三年前,缺芯成了困扰全球车企的头号难题。

“当时我在一个公众场合讲‘缺芯是好事’,许多人盯着我,觉得我在说疯话。”青岛阳氢集团董事长程惊雷在芯谋研究承办的2023南沙国际集成电路产业论坛上分享,

“我有两个理由,第一,缺芯能够加速国产芯片Pin to Pin的替代,第二,缺芯会促进芯片公司和整车厂直联。”

事实证明,过去几年间国产汽车芯片确实成为了资本和整车企业关注的焦点。

由广东省发展和改革委员会、广东省科技厅、广东省工业和信息化厅、广东省商务厅指导,广州南沙经济技术开发区管理委员会、广州市科技局、广州市工业和信息化局、广州市商务局主办,广东省集成电路行业协会、广州市半导体协会支持,芯谋研究承办的南沙国际集成电路产业论坛上,汽车芯片也成为热词。

其中一个值得关注的问题是,国产汽车芯片有难题,如何破解?

汽车芯片是好生意吗?

许多芯片从业者的眼里,汽车芯片并不是一门好生意,因为汽车每年几千万台的销量,对于需要大量出货以覆盖研发成本实现盈利的芯片公司来说,汽车芯片的量不够具有吸引力。

如果再加上车规级芯片从设计到认证4-6年的长周期,以及供应体系门槛高的特点,新兴芯片公司想要进入汽车芯片市场难度很大。

但汽车的智能化和电动化带来了改变。

广汽资本总经理袁锋在南沙国际集成电路产业论坛上分享了一个很直观的的变化,以前广汽的一台油车,最低的可能是300多颗芯片。一台智能车,大概700-800颗芯片。一台新能源智能车,使用的芯片量是1000-1500颗。

“几个因素一乘,在未来几年间,车规的半导体可能是半导体最重要的市场。”袁锋判断。

咨询公司麦肯锡预测,2021年汽车半导体的市场规模增长至近500亿美元,预计2030年将增长至1500亿美元,在半导体市场的规模仅次于计算机及数据存储运用和无线通讯领域,带动半导体行业20%的增长,成为半导体领城新的增长来源。

“我们首先选择了除手机之外最大的市场:智慧城市,产品经过市场验证之后才选择了附加值高的汽车芯片市场。有两条产品线共同承担研发成本,可以降低研发成本。”爱芯元智创始人、董事长兼首席执行官仇肖莘对雷峰网表示,“汽车芯片的附加值在于,技术壁垒高,单价也高。”

这样看来,汽车芯片是一门好生意,但对中国芯片公司来说,难度不小。

汽车芯片国产化的难度

汽车芯片进入的高门槛现实,也造成了全球汽车芯片由国外巨头垄断的局面,中国芯片公司想要进入这一市场,有三个级别的难度。

粤芯半导体副总裁赵斌和广研院一起研究分析之后,将国产汽车芯片分为:比较容易国产化、比较难国产化和极难国产化。

比较容易国产化的汽车芯片,是国内消费类做得比较好的领域,比如DC-DC、车载充电机MOSFET、数字仪表存储芯片、各类精度要求不那么高的ADDA芯片。

“对这类比较容易国产化的芯片,主要的问题是车规验证。”赵斌的观点是,“消费类芯片对质量一致性的冗余度比较高,但车载芯片的冗余度比较低,也会遇到成本控制和技术的问题。”

难国产化的汽车芯片包括电机、电池管理系统SBC、中控主机、各类ECU-MCU、 电驱总成、电机IGBT。

“难国产化的汽车芯片,主要问题还是技术缺失。这类芯片需要终端客户、设计公司和晶圆厂一起协调,首先把技术缺失的问题解决掉,才能把芯片做出来。”赵斌认为。

极难国产化的汽车芯片包括智能城SoC、MPU、智能座舱SoC,带导航多媒体SOC、MCU等。

“这类芯片更是受到技术的限制。需要从工艺制程开始解决,一个工艺开发至少需要两年,IP验证又需要一年,还要做产品验证,四五年才能解决问题。”赵斌感叹,

说到底,国产汽车芯片的挑战是难设计、难制造、难上车,以及生态建设严重不足。之前国内不在汽车芯片的圈子里,所以我们整体的生态严重不足。”

针对制造难题,粤芯和芯片设计公司在共同解决这一难题。粤芯专注模拟芯片的代工,因为国内设计公司在模拟芯片、分立器件、光学器件领域有17%的市场占有率,专注在国内芯片设计公司更有优势的领域,更容易实现国产汽车芯片的突破。

袁锋对国产汽车芯片的未来持乐观态度,一台新能源智能车所需的一千多颗芯片中,800多颗可以找到替代,真正被掐脖子的没那么多。

不少国内芯片公司都已经走在突破极难国产化汽车芯片的道路上,并且已经取得了阶段性成果。

国产汽车芯片如何从追随到引领?

智能驾驶芯片作为极难国产化的汽车芯片,爱芯元智已经成功上车。

“两年前,我们的芯片在智慧城市领域开始导入大客户的同时,也开始了车相关的布局,包括辅助驾驶、自动驾驶等方面的产品。”仇肖莘介绍,“爱芯的第一颗车规芯片M55H在2022年7月通过认证,那时候就开始和Tier1合作,定点了一个国产OEM,这是一颗主要应用于前视一体机的L2辅助驾驶芯片。”

据悉,M55H可以支持车道线检测,车道保持、AEB、前车测速、测距等L2辅助驾驶功能,今年5月30日,爱芯元智有两款新能源车型已经达到了量产状态,现在已经开始量产出货了。

L2级辅助驾驶芯片是一个很好的切入点。

“有车企投了非常多的精力做辅助驾驶以及城市的无人驾驶,但目前效果不好,原因是没有找到辅助驾驶的真需求。”袁锋用数据说明,

中国92%的车都偏性价比,越是性价比的车,越不支持成本增加10%-20%增加硬件。性价比的车它要用更低的成本,解决泊车,或者高速疲劳驾驶的问题。辅助驾驶的真需求越来越清楚之后,在L2++上,我觉得会迎来比较好的增长,这当中很关键的是数据和工程化能力。”

爱芯看到并抓住了这个机遇。

“国内的自动驾驶、智能驾驶的芯片市场,目前整体占有量还很小,国外厂商仍旧占据绝大部分。所以,我觉得国内的芯片公司第一步确实是替代的角色。从爱芯的角度,第一步是国产替代,而且第一步就是要做L2、L2+,看起来不是很有想象力,但市场足够大。”仇肖莘进一步表示,

“第二要做性价比,但性价比不是牺牲性能,而是在技术领先性的基础上达成性价比的优势,这样才能让更多的主流车型用得起来。把这个市场占领之后,肯定是要往上走的,比如现在做几十T,将来一定会做100T、200T算力的芯片,根据行业的发展需求定义爱芯未来的芯片。”

实际上,爱芯的核心竞争力来自两个自研技术——爱芯智眸AI-ISP做图像处理,以及自研的混合精度NPU提供高能效比的算力支持,这是大部分汽车芯片公司都不会自研的IP。正因为有两个核心自研IP,爱芯元智才能够轻松地开发出对视觉处理都有需求的智慧城市和智能驾驶的芯片。

目前,爱芯元智的第二款车规级芯片M76H处于在研状态,目标是用于域控或行泊一体的解决方案当中,可以接6-8路摄像头,也可以接毫米波雷达。

爱芯从驾驶角度出发达成行泊一体,砺算科技更关注在智能座舱方向。

“汽车未来的发展,将从单纯的以驾驶体验、操控体验为主,变成乘坐体验为主打,我觉得这是未来从智能驾驶到智能座舱的发展方向。”砺算科技联合创始人兼联席CEO孔德海认为很难用一颗芯片把所有事情都做了。

车内的人工智能并不适合和自动驾驶放在一起,因为它们安全性需求不同。车里的人工智能算力,包括对大模型的训练、再训练和推理,应该是GPU的事情,而不是自动驾驶芯片的事情。”

近期英伟达宣布和联发科合作开发车载芯片,就是一个很好的例子。

据悉,砺算科技很快会推出一款GPU产品,可以搭载在汽车上,对标特斯拉的下一代产品。

我们的GPU产品今年会送样,明年有机会与车厂合作。砺算科技也可以提供GPU的IP,满足车厂的差异化需求。”孔德海透露。

既有从驾驶角度出发,也有从座舱出发实现国产芯片突破的公司,相信国产汽车芯片在未来能够实现从国产替代到世界引领,广州南沙也在推动这一进程。

当前,南沙将推动以加快发展“芯”片和集成电路研发制造为核心,强化发展高端装备、智能制造、汽车等“大”制造为根本,加快布局建设“芯晨大海”产业格局,力争到2025年形成总规模达2万亿的产业集群。雷峰网(公众号:雷峰网)