近年来，由于汽车智能化、网联化、电动化趋势加速，汽车已不再是单纯的交通工具，正朝着移动智能终端、储能空间和数字空间的方向进行转变。在此前提下，芯片在汽车各应用环节的比重也逐步提升，并伴随新能源汽车的普及和自动驾驶技术的成熟，成为汽车新技术应用和功能提升的核心部件。然而，叠加全球范围内集成电路供应紧张形势、国际国内区域性疫情扰动以及半导体的强周期波动等因素，芯片的供应稳定已然成为汽车供应链的焦点话题。

6月29日，在2022中国汽车供应链大会的“芯系自主—共创汽车产业链新实力”分论坛上，中国汽车芯片联盟车规半导体测试总工程师雷黎丽、东风公司战略规划与科技发展部分部经理黎宏伟、黑芝麻智能产品副总裁丁丁、芯驰科技汽车业务副总经理朱玉平、芯旺微电子副总裁丁丁、杰发科技副总经理马伟华、中车时代电气汽车事业部副总经理段聪、芯擎科技副总裁蒋汉平等嘉宾作现场发言，就当前芯片在汽车产业的发展现状以及相关供应链的本地化建设等话题分享各自观点。该分论坛由中国汽车工业协会副秘书长李邵华主持。

补芯“链”需群策群力
如果只着眼于芯片，我国相关产业近年来发展表现可圈可点，在内存、闪存和功率芯片等方面，已相继打入国际电子品牌的产业链。事实上，由于消费电子和移动通信消费在中国市场的爆发式增长，我国已成为全球半导体增长最快的市场，在芯片设计、制造、封装等环节逐步形成产业基础。但将目光聚焦于汽车芯片，则又面临着另一番境地。
“当前全球汽车芯片主要产能相对集中，且产能主要集中在国外，致使我国汽车芯片对外依赖度较高。”中国汽车工业协会副秘书长李邵华表示，“同时鉴于需求爆发、产能错配、供应链受阻等突发因素叠加，芯片短缺已成为阻碍我国汽车产业保供和转型升级的关键问题。”而国内汽车、芯片两个产业协同发展不足的客观现实，又使得在部分特定车规级芯片的供需方面，错配问题同样日益凸显，例如新能源汽车所采用的高功率芯片数量远大于传统汽车，自动驾驶汽车则需要更多高算力、智能化的AI芯片。
所以面对当前形势，为进一步降低芯片短缺对汽车行业的冲击，同时保障国内汽车行业和芯片的健康、持续、稳步发展。李邵华代表中国汽车工业协会提出六点建议：一是建立汽车芯片信息统计体系；二是改善汽车芯片供应链管理体系，推进汽车芯片供应链本地化建设；三是创新行业间协同合作模式；四是加强芯片专业人才队伍建设；五是完善我国汽车芯片标准和检测体系；六是构建企业间高效的对接服务平台。其中，“改善汽车、芯片两个产业的供应链管理体系，以及实现关键汽车芯片的本地化布局，是保障两个行业协同发展的主要措施。”李邵华说，“这不仅事关如何解决供应链支撑问题，还将影响到最终能否出现具备全球影响力的汽车芯片产业集群。”
对于车企而言，在汽车芯片大规模应用前，“我们与半导体行业基本还处于两条平行的道路，互不相交。直到2021年，一颗小芯片，难倒了众多英雄汉，汽车和芯片两个产业才有了频繁交集。”东风公司战略规划与科技发展部分部经理黎宏伟对此介绍道。与此同时，由于新一代汽车“软件定义硬件、算力驱动马力、比特管理瓦特”的特征，车企在整车研发过程中，正日益趋于硬件高度集中、软件SOA化演进的方向。“在这种情况下，芯片对于整车算力、性能实现、场景体验等影响愈发深刻，对芯片的供应要求则呈现出数量倍增、算力倍增、价值倍增的趋势。”据黎宏伟初步估算，十四五末仅东风公司每年的芯片需求便将超过20亿颗。
然而，在旺盛的芯片需求下，是当前国产芯片在整车上的搭载应用比例仅约3%的尴尬境地。“特别是在部分高端MCU、复杂高/低边驱动、智能电源管理芯片等细分领域，国产芯片基本还处于替代空白。”因此，黎宏伟认为，当前国产芯片仍需时日突破从无到有、从“可用”到“好用”的瓶颈。“在我们看来，这对车企考验的是软硬件开发能力和对供应链的管理水平；而对芯片企业而言，考验的则是交付能力、按需提供差异化解决方案的能力以及与主机厂采购体系对接的能力。”
再从汽车芯片上车应用及测试的角度看，当前汽车发展趋势对车规芯片设计已经提出更多约束条件。“例如‘四化’所要求的可靠性、可用性、安全性、兼容性等量化属性，它们之间的逻辑该怎样设计。”中国汽车芯片联盟车规半导体测试总工程师雷黎丽表示，“再加上针对半导体器件本身功能的环境、温度等要求，一颗多核的、高算力的、还具备感知的高等级车规芯片，它的设计及加工难度正对国产汽车芯片的规模生产产生压力。”
此外，雷黎丽还表示车规芯片测评技术也需要获得更高关注度，“国外汽车芯片和Tier1、主机厂绑定性非常强，已经形成了内部的企业标准和测试体系。”因此，她认为自主汽车芯片的发展，不仅需要汽车、芯片行业上下游合作伙伴的共商、共研、共建，还需共同探索符合中国场景下的车规芯片标准体系、完整测试认证平台以及数据共享平台。“只有做到这些，国产汽车芯片才方可稳步、安全、快速的进入到汽车供应体系。”

国产研发各显神通
目前，汽车企业在芯片领域已不再是旁观者，纷纷通过投资芯片企业、与芯片企业共建实验室以及自研芯片等方式参与到芯片设计、研发进程。在这一过程中，不少芯片企业已交出“答卷”，拿出了独具特色的车规级芯片自研成果及解决方案。
由于ECU在车辆上的大量使用，考虑到整车重量、成本、空间布置等角度，汽车电子电气架构正在一代又一代的发展演进。而随着汽车各应用环节愈发复杂化，高性能SoC（系统级芯片）应运而生，并在汽车智能座舱和自动驾驶领域得以广泛应用。在黑芝麻智能产品副总裁丁丁看来，若想实现“芯系自主”，首先要对芯片最核心的部分实现自主化。
“大型的SoC芯片是由很多的IP核（独立功能电路模块）组成的，黑芝麻智能经过多年的积累，已在视觉类、AI类的处理器中实现IP核自主。”而在掌握IP核技术之后，丁丁认为才算是在芯片性能上具备了领先海外同级产品的基础。“为此，我们还要在下一代大型车规芯片上的关键技术上，去做很多创新和自研。”与此同时，黑芝麻智能也着手在软件系统层面推动本地化产品替代。
另一位“丁丁”，芯旺微电子副总裁丁丁则对该公司在车规产品的自主创新与突破情况进行介绍，“对一个产业而言，模仿和复制只是在不断的消耗有限的市场资源，最终陷入价格战的泥潭。只有创新才是满足市场需求、引爆技术变革并推动产业可持续发展的唯一出路。我们的创新不仅体现在避开ARM核的通用市场，独辟蹊径研发全自主IP核KungFu内核上，还体现在基于用户的使用场景打造出差异化的MCU产品。”据介绍，该公司已发布近五十款基于KungFu内核的车规产品并成功实现商业化，从8位MCU到32位MCU，覆盖车身控制、汽车电源与电机、汽车照明及智能座舱四大场景。“目前自研内核+基于场景化的MCU应用方案，仍可满足不断升级的市场需求。”
由此可见，实现IP核自主，便基本上可为汽车芯片自主发展铺平道路。但在芯片设计公司芯擎科技副总裁蒋汉平看来，“除了需要大量的自有IP核转化为汽车芯片的自主研发能力，还需要以造车人的思路去理解芯片需求，从而达到性能和成本的均衡。”
除此之外，在智能座舱芯片方面，杰发科技的智能座舱解决方案颇具看点。在开发智能座舱过程中，由于芯片复杂程度逐步提升，会使得软件开发、验证周期随之延长。“为此，我们思考能否将上一代平台做的软件工作移植到后续平台，以节约人力。”杰发科技副总经理马伟华介绍，“所以在从AC8015升级到AC8025产品的开发中，我们在新增视觉处理NPU座舱的需求外，尝试将两个芯片及所对应的两个平台的代码复用，整体复用率达到75%~80%。最终令开发周期实现大幅降低。”此外，杰发科技还尝试对车内座舱基本功能集成，通过Autochips一体化座舱解决方案确保底层座舱基本系统的稳定性，进一步节约开发周期。

供应链两端终牵手
供应链体系的建设离不开产业上下游的配合。同时结合芯片产业回报周期长、规模化效应明显的特点，整车企业在涉足芯片行业时需要创新行业间协同合作的模式，建立以安全为基础的高效率、低成本融合发展方式。
由于“缺芯”这一风口，“过去两年芯片企业与汽车的距离靠近了许多。”芯驰科技汽车业务副总经理朱玉平坦言，“汽车与芯片之间高度关联，我们与车企互相拜访，彼此更新并同步了大量信息，既缩短了做决策的链条，又提高了效率。”同时，这种直接协同合作令汽车芯片企业的成长得到催化。如今，芯驰科技在智能座舱、自动驾驶、中央网关和高性能MCU四大领域均推出相对应的车规级芯片。“四芯合一，赋车以魂。在大家的帮助下，我们正在有限的窗口期内快马加鞭，今年下半年我们会推出一系列新产品，以紧跟市场需求。”
况且，能够直接对接车企获取需求令朱玉平对汽车芯片的关注重点也做出及时调整。“一是多核SoC座舱芯片的增长对我们提出了更多挑战。”据介绍，中国智能汽车多核SoC座舱芯片渗透率从早前占比不到10%，正朝向占比50%比重挺进。“智能驾驶芯片和自主MCU也会有较大的市场机会。”
然而，虽说汽车与芯片行业已足够贴近，但供应过程中的矛盾也愈发明显。在中车时代电气汽车事业部副总经理段聪看来，“在未来1至2年，采购成本倒挂、利益分配不均等矛盾可能会得到缓解，但价格调整和利润分配是一个避不开的话题，Tier1和整车厂谁能够更早地去响应这一趋势，仍不得而知。”此外，段聪还表示在物料替代方面“不论是国外品牌还是国内品牌替代，当前均没有统一的评价标准做支撑。”对于芯片选型、推荐应用等方面也造成较多困扰。“希望上游电子元器件企业能和中国汽车工业协会一道搭建起整车验证测试平台，实现相应标准的统一。”
而对芯片供应体系可控的话题，芯旺微电子副总裁丁丁表示：“在近几年整个芯片产业产能严重不足的前提下，我们能够突破‘缺芯’短板，仍能以快交期保障车厂的芯片使用需求，与背后强大的供应链体系密不可分。”他表示，由于供应商在产能保障方面给予了优先排产支持，极大增强了该公司在常态化产能不足背景下的核心竞争力。“事实上，打造自主可控的芯片供应链体系是未来中国汽车产业高速发展的必由之路，长期主义+专业主义+差异化的创新是推动汽车产业链稳步向前的三驾马车，缺一不可。”不仅如此，芯旺微电子至今仍在注重次级供应商对其的供应保障，在近几轮融资中持续引入供应链上下游合作伙伴，确保在产能端的优先供应优势，进而完善供应链管理体系。
注：本文首发于《汽车纵横》杂志2022年7月刊