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中国部分车载芯片9成靠进口,国产车载芯片真的这么不济吗?国产车载芯片什么时候才能自给自足?还有希望吗?

2024-12-03汽车

国内汽车芯片自主化率确实只有10%左右。我年初的时候说「悲观点可能也就是8%左右的样子」,最近有个新闻表示,国内几家国资车企的国产化率达到了13%左右。

但是,汽车芯片不是多么难以解决的事情。

一个比方,不严谨,但有助于你们理解:

先进制程类似于高数考试,会就是会,不会就是不会,但及格就行。

车规级芯片大多类似于文科高考,看题谁都能回答点东西,但三门必须考到80分以上(ISO26262、AEC-Q100、IATF16949)。

先进制程得从源头补课,而车规级芯片多记多背多练题也可以考到。

但现在汽车领域国产芯片水平已经有不少到了三门课70分甚至75分水平,国产化率只有10%是因为验证周期太长,不少产品正在车厂跑最后的验证,吃「最后一个馒头」。

先给各位稍微科普一下汽车上用到的芯片。

汽车上的芯片种类多、使用杂,除了我们熟知的两颗——座舱、智驾外,还有数百颗小芯片。

国内的主流分类方式是按使用类型,更切合车企实际使用场景。

结合国际半导体产品分类情况以及我国汽车行业的特点,将汽车半导体分为10个大类和60个小类,10个大类分别包括控制芯片、存储芯片、计算芯片、信息安全芯片、驱动芯片、通信芯片、功率芯片、电源芯片、模拟芯片以及传感器。

——和芯片行业分类方式稍微有点不一样,芯片行业是按分立器件(OST)/集成电路(IC)分类。

所以,如果我们看看这些芯片产品,绝大多数都是成熟制程。

除了分类中的计算芯片——座舱和智驾——需要先进制程以外,但目前这两块芯片也对先进制程需求没有手机或者服务器那么高。

麦肯锡估计, 2021年生产的72%汽车芯片是90nm及以上成熟工艺,14nm及以下比例仅为6%。

比如Nvidia Orin还是三星8nm——差不多也就是台积电10nm水平,国内肝一肝也能做出来。

比如高通8155,也就是7nm水平,考虑到车上的安卓其实是套了个虚拟机,性能损失了不少,如果不用套这一层hypervisor,性能会好很多,也可以比较完整的利用内核调度。

剩下的MCU、驱动、通信、功率、电源、模拟、传感器,国内都能做,甚至有几个领域做到世界前几了。

比如豪威科技的车规图像传感器,已经你球前三了,不谦虚一点就是前二

比亚迪的IGBT在国内也第一了——原来这个位置是英飞凌的

那话说回来,难点在哪?

汽车芯片的难点在于,如何通过设计、制造、封装、软件等环节,实现高功能安全。

汽车芯片的EDA工具需要ISO26262认证,开发流程需要ISO26262认证,芯片本身需要ISO26262和AEC-Q100认证,制造需要专门的车规产线,封装需要专门的车规产线(IATF16949),最后做出来的控制器产品还需要符合ISO26262认证。

也因此,汽车芯片还有一个特点是验证时间长。

消费级芯片不太需要做太严苛的测试流程,但汽车芯片需要。

比如AEC-Q100,跑完三个批次1000小时的测试,小半年就过去了。

整车厂要上车验证,最短流程冬测+夏测,大半年就过去了;严谨一点两冬两夏,跑完就得小两年时间。

国内正儿八经开始做汽车芯片的时间点,也就是2021年缺芯潮开始的时候。晶圆厂/封装厂没多少车规产线,芯片也没多少过了车规的,乃至国内芯片领域懂ISO26262的都不多。

但如果倒推这个时间点,你会发现,很多芯片也差不多跑完验证,该上车用了。

所以难点在能不能验证上车,能不能找到细分领域的替代方案。

那我还是再叨叨一遍,这些芯片产品设计起来不算难,有的是方法可以做。

比如NXP的SBC,BCD工艺不完善,那就不用BCD做,用两三颗芯片拼一起功能也能实现嘛。

无非是在一定的成本下,在高标准的功能安全下,实现对应的车上的功能。

但这部分其实做起来也没那么难,主要问题只是不好验证:

上汽集团拿出49款急需联合攻关的高算力、高规格汽车芯片,面向上海汽车芯片产业联盟「揭榜挂帅」,征求国产化替代可行性。结果,被联盟成员「一口回绝」的极少,大部分芯片都被归为「可讨论」范畴,极大提振了业内信心。

于是车企越是对自身电子电气架构熟悉,越敢用国产芯片。

传统车企们过去不熟,电子电气元件全靠Tier 1,这两年缺芯情况下,被逼到必须「全栈可控」后国产化率快速提升。

新势力们车型少,研发投入也多,反而对电子电气架构更熟悉。

比如理想表示,L系列芯片国产化率已经25%了。据我了解,今年他们的芯片国产化率比25%又高了不少。

所以……

先进制程类似于高数考试,会就是会,不会就是不会,但及格就行。

车规级芯片大多类似于文科高考,看题谁都能回答点东西,但三门必须考到80分以上(ISO26262、AEC-Q100、IATF16949)。

先进制程得从源头补课,而车规级芯片多记多背多练题也可以考到。

但现在汽车领域国产芯片水平已经有不少到了三门课70分甚至75分水平,国产化率只有10%是因为验证周期太长,不少产品正在车厂跑最后的验证,吃「最后一个馒头」。