芯片何时实现自主可控？半导体产业努力突破壁垒
- 2021/7/12 16:03:21 27264
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表产业】如果要给2021年上半年的汽车产业定个关键词，“芯荒”肯定跑不了。缺芯的日子仿佛没有尽头，整车生产“阵痛”旷日持久。缺芯倒逼着芯片自主可控，加速芯片本土化也再度成为了业界焦点。
“缺芯”倒逼汽车半导体加速自主化
新四化浪潮下，国内新能源、智能汽车市场快速崛起，催生了汽车半导体发展新机遇。“未来，一辆汽车上的半导体将达到6000-10000个。”大众汽车集团(中国)执行副总裁Thomas Manfred Müller曾公开表示。“如果实现了无人驾驶L4的水平，半导体在一辆车里的价值还有望翻3倍。”
在这种巨大的需求下，汽车半导体的市场规模也在快速扩大。然而提到中国本土企业能够把握在手里的份额，直到现在仍微乎其微。截至目前，中国半导体自给率仅为15%，其中汽车芯片自给率不足5%，本土汽车半导体供应链高度依赖国外厂商。
还有新能源汽车领域，目前涉及到的半导体也仍然是国外厂家占绝对份额，中国占比是相对比较低的。而且国内厂家主要聚焦在低端的电源、分立器件、逻辑器件等领域，产业链完全自主可控还有比较长的路要走。
所以很尴尬的现状是，国内汽车芯片在过去很长一段时间里高度依赖进口，并且直到现在仍没有明显的改善。汽车芯片的进口额从2016年到现在始终保持着10%以上的增速，2020年中国芯片进口总额突破3000亿美元，超过石油1倍。
正因为如此，随着海外疫情的蔓延，主要半导体厂商产能持续吃紧，由“芯荒”引发的汽车产业停工停产危机也在不断扩大。受缺芯影响，2021年全球汽车预计将减产超400万辆，其中国内市场全年预计减产超过60万辆。
自主车用芯片为什么“爬不起来”
芯片生产之路始于设计。虽然产业链上游的电子设计自动化(EDA)软件及IP供应在集成电路产业链中产值占比虽小，但地位极其重要，而这恰恰也是中国的短板，中国芯片产业从一开始就被卡住了脖子。
制约我国芯片发展的客观因素主要还有两点：
1、56%的晶圆制造产能集中在中国台湾和日韩，封测则集中在东南亚，国内生产能力缺乏；
2、国内测试、认证机构较少，国家标准体系不健全。
中国是个制造大国，但在最上游的“晶圆制造”领域却迟迟未攻克。打蛇打七寸，晶圆制造就是汽车芯片的“七寸”。事实上，过去这些年，中国一直在芯片上不断扩产，2020年已经占据全球芯片产能的15%，仅次于中国台湾、韩国。但与此同时，我们也要正视下这15%的产能的构成。其中60%的产能其实是由外资贡献的，中国本土企业的产能只占不到40%左右，即总全球芯片总产能的6%。
中国至少还需要8个现有中芯国际产能，才能改善当下的芯片供给状况，因为中国芯片需求太高了。此外，在产品层，国内大部分芯片公司对ISO 26262标准的接触还不深，目前仅有极少数公司通过了该体系认证。国内的车规芯片厂商在2010年时就只有几家；2015年10家左右，但多集中在后装市场；2020年的时候成长到了40家；而到6月为止，统计大概有70家车规芯片厂商，250种准车规芯片。
即便如此，依旧有很多车规芯片其实“名不副实”。目前国内大部分芯片公司对ISO 26262标准才刚刚开始接触，可能只有极少数公司刚通过了ISO 26262体系认证，但是芯片认证可能现在还正在进行。
这反映在产品上，主要是相关的测试认证十分不完善。在由中国集成电路创新设计联盟牵头做的汽车电子创新产品目录中，73家单位的293款产品里，就只有25家提供了38份AEC-Q100报告，绝大部分的产品在AEC-Q100合规性测试验证方面都不完善，这显然不符合汽车电子的严格要求。
另外，芯片行业上游存在一定技术壁垒，与消费类芯片和一般工业类芯片相比，车规级芯片开发难度更高，工作环境也更严苛，由于涉及到人身安全，还要求极高的安全性和可靠性，这也从源头上遏制了一些本土企业的积极性。像使用环境，汽车芯片比传统工业类和消费类芯片更加严苛，设计寿命差别大，消费类芯片只考虑三年生命周期就可以了，三年之后可能就换代了。但是汽车芯片必须维持十年以上的生命周期，还有20万公里的寿命要求，温湿度要求都跟传统的消费类电子不一样，产品良率还要高。
本土半导体产业的突围路径
在疫情的大环境下，芯片国产替代不再是一句口号。尤其是在自动驾驶、智能座舱芯片等细分领域，已有一些自主芯片公司开始展露头角。因为随着汽车电子电气架构的逐步演进，对芯片的种类和功能要求会不断变化，比如自动驾驶、智能座舱域，甚至进入车载计算机的时代，可能会需要集中度更高、性能更高、算力更大、功能安全要求更严苛的芯片，围绕核心大算力芯片形成完整的生态体系和供应链体系，这给我们这些新进入的芯片创业企业提供了机会。
智能座舱芯片是前哨战，自动驾驶芯片才是国产超车战争的制高点。在自身研发实力逐步增强的同时，有企业还通过投资并购的方式来快速覆盖产能资源。中国有望在未来10年增加约40%的新产能，成为全球大的半导体制造基地。
国家层面也认识到，完整的产业链对于国家安全的重要性，正在积极利用政策“东风”引导半导体产业。恰逢十四五开局之年，浙江、山西等多地先后发布“十四五”规划，点名着重发展第三代半导体。国家也在十四五重申了科技兴国战略以及扶持半导体的计划，芯片“内循环”投资布局正在如火如荼上演。
尤其值得一提的是国家集成电路产业投资基金的成立，以市场化投资的形式推动该产业的发展。据悉，国家大基金一期从“强长板、补短板”的角度出发重点投资了52家公司，兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业；国家大基金二期进一步针对半导体行业的薄弱环节(成熟制程晶圆制造)进行突破。目前大基金二期公开投资项目已超过10个，总投资金额已超300亿元。
突破很难，但是一旦突破，光是庞大的中国市场就足以成就一家超大型企业。
资料来源：盖世汽车网
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