车规级芯片距完全自主还有多远?
03.
内患:难形成规模效应
我国汽车芯片产业发展到了哪个阶段?
自芯片短缺、美国发布限令后,中国芯片产业被倒逼着高速发展。“中国制造正在由低端转向高端发展。”董扬认为,这是芯片产业发展不同阶段造成的影响。
“目前,大部分企业高制程的制造端受到技术限制;28nm以上的成熟制成芯片,国内芯片设计公司都能做,但他们没有足够的产能来形成利润。”陶冶表示。
董扬则认为:“汽车身上搭载的并不都是车规级芯片。受芯片短缺影响,有些车企拿不到车规级芯片,就用工业级芯片代替,这不能用对错去评判。”
▲中国电动车百人会副理事长董扬
有专家表示,车规级和消费级、工业级芯片的区别主要体现在4个方面:
一是DPPM(每百万缺陷机会中的不良品数)。消费级小于500个,车规级要求0~10个,工业级则介于两者之间。
二是寿命。消费级是3~5年,工业级要求10年,车规级则要求15年。
三是可靠性。消费级和工业级芯片认证标准是JESD47,车规级芯片是AEC_Q系列。
四是温度范围。消费级芯片要求-20~70℃,工业级芯片要求-40~85℃,车规级芯片要求-40~150℃。
在先进制成领域,我国芯片企业对进口装备较为依赖。百人会副理事长兼秘书长张永伟曾表示,在汽车芯片价值链中,制造设备和封测设备占比约为16%,主要分布在欧美日,核心半导体设备是我国汽车芯片产业链的短板之一。
盖世汽车研究院报告显示,在芯片中下游的芯片设计、芯片制造、封装测试、系统集成环节,中国企业对海外的依赖性相对不强,但是上游的EDA、核心IP、晶圆制造是卡脖子的核心技术所在。
在冯兴亚今年递交的两会提案中,有一段话可总结我国芯片产业的现状和问题:算力和稳定性高的车规级芯片的国产化率仍较低,芯片产业链发展结构失衡,国产化应用体量不足、拉动效应不高,国产芯片的整体配套保障仍有待提升,标准体系仍需完善。
“不怕美国全面禁止芯片出口,就怕只禁止芯片制造设备出口。”一接近芯片企业的人士表示,“不过,我们的发展速度也很快。目前国产arfi产线已经在跑测试,预计几年后成熟。euv产线还处于子系统研发阶段,估计2035年才能出现原型机。”
04.
加快发展
形势不乐观,中国车企和芯片制造商以及行业协会该如何携手共渡难关?
董扬认为需要从3个方向去努力:
首先是加强技术攻关。中国要加强和芯片有关的基础学科研究、技术人才教育、基础学科建设工作。
其次,建设芯片发展生态,包括建立国内汽车芯片标准体系、检测体系,建立健全相关服务机构。
最后,软硬件设计者、制造者、应用者等产业链上下游加强合作,形成虚拟的垂直整合制造(IDM)模式。
资料显示,目前芯片行业有3种运作模式,即IDM、Fabless和Foundry。IDM集设计、制造、封装、测试于一身。虚拟IDM模式指无需自身组织晶圆制造等生产加工环节,企业可专注于集成电路设计与销售环节,自身运行更加轻便灵活,降低集成电路设计企业的初始进入成本。
高翔建议,国内车企首先要给国产芯片企业机会,使其对产品、技术不断改进和加强;同时,国内车企还需牵头,在全产业链协同助力下,提升芯片的能力。最后,还需车企间协同发展,比如对某款芯片制定统一标准,进而提升该款芯片规模,通过规模化来解决成本问题。
这与部分专家的建议不谋而合。有专家希望,中国汽车企业能进一步担起主导责任,结合实际,对各类车用芯片的品种、数量、发展趋势等“心中有数”,与供应商建立长期战略合作关系。
“从行业特点来看,芯片产业对规模化要求很高,而汽车芯片相对消费芯片,需求量至少低一个数量级,而且车企需要芯片供应商长期稳定的供应,未来国内自主芯片产业也会逐步趋于集中,慢慢出现巨头芯片企业。”高翔认为,这和动力电池行业发展模式类似,企业需要强强联合,形成头部效应后,才有打进国际主流市场的可能。
目前,国内车企正在与国内芯片制造企业加深联系。2月24日,地平线与北汽集团达成战略合作,基于全系列征程芯片,北汽集团将实现旗下多个自主品牌智能化产品的研发和应用,首款量产合作车型预计今年落地。
冯兴亚此前表示,广汽集团作为整车企业,也应该关注零部件产业,为其健康可持续发展作出努力。一方面购买更多国产芯片,鼓励芯片企业加强研发生产。另一方面,广汽集团内部增加对芯片企业的投资,帮助他们发展。
在汽车芯片方面,百人会成立了一个半导体合作平台,已发展近两年。其发力点是拉通主流车企、Tier 1企业、芯片设计公司、晶圆厂、封测厂等,各链条龙头企业提出需求和痛点,大家一起探讨解决。若探讨形成共同建议,由百人会向政府传达。
发展至今,中国车规级芯片已完成从无到有的蜕变,下一步目标是从有到好。
自主之路道阻且长,行则将至,同志仍需努力。
原文标题 : 车规级芯片距完全自主还有多远
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