的单一市场;另外,随着智能驾驶技术的应用,L4级以上的智能网联汽车单车芯片成本将超过1000美元。 
 
谈及芯片对汽车产业的影响,在张旭明看来,芯片对汽车制造的价值不可小视,“作为核心关键基础器件,随着电动化、智能化、共享化的发展,车用芯片数量越来越多,对汽车也越来越重要。而实现车规级芯片国产化,对于保障我国汽车产业供应链自主安全可控、推动汽车高质量安全发展具有十分重要的战略意义、现实意义、经济效益。”
 
据了解,车用芯片器件主要包含MCU(车用微控制器)、功率半导体(IGBT、MOSFET等)及传感器等;智能网联汽车用半导体器件还包含ADAS、COMS图像传感器、AI主控、激光雷达、MEMS等。
 
另据张旭明介绍,按照技术难度,一辆汽车上的芯片可分为控制芯片、专用芯片、通用芯片三大类,每类芯片难度各不相同:控制芯片主要用于零部件及整车MCU,技术门槛相对较高;专用芯片更多体现在功能性的需求上,如图像传感器、激光雷达等,有一定的技术门槛;通用芯片如存储芯片、电源芯片等,技术相对简单。
 
周期性问题可得到缓解
 
张旭明强调,在汽车领域,缺芯是全球性的问题,不止中国,大众、戴姆勒、福特、日产、丰田、本田等跨国车企,均面临因芯片短缺带来的减产及延长交付周期的问题。
 
与此同时,缺芯危机也冲击着上游供应链,恩智浦、瑞萨电子、意法半导体等芯片制造商近期也纷纷发布产品价格调涨通知,这也导致汽车制造商处境艰难,利润空间不断受到挤压。
 
张旭明进一步指出,目前全球范围内汽车芯片在半导体产业中的占比不足10%,且投入周期长、导入难度大,收益率较低,从半导体产业来看,对于加大汽车芯片生产的积极性并不太高。
 
例如,随着7nm、5nm等先进制程不断突破,汽车芯片所需的28nm~45nm等成熟产线在被不断缩减,这就导致汽车芯片高速增长的需求与缓慢增长的供给不匹配,从而出现紧缺现象。
 
另外,汽车芯片区别其他用途芯片,与消费类芯片相比,车用芯片拥有较高的温度适应、振动、冲击、可靠性等要求。目前产能受到影响最为显著的有12英寸厂的车用微控制器(MCU)与CMOS图像传感器(CIS),其中,28nm、45nm、65nm节点产能最为紧缺;8英寸厂集中在车用MEMS、分立器件、电源管理IC与显示器驱动IC,0.18um以上的节点产能也受到排挤。
 
谈及芯片供应是否影响到车企产销节奏时,张旭明坦言,芯片短缺对我国汽车市场确实带来了一定影响,但并不像外界报道的那么夸张。
 
“受芯片产能供应不足影响,今年前两个月国内车企产能减产了5%~8%;另由于芯片扩产周期较长以及对未来芯片预期不明晰等原因,导致汽车行业恐慌性囤货现象。”但总体来看,张旭明认为大部分企业仍可通过统一协调供应商的资源、调整不同车型的排产计划、协调生产计划和市场订单等手段,来缓解芯片短缺这一周期性问题。 
 
仍存在较大技术差距
 
近年来,我国在汽车IGBT、AI芯片、计算芯片、高精度传感器等产业链核心环节已涌现出一批自主企业,部分产品已取得突破,并得到了一定应用。但与进口芯片相比,自主芯片在功能、性能、可靠性等方面仍存在较大差距。
 
目前,在功率芯片方面,我国主流IGBT产品来自英飞凌,MOSFET产品则主要来自英飞凌和安森美。“国内企业如嘉兴斯达、比亚迪、中车时代等都已经量产车规级IGBT了,比亚迪IGBT芯片晶圆的产能更是达到5万片/月,预计2021年可达到10万片/月,一年可供应120万辆新能源车。”张旭明补充道。
 
在AI及计算芯片方面,地平线推出Matrix计算平台,搭载自研征程2.0芯片,已与长安、广汽等车企展开了量产合作;华为推出MDC系列解决方案,集成了自研的芯片与实时操作系统;芯驰科技则开发了多款应用于座舱、自动驾驶、车载高速网络等车规级芯片。
 
在雷达系统芯片方面,速腾聚创、禾赛科技、镭神智能、大疆等企业相继推出多款机械/半固态激光雷达产品,产品性能已接近国外产品;森思泰克、承泰科技等毫米波雷达企业产品也已搭载在红旗、东风等量产车型中;岸达科技、加特兰等企业则发布了车规级毫米波雷达芯片并取得了突破性进展。
 
但毫米波雷达收发、激光雷达收发等芯片仍需对性能、稳定性进行进一步验证,才可开展国产替代。可喜的是,我国目前对于系统级芯片、感知芯片、控制芯片、计算芯片、通讯芯片、存储芯片、安全芯片、功率半导体等车规级芯片领域已经涌现出一批企业,部分产品已进入小规模示范验证阶段。
 
例如,华为在信息与通信技术方面,打造了软硬一体的车控基础平台MDC,集成了自研的鲲鹏 CPU芯片、昇腾AI芯片、图像处理芯片等,并搭载自研系统软件模块,打造平台化系列产品,目前正处于产品量产验证阶段。
 
加强产业链协同合作
 
在商业化运作上,张旭明认为,本土汽车芯片制造商应当借助电动化与智能化的发展机遇,加强与汽车产业链各环节优势企业合作,通过联合选定标准、设定检测和技术路线,尽快开展器件/模块测试、系统搭载及整车平台验证的工作,以满足车规芯片的要求。
 
与此同时,政府还应该加强引导与支持,鼓励芯片上下游产业链打造产学研联合体,在芯片设计、制造、封装测试和应用等各环节打造协同创新的新生态。“应将我国的体制优势和市场优势协同起来,形成更有针对性的科技创新和产业链系统布局,以构建汽车芯片产业新生态。”对于中国汽车芯片市场的发展,张旭明给出了以下三条建议:
 
第一,要注重近期重点突破与远期研发布局相结合。对于芯片短缺的问题,不能一哄而上,需要科学布局。既要对近期可能断供的芯片围绕重点产品、重点环节开展重点突破;又要着眼于远期,系统谋划布局芯片全产业链。
 
第二,要注重国际合作与自主研发相结合。既需要开展芯片领域的自主创新,但由于芯片又是一个产业链(芯片设计、晶圆生产、芯片制造、检测认证、生产设备等)高度国际化的产业,又要加强国际合作,尤其是标准方面的国际化。
 
第三,要注重芯片产业生态链建设。芯片突破要进一步加强上下游产业链的协同合作与创新,汽车产业与芯片产业要紧密联合,有序攻克车规芯片设计、工艺封装、评测认证、集成应用、标准制定等关键核心共性技术。
 
2020年2月,《智能汽车创新发展战略》正式发布,提出要推进车载高精度传感器、车规级芯片、智能操作系统、车载智能终端、智能计算平台等产品研发与产业化,建设智能汽车关键零部件产业集群。同年11月,《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》正式发布,提出要实施新能源汽车基础技术提升工程,并将车规级芯片列为重点。
 
在张旭明眼中,芯片作为“卡脖子”技术,已经提到了国家战略层面,国家相关政府部门不仅高度重视,还召开了多次会议进行讨论:一方面寻求解决方案;另一方面也在加快布局中长期芯片研发规划。毕竟,芯片不仅涉及汽车领域,还涉及国民经济各个领域。
 
 
缺芯:供应链管理深水区
 
掌握芯片核心技术的目的是为了供应链上的相互成就。
 
文  AO记者  张静
 
在全球疫情持续肆虐、国际政治不断变数、汽车产业边界相继被打破的多重影响下,芯片断货为汽车行业带来哪些影响?汽车比消费电子更缺芯吗?汽车供应链应该如何布局才会更安全?核心技术究竟是用来合作的还是用来竞争的?
 
实际上,随着5G、芯片、AI、AR、VR的到来,新一轮科技革命最核心的不是硬件、也不是软件,而是万物互联,从而产生新的工业文明。在此背景下,汽车领域所有相关企业都已经认识到,供应链的快速反应才是最大迭代。因此,积极参与供应链生态建设是摆在汽车工业面前的全新课题。
 
 
缺芯关键在供应链管理
 
“对车企而言,芯片供应虽然紧张,但并没有网上传得那么严重,未来几个月会得到一定缓解。”哪吒汽车联合创始人、首席采购官彭庆丰认为,芯片危机其实是一个供应链的管理问题,而针对供应链方面的变革与调整已经在路上了,在这个过程当中,既有挑战也有机遇,大家可以上下合作、共克难关。
 
除供应链管理外,在疫情影响、消费旺盛、自动驾驶及智能座舱等智能化技术发展驱动下,势必会造成汽车芯片存在一部分缺口,这需要整个行业共同面对。为此,彭庆丰提出三点建议:第一,汽车行业需要加强与半导体行业的沟通和互动,及时调整现有产能和相应投资;第二,同行之间需要加强协作和沟通,尽最大努力调整产能的平衡性与协同性发展;第三,需要同客户进行多角度、多方案的沟通。
 
在彭庆丰眼中,核心技术作为企业综合竞争力的体现,在合作与竞争中发挥着非常重要的作用,因为这是产品交付质量最关键的基础,但不能说谁掌握了核心技术谁就掌握了合作筹码,应该说是掌握了一种开放合作的心态。
 
他具体解释道:对上游客户来讲,提供核心技术就是提供了性价比与服务体验;对下游客户来讲,提供核心技术就是相互成就与共同发展;对整个产业链来讲,核心技术需要大家在技术创新、技术合作、技术迭代方面共同努力,并形成良好的平台升级模式,因为核心技术的竞争能够直接促进行业的快速迭代,是产业进步一个非常重要的因素。
 
 
供应链强则终端强
 
最近一年,均联智行战略及新业务副总裁陆海涛实实在在地感受到了中国汽车工业的确处在百年难遇的大变革中,尤其从今年开始,可以很明显地感受到整个汽车供应链从追求量变到追求质变的转化。
 
“从商业本质来看,任何一个产品的竞争实际上都是整个供应链的竞争,供应链强则终端强。”陆海涛认为,“卡脖子”问题只是短时间内看到的一个现象,而掌握核心技术的根本原因和根本目的是为了相互成就,尤其是在供应链上的相互成就。
 
在此背景下,陆海涛总结了芯片断供的三方面原因:第一,需求交叉所致,从去年疫情暴发到今年全球第二波疫情持续发酵,消费电子需求在逐渐扩大,由于其芯片利润比汽车利润高一些,所以在产能不足的情况下,芯片制造商和代工厂自然会都把重心放在消费电子供应上。第二,在大量消费电子需求下,芯片制造商和代工厂把产能主要放在了12寸晶圆生产上,而汽车电子所需的晶圆大部分是8寸的,所以供需不足。第三,疫情蔓延时,全球汽车厂商对于未来销量的判断有所保留,给到上游供应商的订单趋于保守,这就导致去年第四季度汽车销量开始井喷时,整个供应链的产能无法及时跟上。
 
 
资源有限,合作无法回避
 
 “目前还看不到拐点,这是一个链,断了就接不上了。”在汽车行业工作了22年之久的上海海拉电子有限公司总经理Tomas Novak坦言,作为一家跨国汽车零部件供应商,海拉也因此受此影响,“通过我们的客户,可以间接感受到供应的瓶颈,许多汽车制造商不得不削减产量,导致我们某些区域的产品需求也受到了影响,海拉每天都在不遗余力地争取足够数量的控制和内存组件,但要想完全恢复仍需一些时日。”
 
眼下,海拉需要自我审视三个问题:第一,如何全面监控如此复杂的供应链,由于汽车产业供应链从下级供应商到终端用户,整个系统极其复杂,且非常精细,如何在早期就能识别到潜在的风险和事件并迅速作出反应十分关键。第二,如何更好地规划采购策略,即从哪些供应商获得原材料、是否有其他选择、是否需要增加库存等。第三,如何最大化地利用好现有资源,好在海拉照明业务本地化程度已经达到了90%,进一步缩短了供应链。
 
“移动出行领域正在经历史上最大变革,技术越来越复杂,创新周期越来越短,且不断有新的竞争对手进入,但大家的资源是有限的,凭一己之力无法面面俱到,所以企业间的合作无法回避。”Tomas Novak表示,海拉在汽车照明和特殊原配套业务领域拥有一定的市场地位,但还没有进军芯片领域的计划,所以相互合作十分必要。
 
早在30年前,海拉就采取了合作网络战略,无论是在全球范围内还是在中国市场,仍在从中受益。“竞争可以使供应商变得更强大、使客户受益更多,全球汽车供应链通过这次芯片危机会变得更具抵抗力。”Tomas Novak如是说。
 
 
从零到一再到世界级玩家
 
“目前来看,我国消费电子半导体落后欧美国家两代,汽车半导体尚且处于从零到一的阶段,基本上没有什么竞争力,所以还是要补供应链短板。”据一数科技汽车事业部总裁宁述勇分析,芯片断供的根本原因有两点:一是供应链管理问题,二是成本周期问题。
 
实际上,相比消费电子芯片,汽车芯片验证更为复杂、生命周期更长、对可靠性的要求更高、投入成本也更多,而汽车电子芯片落后于消费电子,说明其在算力上还有很大的提升空间。“这次芯片危机对中国来说是件好事,提醒我们要从低端制造向高端制造转型。”宁述勇相信,随着5G、物联网、AI等市场的发展,国产汽车芯片只要潜下心来攻克难关,一定会成为世界级的玩家。 
 
 
为顶层设计支“芯”招
 
如何扶持国产汽车芯片产业?如何让车用芯片自主可控?汽车大佬们争相献计。
 
文  AO记者  张静
 
芯片告急无疑给中国汽车行业敲响了警钟,毕竟只有4.5%的汽车半导体销售来自中国公司,37%在欧洲、30%在美国、25%在日本、3.5%在其他地区。显然,在全球芯片产业格局中,欧洲、美国、日本是芯片技术和产品的主导者,过去一年,其芯片企业已占据90%以上的市场份额。
 
长期以来,中国汽车行业对芯片进口严重依赖。虽然国内芯片产业也正在迎来新一轮增长,据工商登记信息显示,2020年我国已新增超5000家汽车芯片相关企业,比2019年上涨了187.4%,但市场份额仍低于5%。
 
伴随芯片短缺的“时间线”被逐渐拉长,要想在新能源和智能网联汽车领域实现真正的强大,繁荣的本土供应链是必要条件。为此,如何扶持汽车芯片产业、如何让车用芯片自主可控,成为今年全国两会期间汽车大佬们建言献策最集中的话题之一。
 
 
朱华荣:空白领域如何弥补?
 
长安汽车董事长朱华荣则建议在保证产业链稳定供应基础上,出台一些积极的政策来推动汽车芯片国产化,维护汽车供应链安全。首先,应设立汽车产业核心芯片及生产设备国产化重大专项,如设立芯片薄弱环节的重大科技专项,掌握EDA设计软件、生产设备(高端光刻机)等核心技术。
 
然后,强化激励政策,鼓励企业加大投入:支持芯片设计和制造企业,弥补空白芯片领域;推动和鼓励主机厂敢于试用或大规模应用国产汽车主芯片;支持主机厂在整车开发过程中与国内汽车芯片商及早开展汽车芯片定制化研发提升汽车芯片品质。
 
最后,引导建立良性、有活力的产业环境。比如在保障可靠安全的基础上给予适当的容忍度,适度放宽相关零部件的偶发故障召回惩罚;同时从国家和行业标准角度制定准入和技术门槛,确保半导体产品达标,让整车企业敢于使用国产化芯片。
 
 
陈虹:如何实现“三用”原则?
 
上汽集团董事长陈虹认为,国产车规级芯片目前依然存在整车应用规模小、车规认证周期长、技术附加价值低、上游产业依赖度高等问题。为此,他提出三方面建议:第一,建议加大对国产车规级芯片行业的扶持力度,如各级出台研发和产线投资补贴、首台/套应用补贴、降低企业投入和产品价格等,使整车和零部件企业“愿意用、敢于用、主动用”国产芯片。
 
第二,建议制定车规级芯片“两步走”的顶层设计路线,实现车规级芯片企业从外部到内部的动力转换:第一步由主机厂和系统供应商共同扶持重点芯片企业,帮助芯片企业首先解决技术门槛较低的车规级芯片国产化问题;第二步主要由芯片供应商推动,形成芯片供应商内生动力机制,解决技术门槛高的车规级芯片国产化问题。
 
第三,针对具体高技术门槛芯片成立重大联合攻关专项项目,集中力量支持技术路线明确但技术储备薄弱、应用前景广泛但前期投入巨大的项目,由政府或头部企业牵头需求端和供给端,分摊研发资金、共享专利,构建需求驱动的协同创新链。
 
 
曾庆洪:“上热下冷”现象如何解决?
 
“关键零部件是汽车之本,强国之本;关键零部件不强,整车不强,汽车更不强。芯片作为汽车的核心零部件,是实力提升的重中之重。” 在广汽集团董事长曾庆洪看来,虽然汽车半导体市场前景广阔,但仍存在很多问题:国内芯片投资不积极,存在“上热下冷”的现象;供应链投资保守,汽车芯片产能被挤占;供应链安全问题突出,市场乱象丛生;标准和验证体系缺乏,限制了汽车半导体及关键零部件产业发展等。
 
如何解决这些问题?曾庆洪主张坚持自主创新和开放合作两个不动摇,分别解决长期和短期问题:加大对汽车电子产业链的精准扶持,制定并落实汽车半导体及关键电子零部件的专项激励措施;加快国内车规半导体标准体系建设及汽车关键电子零部件产业路线图的实施;加强和完善汽车半导体行业的监管机制,优化营商环境,助力企业投资整合;加强基础民生领域的反垄断执法,引导平台企业等相关社会资本流转投入芯片及关键汽车电子零部件等需要长期投入的国家战略科技领域;加大国际间合作,探索合资合作或者深度战略合作的方式,进一步提升产业链国际竞争力。
 
 
尹同跃:国产化率目标何时明确?
 
另在奇瑞汽车董事长尹同跃看来,芯片产业是一个集技术、资本与人才为一体的产业生态。他建议制定国产车载芯片技术路线发展纲要,明确车载芯片国产化率发展目标,加大芯片产业链建设、重点扶持及知识产权保护力度;成立芯片创新发展平台,从标准、规范、人才、技术层面给予芯片行业、零部件行业与整车以支持;强化产业生态融合,在产业链生态上给与政策鼓励以及资金支持。
 
实际上,早在2020年,多部委就已在联合发布的《智能汽车创新发展战略》和国办印发的《新能源汽车产业发展规划》(2021-2035年)中明确提出要推进车规级芯片的研发与产业化,加快智能化系统推广应用和新能源汽车产业高质量发展。
 
在此背景下,上汽乘用车与地平线敲定了全面战略合作协议,双方将共同探索汽车智能化未来高等级自动驾驶芯片;长安汽车在其发布的全新序列“引力”首款车型UNI-T上搭载了中国首款车规级AI芯;广汽埃安AION V则率先搭载了华为海思巴龙5000 5G芯片;奇瑞汽车搭载自动驾驶中国芯的纯电SUV奇瑞蚂蚁也已上市。
 
一系列实实在在的落地举动加之此次汽车大佬们集体站在中国政治中心——全国两会现场直面问题、解决问题,无疑给外界释放出了一种强烈而积极的信号:汽车芯片这一“卡脖子”技术难题取得突破或许只是时间问题。 
 
 
地平线:汽车将是芯片最大需方
 
作为国内目前唯一一家实现汽车智能芯片前装量产的企业,地平线正在从垂直供应链关系向圆桌式协同产业生态迈进。
 
文  AO记者  张静
 
 
“芯片对汽车越来越重要了,未来,汽车会超过PC和手机,成为芯片企业最大的需求方。”回忆起最初创业的日子,地平线创始人兼CEO余凯曾用“一度难以为继”来形容;面对如今火爆的芯片需求,余凯又发出了“偶然的机会留给有准备的人”的感慨。
 
成立于2015年的地平线,只用了短短五年时间,就已成为全球继Mobileye、英伟达之后第三个实现前装量产的汽车AI芯片公司,同时也是中国唯一一家实现车规级人工智能芯片量产前装的企业。截至去年年底,地平线汽车智能芯片出货量已超过16万片。
 
这期间,地平线不断对其产品矩阵进行升级扩充:2019年推出中国首款车规级AI芯片征程2;2020年推出高效能汽车智能芯片征程3,现已开启量产进程;2021年即将推出AI算力高达96 TOPS、超越特斯拉FSD的征程5;未来还将推出性能更为强大的征程6。
 
 
截至目前,地平线已打造覆盖L2级~L4级智能驾驶多元化解决方案,可满足汽车行业最高安全级别ASIL D要求,并拥有高效能的汽车智能芯片、灵活易用的工具链、全面领先的产品方案、开放高效的端云一体量产数据和开发平台、极致的本土服务五大核心能力。
 
如果说芯片是智能汽车的数字发动机吗,那么,地平线就是中国汽车产业数字化变革的重要推动力量。 随着智能汽车时代的到来,各大车企都加速了对车规级AI芯片的需求,但今年一季度却有约100万辆汽车因缺芯而推迟交付。
 
面对缺芯局面,地平线首席生态官徐健认为,“芯片短缺是综合因素造成的,既有行业内因,也有其他外因,但根本原因还是汽车智能化在快速演进过程中所带来的对汽车底层创新能力的需求提升,从而对整个汽车产业重构产生重大影响。”
 
而在余凯眼中,今年以来爆发的芯片危机对地平线来说既是机遇也是挑战,因为任何一个企业都不可能孤立存在,都需要与产业链上的相关企业进行合作。在汽车产业链形态从链条式变成圆桌式的新形势下,作为“顶流”供应商,地平线更愿意做底层技术供应商,做智能汽车领域的“最大公约数”。
 
 
从链条式到圆桌式
 
现如今,地平线已建立起覆盖产业链上下游、Tier1、汽车应用等产业合作生态,除提供“芯片+算法+工具链”外,其成功之处还在于合作模式。“智能化转型为中国汽车产业带来全新发展机遇,整个产业链的传统边界正在被加速打破及深度融合,地平线作为全场景整车智能方案底层服务商,离不开产业链上下游合作伙伴的通力合作。”余凯如是说。
 
不难看出,地平线的商业模式大致有三种:一是纯芯片供应,这种模式和英伟达比较相似;二是系统级方案供应,这种模式和华为、Mobileye比较类似;三是开放合作,这个模式比较重要,一边可以为车企提供开发帮助,另一边还可以与Tier 1一起开发平台,共同打造生态圈。
 
 
由此可见,地平线的商业合作模式其实是一个非常开放的生态合作模式。比如其与长安汽车的合作模式就起到了很好的标杆效应。早在2018年,双方就成立了人工智能联合实验室;2020年,长安汽车UNI系列推出的首款车型UNI-T便搭载了地平线征程2芯片,自上市以来,累计销量已突破10万辆。
 
而作为长安汽车UNI系列推出的第二款车型,UNI-K同样搭载了地平线征程2芯片,充分显示了智能化功能对于产品竞争力起到了极大的提升作用。当看到这些智能汽车相继被市场认可后,多家主流车企都将地平线视为自己的座上宾,纷纷通过深度合作、联合研发、资本投入等多种途径与其捆绑在一起。
 
 
例如,与上汽乘用车合作,共同打造面向量产可落地的对标特斯拉FSD的下一代智驾域控制器和系统方案;与广汽研究院、广汽资本合作,联合发布广汽版征程3芯片;与上汽大通MAXUS智驾团队合作,深度开发全新一代蜘蛛智驾系统,具备独创的多模态控制算法,采用业内首创的TOF深度感知相机,打造业界首个“智驾管家”,全面攻克机械车位边缘检测与定位难题……这些案例均验证了地平线“算法+芯片+工具链”的路线优越性。
 
截至目前,地平线已合作过的主机厂包括上汽、广汽、长安、东风、江汽、一汽、比亚迪、吉利、奇瑞、长城、理想等,基本上涵盖了造车新势力、豪华车品牌、主流车企。与此同时,搭载地平线芯片的车型有长安UNI-T、长安UNI-K、奇瑞蚂蚁、广汽埃安AION Y、广汽传祺GS4 PLUS、理想ONE、智己汽车、岚图Free、江淮思皓QX、上汽大通MAXUS MIFA概念车等。
 
 
另外,地平线也正在积极开展与Tier 1的合作,目前合作方有大陆集团、佛吉亚、德赛西威、Freetech、SK Telecom、博世、英博超算、恒润科技、华阳、东软睿驰等。“地平线的定位就是以汽车智能芯片为核心底层技术能力,通过开放的商业模式,支撑产业链的合作伙伴做智能化创新。”余凯如是说。
 
其中,韦尔股份作为国内最大的半导体上市公司,旗下子公司豪威科技与日本索尼、韩国三星并称为全球领先的三大主要图像传感器供应商,其在CMOS图像传感器电路设计、封装、数字图像处理和配套软件领域拥有显著技术优势。
 
 
伴随汽车行业逐渐向ADAS、自动驾驶方向演进,汽车图像传感器作为必不可少的元件也正在成为汽车智能化发展趋势中新的重要增长点。而继去年与豪威科技在车载智能交互领域实现合作后,地平线还将于今年计划在智能驾驶领域展开更多战略合作。
 
此外,地平线还与大陆集团宣布共同成立智能驾驶合资公司,面向中国本土以及全球整车厂商客户提供高级驾驶员辅助系统(ADAS)和自动驾驶软硬件系统解决方案,地平线的征程系列车规级AI芯片和算法也将被整合到大陆集团多种ADAS产品中。
 
 
不止于做芯片
 
其实对于本土车企而言,相比Mobileye和英伟达,选择地平线无疑更有成本优势,而这并不是选择地平线的主要原因。不难看出,今年上海车展的最大亮点就是让智能汽车从小众走向大众,让汽车智能化从概念雏形走向具体落地。更有意思的是,芯片企业作为Tier 2不再只是供应AI芯片,而是利用自身打造芯片的优势向整体解决方案迈进。
 
不管是Mobileye还是英伟达,现如今都在走软硬件兼施的路线,而拥有这样能力的不止国外企业,地平线也能提供完整的智能汽车解决方案。随着智能化技术的不断提高,地平线对自身发展也有了新的思考,正在从面向车企供应单一芯片向整个智能驾驶领域赋能。
 
或许对于地平线而言,芯片只是打造汽车智能化的开端,而打造整个智能化生态链才是其终极目标。为此,地平线于上海车展期间发布了全场景整车智能方案,包括Horizon Matrix自动驾驶解决方案、Horizon Halo车载智能交互解决方案、车内外联动解决方案等。
 
 
值得一提的是,Horizon Matrix自动驾驶解决方案是首个基于国产AI芯片的量产ADAS方案,性能已经全面对标全球顶级水平;而车内外联动解决方案则融合了车外视觉感知、车内视觉感知、车内语音感知三重能力。
 
总而言之,面对不同客户需求,地平线“一揽子”方案更具灵活性,不仅定位清晰,而且性价比高、本土企业沟通成本低,这些优势都是车企很难拒绝的理由,就像电气化首选宁德时代合作一样,各大车企在争抢智能化赛道入场券时纷纷宣布与地平线结盟,甚至还有多家车企排队等着签约地平线。
 
 
得算力者得天下
 
“做芯片是长期主义的事情,急不得。”据余凯预测,车载AI芯片作为智能汽车的基石,未来将掀起一场残酷的淘汰赛,自动驾驶芯片领域的玩家数量会变得越来越少,可能只有第一名和第二名。
 
特斯拉超越丰田问鼎汽车行业市值冠军,折射出百年汽车行业已走到了历史性拐点——智能汽车时代正在加速到来。而处于人工智能、智能汽车、半导体三大战略性产业交汇点的车载AI芯片,不仅是决胜汽车智能化变革的关键,更是当代硬科技的制高点,战略意义和经济意义十分重大。
 
如果说电气化让诸多跨界企业有机会从汽车行业中分一杯羹,那么,高度智能化就是区别普通玩家和高阶玩家的分水岭。在追求汽车智能化的过程中,芯片和算法是决定产品竞争胜负的重要筹码,而这恰恰是地平线的长处。
 
当前,智能汽车发展的核心瓶颈就是算力不足,计算效率被视为汽车智能芯片的核心竞争力,强大的软件算法和芯片也将成为智能汽车保持竞争优势的关键要素之一。算力好比智能汽车的脑容量,自动驾驶每往上走一级,所需要的芯片算力就要翻一个数量级。
 
“未来的智能汽车就是一台四个轮子上的计算机,这就意味着汽车核心零部件体系将会产生颠覆式变革,其中,最核心的器件就是汽车智能芯片。而地平线在汽车智能芯片、人工智能、智能驾驶、智能座舱解决方案等领域拥有行业领先技术。”余凯如是说。
 
 
据悉,地平线征程2芯片可提供超过4 TOPS的等效算力,典型功耗仅2瓦;征程3芯片目前已通过AEC-Q100认证,不仅支持基于深度学习的图像检测、分类、像素级分割等功能,也可支持对H.264和H.265视频格式的高效编码;征程5芯片则具备96 TOPS的AI算力,典型功耗为20W,支持16路摄像头,性能超越特斯拉FSD,可满足汽车行业最高安全级别ASIL D要求。 
 
“电动车的卖点不是车而是智能。”在余凯看来,智能汽车是堪比计算机诞生级别的颠覆式创新,如同在PC、手机时代,真正支撑起行业发展的都是来自底层的半导体,但与PC、手机芯片固化格局不同,车载AI芯片正处于产业创新周期的起点,这对整个国内芯片行业来说都是一个巨大的机遇。
 
继PC和手机之后,智能汽车正在引领科技史上的第三次智能化浪潮,而车载AI芯片作为汽车智能化的核心以及汽车产业链上的旗舰物种,未来必定会涌现出像英特尔或高通这样的行业先行者,这一空前的时代机遇正是地平线为之努力的目标。 
 
 
黑芝麻智能:国产芯片能有多少机会?
 
在自动驾驶新赛道上,谁拥有高性能芯片,谁便掌握更多优势。
 
文  AO记者  李琳
 
根据《智能网联汽车技术路线图2.0》指示,到2025年,我国L2级/L3级自动驾驶汽车将占50%。可见,自动驾驶正在成为车企竞争的新赛道,在这一赛道上,谁拥有高性能的自动驾驶芯片,谁便掌握了更多优势。
 
眼下,全球缺芯的焦虑仍在持续。黑芝麻智能CMO杨宇欣对此表示:“虽然缺芯是全球性的普遍问题,但由于中国是世界上最快恢复生产和生活的国家,所以,旺盛的市场需求让国内汽车行业所面临的缺芯问题变得更加突出。”
 
从另外角度看,汽车产业缺芯现状,也给了国产车规级芯片发展的机会。除了综合实力较强的华为外,一批专注于自动驾驶芯片研发的初创企业正在崛起,黑芝麻智能便是其中的佼佼者。
 
 
不仅拼算力还要拼能效
 
对于自动驾驶芯片来说,算力和能效比是最主要的评价指标,高算力能够更快地完成AI计算。高能效比不仅能够为汽车节约大量的电力,还能产生更少的热能,有助于芯片模组的散热与高性能稳定运行。
 
在自动驾驶领域,英伟达和英特尔Mobileye是业内公认的两大芯片巨头。目前,英伟达的Orin芯片可达到200TOPS算力水平,但能效力比较低;英特尔Mobileye的EyeQ5虽然算力仅有24TOPS,但能效比达到了2TOPS/W,两者均可保证较高的自动驾驶能力。
近些年,国产AI芯片在算力和能效方面都有了一定的突破。黑芝麻智能就是凭借着较强的算力,成为国产芯片中的佼佼者。作为一家年轻的初创企业,成立于2016年的黑芝麻智能并没有像其他芯片企业一样多点开花,而是集中精力专注于视觉感知技术与自主IP芯片开发自动驾驶计算平台。
 
聚焦的发展模式让黑芝麻智能迅速收到了成果。成立五年来,黑芝麻智能共开发了两代三颗芯片:2019年8月,第一颗车规级智能芯片华山一号A500正式发布;2020年6月,华山二号A1000系列芯片正式发布。
 
“在国内市场,黑芝麻智能的性能是非常突出的,其算力和功耗均可与英伟达媲美。英伟达目前在市场上能拿到的Xavier芯片(英伟达量产芯片中算力最高的芯片之一)算力是30TOPS,我们的算力是40TOPS。”杨宇欣表示如是说。
 
基于华山二号A1000芯片,黑芝麻智能还打造了FAD全自动驾驶计算平台,不仅能提供多种智能驾驶解决方案,还拥有与英伟达一较高下的能力:单颗A1000L芯片适用于ADAS辅助驾驶、单颗A1000芯片适用于L2+自动驾驶、双A1000芯片互联方式支持L3级自动驾驶(算力达140TOPS)、四颗A1000芯片则可以支持L4甚至以上的自动驾驶需求。
 
 
不仅“看得清”还要“看得懂”
 
华山二号A1000芯片之所以能够保证高算力和高能效,源于黑芝麻智能自主开发的两大核心IP——NeuralIQ ISP图像信号处理器和深度神经网络算法平台DyanmAI NN引擎。谈到这两项核心IP,杨宇欣表示,NeuralIQ ISP图像信号处理器可以让汽车“看得清”,DynamAI NN引擎可以让汽车“看得懂”。
 
这两项核心IP也体现了黑芝麻智能的AI战略——基于图像和视觉感知技术,赋能自动驾驶汽车。据杨宇欣描述,黑芝麻智能成立之初是从从手机和消费电子芯片做起的,强项就是视觉技术的应用,由于看好国内智能汽车的发展势头,便从自身擅长的视觉技术入手,开始研发自动驾驶芯片。
 
其中,黑芝麻智能自研的NeuralIQ ISP图像信号处理器,能够让摄像头在超低光和大逆光场景下清晰成像,可以把采集出来的每帧图像、每个像素处理得足够清楚,保证了搭载黑芝麻智能芯片的汽车可以“看得清”。通过NeuralIQ ISP图像信号处理器处理后的图片会传递到深度神经网络算法平台DyanmAI NN引擎上,先将收集的新数据信息与计算平台存储的数据进行对比,再进行推理和决策,预测出周围环境可能会发生的变化,这就保证了汽车“看得懂”。
 
 
装车才是真正考验的开始
 
2021年对于黑芝麻智能来说是非常特殊的一年,因为年内将要完成量产装车。“芯片量产装车是我们实现产业化过程中最重要的一步,一个芯片从研发到验证再到量产是一个漫长的过程。只有当芯片真正装车且安全可靠的运行,才能代表着一个芯片的真正成功。”杨宇欣如是说。
 
自动驾驶芯片属于车身控制芯片,跟用户的生命安全密切相关,因而自动驾驶芯片的性能比普通车规级芯片性能要求更为严格。在计算平台安全性方面,华山二号A1000芯片本身就进行了独立车规级安全岛设计,完全可以满足ASIL B/D以及CC EAL5+的车规级安全认证要求。
 
据悉,华山二号A1000从设计之初就坚定朝着车规级的目标迈进,产品符合AEC-Q100可靠性和耐久性Grade 2标准,芯片整体已达到了ISO 26262功能安全ASIL-B级别,芯片内部还有满足ASIL-D级别的安全岛,整个芯片系统的功能安全等级为ASIL-D。
为了推进自家产品的商业化进程,黑芝麻智能从很早就已与各大企业在L2/3级ADAS和自动驾驶感知系统解决方案上展开商业合作。截至目前,与黑芝麻智能展开合作的车企有一汽、蔚来、上汽、比亚迪等。
 
 
虽然商业化进程在不断推进,但在杨宇欣看来,黑芝麻智能未来发展依然面对两个方面挑战:一是要不断突破自己的技术瓶颈,实现技术的迭代;二是要在客户产品的交付上,不断提升产品的安全性与可靠性。
 
值得注意的是,虽然投身自主芯片研发的企业在不断增多,但国产车规级芯片发展依然面临许多棘手问题。杨宇欣认为,中国车规级芯片产业还处于发展初期,产业成长需要很长的时间积累,只有解决好人才问题、技术问题、专利问题,才能取得长远发展。
 
与此同时,除取得技术突破外,国内芯片产业供应链也亟待补全,因为中国车规级芯片要想实现产业化落地,就需要多方努力共同推进。“目前来看,国内车规级芯片企业大多为初创企业,产品尚未得到市场的充分验证。要想解决这个问题,既需要国产车规级芯片企业提升自己产品的安全性与可靠性,也需要市场提供更多的机会来验证和促进其成长。”杨宇欣补充道。
虽然国产车规级芯片实现产业化落地依然面临重重挑战,但杨宇欣认为,在相关政策支持下、在汽车自主供应链体系发展下、在国产芯片企业不断努力下,自动驾驶车规级芯片国产化的道路依然充满光明和希望。 
 
 
博世:汽车为何需要专供芯片?
 
代工模式无法从根本上解决汽车行业缺芯难题。
 
文  AO记者  张静  谭晶宝
 
近期,一篇名为《写给处于压力之下的汽车行业高管的一封信》的文章在朋友圈热传,《汽车观察》发现了博世(中国)投资有限公司总裁陈玉东在文章下的留言:目前来看,5月份汽车行业供不应求,生产负增长不可避免,主要是对不起汽车业内的各位兄弟姐妹,我尽力了。
 
陈玉东为何作此评论?原来都是缺芯惹的祸。文章中提到,全球芯片供应日趋紧张,很多车企被逼减产或停产,有的车企甚至损失上百亿元,“给我分配点芯片吧”成为各车企老板内心OS;而芯片供应商老板的内心OS则是:我理解他们的着急,但我的压力也很大,每天都被不同品牌的汽车厂商约谈何时供应芯片,但芯片生产赶不出来我也没办法……由此可见,缺芯问题已经十分严重,就连陈玉东也不得不发出上述感慨。
 
实际上,自今年一季度起,博世在半导体领域就以动作频频:3月8日,博世德累斯顿晶圆厂宣布首批硅晶圆下线,6月正式投入运营,主攻车用芯片制造;3月9日,博世宣布旗下罗伯特·博世创业投资公司已完成对基本半导体(碳化硅功率器件提供商)的投资,重点用于推进车规级碳化硅产品的研发、制造及规模化应用;3月12日,博世宣布与特殊工艺半导体制造商GlobalFoundries合作,共同为自动驾驶汽车研发和生产高频雷达芯片,并将于今年下半年交付。
 
一系列动作可以看出,博世在车用芯片领域通过合作、投资、自建工厂三种不同的方式进行着自己的布局。那么,博世为何要大手笔扩大芯片产能,为汽车行业建立专属的芯片工厂呢?或许从最近几个月发生的事情中就可以找到答案,从最初的芯片短缺导致整车企业停产,到后来的日本地震进一步加剧芯片短缺,再到美国暴雪停电导致芯片停产,芯片已成为今年汽车圈最大的“芯”问题。
 
“缺芯是全球性问题,不是中国单一市场的问题。陈玉东表示,大众、通用、福特、本田、丰田等国际车企也都面临着同样的问题,所以,缺芯不是某一家车企、某一个国家的事情,而是全球汽车产业需要共同要解决的瓶颈。
为了克服芯片供应问题,不少车企已经提前做好了长期缺芯的准备,并采取了优先保证销量高、利润高的主力车型的供需策略;部分芯片供应商也开始陆续通过提高芯片售价的方式来调节供需结构,恩智浦、瑞萨等都相继发布了涨价通知;而部分零部件巨头则开始考虑提升内部晶圆制造能力,降低对外部代工厂的依赖。 
 
 
为何“抛弃”汽车客户?
 
一时间,“汽车产业必须要建立自己的芯片产业供应链”的呼声起此彼伏,众多主机厂和供应商纷纷宣布要研发自己的自动驾驶芯片,但却无一例外地采用了无晶圆代工厂的运作模式,在这种运营模式下,芯片的生产与制造环节则变得更加依赖于代工厂了。
 
但是,采用代工模式是无法从根本上解决汽车行业缺芯“卡脖子”难题的,因为这些代工厂主要以消费电子客户为主,在技术应用和产线规划上也均偏向于消费电子芯片。以世界上最大的芯片代工厂台积电为例,2020年汽车芯片仅占台积电总销售量的3%,远远落后于智能手机芯片48%、高性能计算芯片33%的比例。
 
究其原因,消费电子芯片与汽车芯片存在很大区别。消费电子芯片在开发阶段追求唯快不破、更新换代速度更快、制程更先进、利润更高;而汽车芯片大部分用于底盘、安全、车灯控制等低算力领域,不用过于追求先进的制程工艺,所以毛利率更低。这对于产能有限的代工厂来说,当然更愿意选择生产利润更高的消费电子芯片了。
 
更重要的是,汽车芯片的技术水平虽然不高,但对其可靠性、安全性、长效性的要求却极高,毕竟对车企来说,任何不良都有可能导致严重的交通事故。据悉,消费电子芯片的不良率要求只需满足200ppm(万分之二),而汽车芯片的要求是1ppm(百万分之一);另在使用寿命要求上,消费电子芯片要求的使用寿命是10年,而汽车芯片的要求是20年。
 
例如,手机芯片基本每年一更新,一款芯片只要能满足两三年内的软件系统性能需求即可;但由于汽车开发周期较长,一款新车从开发到上市至少需要两年以上的时间,使用周期更是长达十年以上,这无疑对芯片设计的前瞻性提出了更高要求。
综上所述,为车企制造芯片显然是一件费力不讨好的事情,一旦芯片供应紧张,代工厂肯定会“抛弃”汽车客户。
 
 
供应链边界正被打破
 
“此次芯片危机确实影响很大,几乎每个主机厂都多多少少受到了冲击,甚至有的主机厂已经不考虑成本问题了,只要能供上货就行。”陈玉东表示,通过此次芯片危机可以从中看出两个重要性来。
 
第一,显示出了从事属地化生产的重要性,缺芯首先体现在产能问题和运营问题上,怎样才能更好地服务客户是作为一级供应商、二级供应商、三级供应商的永恒话题;第二,显示出了半导体行业与汽车行业协同发展的重要性,供应链的竞争不光体现在成本上,还要体现在服务上,因此,强化属地化生产与协调发展十分必要。
 
众所周知,芯片作为车企采购周期最长的关键部件,往往需要提前半年甚至一年时间下发订单,如此长的供货周期无疑让车企承受了巨大的不确定性。而对于博世这样的一级供应商来说,更是无时不刻不面临着芯片供应的问题。所以,自建晶圆工厂既是出于对供应安全的考量,也是对其产品功能性的保障。
 
“博世从来不敢卡任何人的脖子,也绝对不能卡别人的脖子,别人不卡我们的脖子就已经很好了。在汽车行业,还没有任何一个产品是由一家企业完全垄断的,大家都是相互协作的模式。”陈玉东坦言,在向智能化、电气化、网联化转型过程中,汽车供应链边界正在被打破,商业边界也在打破,而重塑供应链就是要做互相渗透,做你中有我、我中有你。
 
或许是由于博世在汽车领域的成绩过于闪耀,其在半导体领域的地位一直被忽视。实际上,作为全球最大的汽车零部件供应商,博世在半导体领域的投入已超过50年。据StrategyAnalytics调查数据显示:2019年博世在全球汽车传感器市场位居首位,占据14.1%的市场份额;在功率半导体市场排名第三,市场份额占比9.1%。
 
“博世现在不会、未来也不会造车,坚定不移做好供应商的角色、服务好客户才是最重要的。”陈玉东强调,造芯是一个长跑项目,不是短跑,“我不认为掌握核心技术是寻求合作的筹码和武器,而是一种大家能够互动成就的基础。”
 
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