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九成中国汽车芯片靠进口 专家:缺芯少魂

硅基芯片及电路板示意图。(Shutterstock)

【大澳门威尼斯人赌场官网2024年10月14日讯】(大澳门威尼斯人赌场官网记者杨旭综合报导)2023年中国汽车产量超过3000万辆,但汽车芯片却极度依赖进口。多个消息源的数据表明,汽车芯片超过90%依靠进口。原工信部部长苗圩表示,中国电动汽车“缺芯少魂”,企业“只会叫唤”。此外,国内专家表示, 国产汽车芯片存在“伪空包”现象。

鉴于中国芯片产业普遍存在的“卡脖子”问题,以及汽车芯片自身的特点,有分析指出,“缺芯”是未来中国汽车业很难迈过的一道坎。

芯片是中国汽车业的短板和软肋

工信部电子五所元器件与材料研究院副院长罗道军说,“(中国)车规级芯片目前自给的占比不到10%,是结构性的短缺。”这是他在今年7月的中国汽车论坛上公开讲的。

工信部原部长苗圩则说,芯片是中国汽车业的短板和弱项。

他2022年3月在第八届中国电动汽车百人会论坛上说,“车规级芯片和操作系统都是我们的短板弱项,存在缺芯少魂的情况”,“国内的汽车厂商并没有真正采取行动,只会在那叫唤。”

苗圩曾任机械工业部汽车工业司副司长,东风汽车公司总经理,工业信息化部部长、副部长等职,是汽车专业科班出身,是中国汽车业界权威人士。

车规级芯片(Automotive Grade Chip)是指相较于消费级、工业级芯片,具有高可靠性、高安全性、高稳定性特点,要求零缺陷且可长期供货(一般10~15年供货周期),并且要达到全球汽车界AEC(Automotive Electronics Council,汽车电子委员会)规范要求的芯片。业界通常所说的汽车芯片就是车规级芯片,但中国电动汽车也有用消费级芯片的例子。

中共国务院发展研究中心市场经济研究所2023年提供的数据则更为具体。

中国汽车芯片对外依存度高达95%,其中计算和控制类芯片为99%,功率和存储芯片为92%。(延伸阅读:中国制DUV被称可制8奈米芯片遭打脸

罗道军:中国车规级芯片存在“伪空包”问题

尽管国产汽车芯片占有国内汽车市场不到10%的份额,但业内专家披露的内幕表明,国产汽车芯片存在弄虚作假问题,性能指标距离国外产品差距很大。

罗道军在今年7月份举行的“2024中国汽车论坛”上提到了国产车规级芯片和国外的差距,以及国产芯片的“伪空包”现象。

他说,“‘伪’就是假的,表面打个标签或者是标签磨掉,然后芯片国外弄完回来包装一下,包装国产化。‘空’就是没有自己知识产权的,产权都是别人的。”

罗道军所在的工信部电子五所元器件与材料研究院,同时也是“中国电子产品可靠性与环境试验研究所”。该所拥有国家级汽车电子测试中心,国家集成电路测试中心,以及国际电工委员会的中国代表机构。是车规级芯片领域权威机构。

罗道军指出,从工作数据积累来看,国产车规级芯片质量一致性、工艺稳定性、工艺适应性以及可靠性方面,和国外几十年积累的汽车芯片公司相比还有比较大的差距。

他说,“不好用因为固有风险大、多,存在批次性的风险,用不好是应用的支撑数据少,应用履历少,不敢用是不知道风险在哪里。”

“我们有到2022年近十年的国产芯片测试数据,包括GPU,CPU各种类型的芯片都在我们那里测,实际上合格率不是特别高。”

中国汽车芯片厂商在全球市场市占率相当低

根据咨询公司Semiconductor Intelligence今年7月的数据,2023年全球汽车半导体市场规模为670亿美元,较2022年增长12%,前12家企业市占率77%,包括瑞萨、恩智浦、英飞凌、德州仪器、微芯、意法半导体等,但无一中国厂商。这意味着,包括中国在内的全球其它厂商,合计市占率仅为23%。

粤芯半导体战略产品与市场副总裁赵斌认为,中国电动汽车最大的问题是,Tier2部分被国外公司垄断。

他2023年11月表示,“整个产业最大的一个痛点,就是车载半导体Tier2部分被国外公司垄断。Tier2前五名的国外公司,市占率为50%左右,前十名为70%。即便国内做的最好的功率半导体(厂商),还不到10%的占有率。”

在汽车行业中,供应链被划分为两个层级,即tier1和tier2。tier1是指直接为汽车制造商提供零部件的供应商,而tier2则是指为tier1提供零部件的供应商。

从智驾芯片2023年中国市场出货量看,前两名是特斯拉和英伟达,合计占比已超过70%。(延伸阅读:华为昇腾芯片和英伟达差多远 专家解析

盖世汽车研究院的数据显示,特斯拉的FSD芯片第一,出货量约120.8万颗,占比37%;英伟达的Orin-X芯片第二,出货量为109.5万颗,占比为33.5%;中国企业地平线的征程5芯片第三,出货量为20万颗,市占率6.1%。

“缺芯”是中国汽车业很难迈过的一道坎

《新民周刊》2023年4月题为电车核心技术突破仍需“攻关”的文章指出,已经困扰中国汽车产业很久的“缺芯”问题,在未来仍是很难迈过去的一道坎儿。

在2023年全球新能源与智能汽车供应链创新大会上,清华大学计算机科学与技术系教授李兆麟指出,中国车规级芯片制造存在难以逾越的障碍。

他说,中国在芯片设计必备工具EDA(Electronic Design Automation,中文:电子设计自动化)软件和IP核方面(Semiconductor Intellectual Property Core,中文:知识产权核),对外依赖性太高。目前,95%的IP核被美国和欧洲企业掌控,96%的EDA相关知识产权由美国公司掌控。

EDA指电子设计自动化,是利用计算机辅助设计软件,来完成芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计方式。IP核将一些在数字电路中常用,但比较复杂的功能块设计成可修改参数的模块,能避免重复劳动,大大减轻工程师的负担。

车规级芯片决定中国未来汽车走向 成本或超电池

国创中心主任、总经理原诚寅指出,“车规级芯片作为汽车产业核心关键零部件,决定着中国未来汽车市场的走向。”

在电动化、智能化、网联化的发展趋势下,汽车的架构集成度、功能复杂度不断提高,车规级芯片将向多功能集成、高算力及超低功耗方向发展,且使用数量也会随之增加。

按照业界统计,电动智能汽车的单车芯片数量已从燃油车的300~500颗增至1000多颗,预计L4级自动驾驶汽车单车使用量将超3000颗芯片。

根据《汽车芯片产业发展报告(2023)》,当车辆达到L3级、L4/L5级自动驾驶时,因算力、传感器和控制这三类芯片将额外增加630美元、1000美元。

根据智能化程度的不同,自动驾驶被分为l1到l5共5个等级:l1指辅助驾驶,l2指部分自动驾驶,l3指有条件自动驾驶,l4指高度自动驾驶,l5指完全自动驾驶,即真正的无人驾驶。

赛力斯汽车平台技术体系总裁何浩认为,芯片可能会成为电动汽车的最大成本。

他表示,2019年芯片占整车成本的占比大约只有4%,到2023这一比例已经迅速提升至20%以上。再加上最近动力电池价格一直在下跌……照这个趋势下去,搞不好芯片的成本占比会超过动力电池,成为整车中最烧钱的部分。

上述报告的数据还显示,2022年中国汽车芯片市场规模为167亿美元,预计到2030年将达到290亿美元,年需求量将超过450亿颗。

美国会放过中国汽车芯片吗? 中共提出国标规划

新能源电机、电池、电控“三电系统”所需车规级芯片为新能源汽车特有需求,其它娱乐、车身系统、信息网联等功能在传统燃油车和新能源汽车均存在需求。

全球汽车业界公认的两个标准是:ISO26262 ASIL和 AEC-Q100。

AEC-Q100是车规级元器件的通用测试标准。ASIL等级定义了对汽车系统安全性的要求,共分为 A,B,C,D四个等级,严格程度依次递增。

中共也计划制定中国的汽车芯片行业标准。

今年初,中共工信部印发《国家汽车芯片标准体系建设指南》提出,到2025年制定30项以上汽车芯片自主技术标准,到2030年扩大至70种以上。

《日经亚洲》2024年5月援引知情人士的消息称,中国工业和信息化部已要求上汽集团、比亚迪、东风汽车、广汽汽车和一汽集团等汽车制造商,2025年汽车相关芯片的本地采购比例提高到20%或25%。

ISO26262 ASIL全称是《道路车辆功能安全》,是一项有关汽车电气和电子系统功能安全的国际标准。于2011年由国际标准化组织(ISO)进行定义。

AEC-Q100是业内公认的车规级元器件通用测试标准。

该标准由AEC(Automotive Electronics Council)——汽车电子委员会制定发布。该委员会由美国三大汽车公司(Chrysler/Ford/GM)联合发起,并于1994年创立,会员分布于全球车厂、汽车电子模组厂和元器件厂商。

国内车规级芯片中,MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)、CIS(Corporate Identity System)、显示驱动IC,MEMS(Microelectro Mechanical Systems,微机电系统)传感器等主要选用成熟制程(28nm以上),与消费电子等产品选用的工艺制程重叠度较高。

AI芯片、SoC(System on Chip,系统级芯片)、GPU(Graphic Processing Unit,图形处理器)选用先进制程(28nm以下)。

汽车芯片与尖端芯片相比线宽较宽,因此未成为美国出口管制对象。但是,随着美中对抗升级,美国封堵中国车规级芯片技术也完全有可能。

造一颗车规级芯片到底有多难?需突破三大技术关卡

车规级芯片的高标准、严要求、长周期,将入行门槛一再拔高。这直接导致了只有综合能力或垂直整合能力非常强,并能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。

成本是车规级芯片绕不过去的关。

芯擎科技创始人、CEO汪凯2023年12月表示,做车规级芯片不是一朝一夕,是一个长周期的活动,从定义、设计、流量到量产等需要三五年时间,这还是速度快的情况下。

他透露,一颗芯片,真正要达到回本,没有几百万颗肯定做不到。

黑芝麻智能产品市场总监王治中告诉《出行百人会/AutocarMax》则说,车规级芯片光测试费用就是消费类芯片的五倍左右。车规级芯片的模拟老化通常要10~15年,消费类的芯片3年就已经是业界良心了。

造一颗车规级芯片到底有多难?

企鹅号-阿宝说车2023年12月的文章谈到,造车规级芯片需要突破三大技术关卡。

他调侃说,如果说消费级芯片追求的是“天下武功唯快不破”的性能和功耗极致;那么车规级芯片就是“稳定压倒一切”,其更像是“金钟罩铁布衫”这般可靠性与安全性兼具的内功。

第一关是“环境关”。相比于手机、电脑等消费类产品,汽车的工作环境更为恶劣,甚至可以说恶劣百倍也不为过。车规级芯片需要遭受更多的震动和冲击,面对液体和粉尘的侵蚀也会更多,温度条件也更为极端。一般来说,车规级芯片要承受的温度范围在-40°C~150°C之间,而消费级芯片只需满足0°C~70°C的工作环境即可。

第二关是“寿命关”。普通消费电子产品的整个生命周期不会超过5年,而对于汽车级产品来说,整个车辆的生命周期通常在10年到15年,20万公里左右,远大于消费类电子产品的寿命周期。

王治中说,车规级芯片故障率要求是PPM(百万分之一)~PPB(十亿分之一)~0。

第三关也是最重要的一关“安全关”。手机死机,最多也就处于失联状态。但如果车辆行驶状态下芯片突然崩了,对消费者来说可能就是致命的。◇

责任编辑:孙芸#

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