芯片自由:把关键技术掌握在自己手中

当前全球汽车产业正处于向智能汽车转型的关键赛点,“缺芯少魂”的现实情况成为制约我国汽车产业转型的重要卡口。如何破解芯难题,弱化芯片进口高度依赖症?如何发挥中国的优势资源,形成跨产业、跨行业的联动发展?找寻中国车规级芯片自主创新出路,增强国内汽车芯片产业链供应链自主可控能力,成为2021中国汽车论坛——汽车“芯荒”与中国对策主题论坛讨论和解决的内容。

工业和信息化部电子信息司副司长董小平、汽车评价研究院院长李庆文、中国汽车工业协会总工程师兼副秘书长叶盛基、中国半导体行业协会执行秘书长靳阳葆、中国电子商会自主创新与安全技术委员会理事长冯燕春、国家新能源汽车技术创新中心总经理兼中国汽车芯片产业创新战略联盟秘书长原诚寅、中金资本运营有限公司执行总经理徐萌萌、紫光国微副总裁苏琳琳、中汽创智科技有限公司CTO周剑光、智新科技股份有限公司CTO周海鹰、盖斯特管理咨询有限责任公司副董事长何伟、深圳市航盛汽车科技有限公司CTO尹玉涛、地平线生态发展与战略规划副总裁李星宇、黑芝麻智能科技产品总监武钰等政府、行业、企业代表参加了本次论坛。中国汽车工业协会副秘书长罗军民主持了本场论坛。
芯片自由已然迫不及待
电子信息制造业和汽车制造业,是我国经济发展的第一大和第二大支柱产业,营业收入最高,工业增长贡献率最大。在电动化、网联化、智能化的发展趋势下,汽车正从单纯的交通工具向移动智能终端、储能空间和数字空间转变,对半导体的性能要求和市场需求持续提高,而车用半导体成为连接两大产业的战略支点。
数据显示,全球半导体市场价值在2019年达到4123亿美元,其中汽车半导体市场价值在410亿美元左右,约占半导体市场10%。汽车半导体市场价值预计2022年有望达到651亿美元,占比有望达到12%,并成为半导体细分领域中增速最快的部分。中国半导体市场占全球三分之一,自给率只占15%,汽车芯片自给率更是不足5%。
董小平指出,在汽车行业和半导体产业共同努力和持续推动下,国内车用半导体技术得到迅速发展,但是整体来看国内半导体企业对于汽车市场需求理解不深,技术积累不够、产品开发经验不足、应用推广不畅和供给能力不佳的问题依然存在。所以,当全球汽车芯片出现波动时,很容易造成国内汽车产业因芯片而“卡脖子”的问题。
自去年四季度以来,全球各行业均面临半导体供应紧缺状况,汽车行业尤为严重。尹玉涛介绍到,这次的“芯荒”对航盛电子的直接影响主要表现在三个方面:第一要面对供应商的断供压力;二是要面临整车厂以及客户保供的压力;三是要面成本增加压力,包括时间成本、价格、运营成本等。
而对于整车企业来讲,汽车芯荒给车企带来巨大压力,同时也带来巨大动力。周海鹰表示东风汽车在此次“芯荒”里受到不小的波及,保障芯片安全,核心就是实现汽车芯片的国产化替代。作为央企,东风汽车有责任以投资、合资的方式参与到汽车芯片的国产化生产中,也乐于与其他车企和芯片企业合作,共同推动芯片的自主化研发。
叶盛基总结此次“芯荒”主要有四个主要原因:一是芯片供应不足,主要表现在晶圆产能不足、代理商囤货、不可抗因素造成芯片厂停产、美国对华制裁四个方面;二是芯片需求大幅提升,表现在汽车对芯片的需求大涨、其他行业对芯片的需求亦有所增长两方面;三是疫情造成芯片配套需求信息错位、不对等;四是半导体生产周期和汽车准时化要求高的矛盾,加剧了信息错配。
目前,国内汽车芯片严重依赖国际大型零部件集团。尽快实现芯片的自主可控,是市场经济的召唤,也是汽车及半导体行业的集体诉求。
会上,冯燕春从自主创新和安全两个角度,对“芯荒”问题进行了详细解读。她表示,自主可控生态是应对“缺芯”的基本保障,增强国内汽车芯片产业链供应链自主可控能力,是解决汽车芯片卡脖子问题的当务之急,而自主创新不是为了封闭自己,中国企业应该跟具有善意的国际伙伴合作共赢。开放和融合始终是发展的主旋律。
原诚寅认为,汽车芯片产业链的供应安全不能简单的依靠国际企业,更需要按照自主可控的思路,将核心技术掌握在自己手里,部分技术跟可以信赖的合作伙伴共享共用,这样产业发展才能有稳定的保障。
周剑光表示芯片之痛有两方面:一是主机厂拎着包拿着钱坐在供应商前面确保芯片的“保供”,这种是短痛;另外一个就是汽车很多领域都被国外技术卡住脖子的“长痛”。中国汽车产业要坚定不移地培养自主国产高端芯片。
靳阳葆指出,这次“芯荒”是一个短期现象,问题会在一年之内得到解决。芯片产业面临的真正问题是半导体行业长期发展。汽车行业只是半导体的下游应用的产业之一。如果半导体行业根本性的问题不解决,供应链安全问题不解决,卡脖子的问题不解决,汽车行业很难独善其身。
芯片问题的解决,短期靠市场,长期靠能力。要把目前汽车行业“芯荒”的问题放到中国半导体产业怎么能够跟得上、立得住的背景下考虑。确保中国半导体行业能够在全球半导体产业链里面占有一席之地,确保中国半导体行业的供应链安全。
芯片自主之路道阻且长
车用芯片供应短缺既是全球的共性问题,也反映出我国汽车行业和半导体行业供给与需求不匹配的深层次问题。同时,智能化时代,芯片已成为汽车的"心脏"。智能汽车为中国汽车行业超越发展提供了新赛道。通过“芯荒”,业界充分认识到车用芯片供应链安全稳定的重要性,为重塑国内车用芯片产业链提供了窗口机遇。
然而,实现芯片自主的道路却充满荆棘:一是芯片产品认证周期长、成本高,国外的芯片企业和零部件供应商已经和整车厂商形成固定的供应链,行业壁垒高;二是车规级芯片具备高安全、高可靠、高稳定、高适应性、高性价比的特征,为国内企业自主研发及生产提出了严苛要求;三是国内半导体企业技术与水平与国际先进企业仍有明显差距。具体表现在国内芯片行业标准体系不健全、没有测试认证、技术研发能力不足、关键产品缺乏应用、车规工艺缺乏积累、生态建设严重不足等方面。
虽然困难重重,但以地平线、黑芝麻为代表的中国芯片科技公司已经逐渐长成。在会上,他们结合自身企业成长经验对中国芯片行业发展分享了自己的看法。
地平线机器人有限公司是我国人工智能芯片的领先企业。得益于前瞻性的软硬结合理念,地平线自主研发兼具极致效能与开放易用性的边缘人工智能芯片及解决方案。据李星宇介绍,地平线致力于为用户提供“多、快、好、省”的整体解决方案。“多”是多场景的智能化覆盖;“快”是通过对算法的理解,预先打造大量的参考算法加速客户的量产导入过程。同时其产品会更加开放、更具有性价比。
李星宇认为,中国市场作为智能新能源汽车主战场,已经成为全球所有顶尖芯片公司的兵家必争之地。过去两年,基本上最先进的汽车智能芯片首发地都是在中国。这样剧变的时期给中国企业创造了大量的机会,未来几年中国很可能会诞生世界级的智能汽车品牌,同时也会诞生世界级的汽车芯片巨头。
黑芝麻智能科技是一家专注于视觉感知技术与自主IP芯片开发的企业。在中国智能网联汽车产业创新联盟中,黑芝麻智能科技作为核心成员,承担核心IP、芯片及部分解决方案研发任务。
监武钰表示,对于芯片,黑芝麻智能科技一直认为车规级别认证和功能安全认证非常重要。一颗真正的车规级芯片绝对不能用消费类的产品设计来看待。黑芝麻智能科技从最初的产品设计流程就引入了车规要求和功能安全开发的要求。同时,作为本土芯片企业,黑芝麻智能科技保持开放的态度,也愿意跟国内软件商、OS提供商、Tier1和整车厂通力合作,共同促进中国芯片产业发展。
应对“芯荒”之策
当然解决“芯荒”问题不能一蹴而就,中国芯片产业的发展更不是靠一家、两家企业所左右。为缓解车用芯片供应紧张问题,推动产业链上下游协作,推广优秀的车用芯片产品,促进汽车与半导体两大行业加强交流、增进合作,各参会嘉宾、代表积极献言献策,共商实现芯片自主、芯片自由之策。
据董小平介绍,自从“芯荒”发生以来,电子信息司和装备工业一司展开了联合行动。一方面加强两大行业沟通对接,指导车企充分挖掘存量资源,调整优化生产计划,督促半导体产业加大产能的调配力度,加强与上下游企业协同,提升供给能力。另一方面组织联盟协会和研究机构调研并编制了《汽车半导体供需对接手册》,有力支撑车用半导体供需对接工作取得良好成效。
同时,他也建议:希望汽车行业进一步关注和支持车用半导体企业和创新产品,加强多元化的供应链建设,为提升车用半导体技术能力提供强大的应用牵引力;希望国内车用半导体企业,抢抓机遇加强对汽车领域关键半导体的梳理和研究,选择汽车产业需求最迫切、产业基础较好的产品加大投入、加强研发,聚拢人才;希望研究机构以及行业协会、联盟高校等充分发挥公共服务作用,加强产业研究和关键共性技术研发,培育跨行业的复合型人才,搭建汽车行业和半导体行业的沟通桥梁,促进产业协同。
未来,工业和信息化部将继续指导企业加大车用半导体的技术公关,推动车用半导体生产线制造能力的提升;指导车规级检测认证能力建设,加强优秀车用半导体方案的应用和推广,营造整车和零部件企业愿意用、敢于用、主动用的氛围;同时,也将加大政策支持力度,发挥好地方政府和龙头企业的关键作用,集中力量和资源推动提升车用半导体的供给能力。
董小平的发言带来了国家上级主管部门的权威声音和指导意见。中汽协则结合实际情况从四方面提出了实现芯片自由的解决思路。一是芯片企业要联合汽车企业创新研发,着力分类别、分阶段应用推广,加强半导体企业代理商管控;二是整车企业要积极营造良好的产业链生态,完善和加强芯片产品供应链管理,进一步加强市场研判工作,提前与tier1锁定供货计划,并同步协调重点芯片企业;三是政府及行业组织要积极营造和确保稳定的市场环境,保持持续政策和资金的支持,着力构建国内标准和认证体系,并将汽车芯片纳入重大技术发展项目。
对于“芯荒”问题,叶盛基预计二季度汽车芯片短缺可能已达到最高峰;乐观预计汽车芯片断供情况将在下半年开始缓解,全年有望抹平影响,2022年年中汽车芯片供应有望恢复正常。
除了政府、协会组织积极推动国内芯片产业发展外,产业相关企业也在以实际行动具体落实芯片布局并结合企业经验,提出了建设性意见。
国家新能源汽车技术创新中心是科技部推动建设的第二个国家技术创新中心,也是首个国家级新能源汽车技术创新中心。国创中心致力于在汽车芯片、智能网联、燃料电池、动力电池、电驱动、混合动力、电子电控、整车集成、轻量化、前瞻技术等领域联合共建国内领先、世界一流的研发能力。在“芯荒”的背景下,国创中心将芯片研发放到了首位。
原诚寅介绍到,在芯片方面,国创中心基本工作主要包括:打造中国汽车芯片的创新生态;推动整个产业的发展,从领军企业的支持到孵化新兴创造企业;打通自主汽车芯片上车应用;聚合国际优质的创新资源和产业资源,形成国际合作的引流。国创中心将坚持“跨界融合,共生共赢”的理念,帮助中国汽车芯片,支持集成电路和汽车产业发展的更好、更强。
中国一汽、东风汽车、长安汽车三家联合创立的中汽创智科技有限公司,以从来没有过的科技创新模式进行了融合,成立国家队,这释放出企业进军芯片产业的积极信号。在会上,周剑光提出了Tier 0.5的概念:Tier 0.5和Tier 1、Tier 2是一种互补的关系,它是主机厂研发中心的外延,主要工作是做主机厂想做但暂时做不了专业工作,目前中汽创智的定位是Tier,并致力于做Tier 0.5。他表示,突破卡脖子技术,是中汽创智的责任和使命。
众所周知,芯片行业是资本支出非常高的行业。地平线、黑芝麻以及紫光国微等芯片、半导体企业的发展,前期也经过了如火如荼的融资阶段。中国芯片产业的发展同样离不开资本的力量。徐萌萌表示,中金资本作为国家队,为芯片企业提供的资本不仅限于钱,还有品牌的背书、战略资源的增值、后续服务以及公司估值上的提升。资本可以通过和汽车芯片产业高度结合,通过组合拳的打法带给创业公司更大的增值空间。
在现场,紫光国微副总裁苏琳琳表示,之前受外、内部因素影响,紫光国微没有生产车规产品,但在当前国际情况、市场情况以及企业未来发展情况的综合考量下,紫光国微已下定决心研发、生产汽车芯片产品,并尽快实现突破。同时,她强调汽车芯片需要产业的结合,希望整车企业、Tier1以及资本方,能够相信中国芯片行业和半导体行业的工程师会将汽车芯片做好。
在芯片未来发展模式方面,李庆文认为要打造汽车车规级芯片新模式,不能用传统的汽车车规级来看未来芯片、大计算、域控制。何伟从专业研究机构的视角阐述了智能网联汽车芯片发展的战略方向与机遇。他认为智能网联汽车芯片在工艺规格上更接近于消费电子芯片,但又保留车规级的要求,同时还有其自身的独特需求。汽车芯片有着三个发展趋势。第一是定制化,芯片要基于车载应用场景开发;第二是专业化,不同类型的芯片要进行异构融合;第三是平台化,芯片可扩展、可升级,而且一定要支持个性化。
芯片成为产业分工变革的关键要素,随着产业的升级,在软硬件解耦之后,汽车产业分工会发生三方面根本性的改变。第一,整车企业主导芯片设计;第二,芯片企业从T2升级到T1,芯片成为汽车上单独且核心的部件,芯片企业可以直接向整车企业供应产品;第三,软件介入整个芯片开发过程。
对于整车企业参与车载计算平台及芯片设计,何伟也提出了自己的建议。他认为整车企业更加擅长的是场景需求的挖掘与分析能力,应充分挖掘这部分能力。整车企业一定要把场景定义好,因为未来汽车功能必须基于场景和数据开发。整车企业挖掘场景之后,与芯片企业相互配合,形成优势互补,从而提升产品的竞争能力。
同时他提醒到,整车企业在主导计算平台设计中,虽然处于主导地位,但是并不代表车企要深入参加所有的研发环节,很多方面也并非是车企的领域,因此车企应该根据自身能力量立而行。李庆文也表示,整车厂掌握着汽车芯片的消费终端。只有他们积极行动,使用自主芯片,中国的芯片自由才有希望。但是,整车厂也要明白其边界在哪里,不能芯片和操作系统等胡子眉毛一把抓。
习近平总书记曾指出“实践反复告诫我们,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”;“一定要把关键核心技术掌握在自己手里”。为此,我国汽车产业需要拥有自己的统一的操作系统;在芯片“荒”危机之后,我国汽车产业需要建立自主可控的车规级芯片产业体系;我国汽车半导体、集成电路发展需要打造世界级先进企业。汽车行业和半导体行业更需共同努力,不断科技创新,把关键技术掌握在自己手中。
注:本文首发于《汽车纵横》杂志2021年7月刊
版权声明:本文系汽车纵横网原创文章,如需转载请注明出处和作者,并加上指向链接:http://www.autoreview.com.cn,谢谢合作。

地址:北京市丰台区五圈南路30号院1号楼D座3层302室 邮编:100160 电话:010-63425939 E-mail:autoreview@caam.org.cn
《汽车纵横》杂志社有限公司 京ICP备05030302号-2