汽车芯片发展现状与挑战及相关建议-网络赌钱app下载

受晶圆产能不足，开发验证周期长、门槛高，智能网联车载芯片需求激增以及疫情等诸多因素影响，2021~2022年间汽车芯片在全球范围内供需严重失衡，使我国汽车产业面临较大的供应链安全风险。尽管年初至今汽车芯片荒问题已经得到大幅缓解，但随着中美的芯片博弈日趋激烈，美国《2022年芯片与科学法案》等系列政策和出口管制新规陆续发布，发展自主可控的智能网联汽车芯片产业链并构建相应生态迫在眉睫。本文根据中国电动汽车百人会汽车紧缺芯片国产化路径研讨会上的多位专家观点，并参考大量相关资料，对汽车芯片产业发展面临的机遇和挑战进行分析，提出相关建议。

一、我国智能网联汽车发展趋势及重点技术创新方向

（一）总体发展趋势

新一代科技革命驱动汽车从交通工具向智能终端转变，全球汽车产业正加速向新能源化、智能网联化、高端化、绿色化发展，带来产业形态、能源消费结构、交通出行模式和社会运行方式的深刻变革。智能网联汽车融合了物联网、云计算、大数据、人工智能等多种创新技术，是全球新兴产业发展的竞争焦点。目前，智能网联汽车的竞争已经不再是企业间的竞争，而是国家间的竞争。

随着车载智能曲线上升，电动与智能供应链成为汽车产业的主导供应链。中国汽车产业改变了以往高端供应链空洞化的发展困境，在智能网联汽车的全球供应链中扮演愈发重要的角色。在市场需求方面，2022年，我国搭载辅助自动驾驶系统的智能网联乘用车新车销售达700万辆，同比增长45.6%，市场渗透率提升至34.9%，较2021年增加11.4个百分点。在技术创新领域，包括激光雷达、l3级自动驾驶系统等一批先进技术开始投入产业化应用，新一代电子电气架构、大算力芯片等也实现了装车应用。在产业政策方面，我国出台了《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》《科技部关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》《关于做好智能网联汽车高精度地图应用试点有关工作的通知》等一系列政策措施，鼓励智能网联汽车产业发展。

目前，我国智能网联汽车已经从小范围测试验证转入技术快速发展、生态加速构建的新阶段。未来几年，智能网联汽车将进入群雄逐鹿的发展阶段也已成为行业共识。智能网联汽车产业呈现四大发展趋势：一是单车智能模式向车路云融合路径发展；二是车辆电子电气信息架构变革升级；三是新型关键核心零部件生态体系重构；四是汽车、交通、城市三者融合发展。

（二）产业技术创新方向

1.车端：重点关注智能座舱和自动驾驶

座舱作为汽车实现空间塑造的核心载体，其产品形态随着技术的发展不断变化。从汽车座舱的发展路径来看，可大致分为座舱数字化、交互拟人化、人机共驾、第三生活空间四个阶段。当前，座舱发展已度过数字化阶段，成为具有拟人化交互能力的智能驾驶伙伴,如何才能真正成为人们除居住空间、工作场所之外的第三生活空间，需要产业和企业进一步的技术创新与突破。目前，智能座舱技术快速发展，国内企业如长安汽车、地平线、华为等车企，供应商和科技互联网公司都在进行智能座舱的开发和实践。

目前，关于能否真正实现自动驾驶的争论较多，一部分美国自动驾驶企业甚至选择了退出行业，也有少数中国企业举棋不定。自动驾驶是体现汽车智能化能力最核心的产品，更是汽车智能化发展必须抢占的战略制高点。在单车智能方面，自动驾驶技术可分为渐进式和跨越式两种技术路径。传统车企多数选择渐进式开发策略，即首先开发并量产l1、l2级别自动驾驶技术，再逐步开发l3级及以上自动驾驶技术。而多数科技公司的开发策略较为激进，直接瞄准l4级自动驾驶技术，力求实现跨越式发展。

当前，我国正处于l2 自动驾驶级别规模量产时期，如要顺利完成从初级智能向中级智能过渡，实现l3级及以上自动驾驶系统的量产，需要重点关注自动驾驶企业在港口、矿山等固定场地、固定路线和长途行驶的重型卡车等有刚性自动驾驶需求应用场景的布局和应用进展。

2.路端：推动车路协同发展

车路协同主要是指“聪明的车”与“智慧的路”等城市基础设施之间的耦合与协同，将车、路、城市作为完整系统全盘考虑，借助5g网络、云计算等技术，用智能化基础设施弥补智能网联汽车的不足。例如，把部分搭载在车辆上的传感器转移至路侧，并通过v2x车用无线通信技术实时传输信息，快速获得不在车辆视野范围内的信息，有效突破单车智能技术瓶颈。以中国工程院院士、清华大学教授李克强为代表的多位专家一致认为，车路云一体化更符合智能网联汽车技术趋势，更是具有中国特色的发展路径，融合了我国在新能源、计算机、通信、互联网等领域的优势，将助力我国汽车产业抢占技术制高点。同时，考虑到我国的人口密度及道路密度，以车路协同实现高等级自动驾驶具有显著的经济性，既能提升汽车自动驾驶安全性，又能降低成本。

3.云端：发展云控平台

云端是数字化交通系统的主要载体，是车路云一体化系统的重要组成部分，是实现智能网联汽车数据服务的重要基础设施平台。向路侧设备和车端设备提供城市全局交通信息数据，实现对全局交通资源的规划，为智慧交通和应用主体提供交通信息和非实时算力支持，为车端提供决策冗余。云控平台主要包括云控基础平台和云控应用平台，未来发展方向是云控基础平台与云控应用平台分离，形成“分层解耦、跨域共用”的生态系统，打通数据通道，实现共享互联。

二、我国汽车芯片发展面临的挑战

（一）自主eda/ip工具缺乏，产业链上游风险较大

由于缺乏自主eda/ip工具，我国汽车芯片产业链上游面临较大风险。尽管2020年全球eda及ip市场规模分别仅为115亿美元、40亿美元，却决定了下游近5000亿美元的半导体市场，重要性不言而喻。据统计，三大eda软件企业synopsys（美国）、candence（美国）和mentor graphics（德国）共占据全球约70%的市场份额，占中国90%以上的市场份额。与此同时，在ip授权领域，前三大厂商均为欧美厂商，总市占率超过65%，仅arm（英国）一家公司就占据超40%的全球市场，市场呈现寡头垄断格局。我国汽车芯片企业使用的eda软件严重依赖欧美synopsys、cadence、mentor graphics等企业，而汽车芯片ip严重依赖arm。

（二）先进制程技术落后，成熟制程产能严重不足

在高端芯片领域，智能驾驶芯片和智能座舱芯片所需的10nm及以下工艺制程严重依赖中国台湾的台积电，大陆仅有中芯国际具备量产14nm工艺的能力，其他晶圆厂能够提供的车规级芯片制造工艺更是远落后于国际最先进的5nm工艺。在低端芯片领域，mcu、空调控制器、电源管理等所需的28nm及以上成熟制程产能严重不足。例如，前期短缺最严重的汽车芯片产品主要是由28nm、40nm、55/65nm等工艺制造的mcu，目前国内可用于mcu制造的成熟工艺制程主要是110nm及以上，40nm及以下工艺制程产能预计2023年才能投入量产。

（三）主要国家密集出台扶持政策，产业竞争压力加剧

自2020年底以来，美欧日韩等主要国家纷纷通过投入巨资、出台系列政策等方式补齐产业链短板。美国陆续出台《2021年美国创新与竞争法案》《2022年芯片与科学法案》等一系列法案，同时施压台积电、三星等龙头企业在美建厂，旨在强化本土芯片全产业链制造能力；欧盟17国宣布投资1450亿欧元来补足芯片设计及先进制程工艺短板；韩国计划投入4500亿美元巩固存储及逻辑芯片领先地位；日本设立约合人民币百亿元的产业基金，旨在填补晶圆制造产能不足，并推动提升功率半导体全球份额。全球主要国家大规模产业投资势必进一步提升国外芯片巨头的市场主导力，国内芯片企业面临的竞争压力加剧。

（四）高端芯片严重依赖进口，“卡脖子”问题严重

国内半导体产业链在软件与工具链、设备、工艺等关键环节存在不同程度的“卡脖子”问题。核心技术缺失导致多数国产芯片只能应用于中低端领域，高端通用芯片严重依赖进口。这一“卡脖子”问题在汽车芯片市场尤为明显，据天风证券统计，我国汽车产销量约占全球的33%，但汽车半导体等零部件却主要依赖海外供应商，中国汽车半导体产值占全球的份额不到5%，部分关键零部件进口占比80%~90%。

（五）国产汽车芯片价格高、可靠性差，整车厂试错成本较大

国外龙头企业的汽车芯片价格较低，且经过多年市场验证，可靠性好，一直以来，多数国内整车厂选择直接采购国外成熟产品。同时，由于缺少装车机会，国产汽车芯片难以持续验证迭代，导致其很难规模化应用。恶性循环下，进一步拉大了与国外龙头企业的技术和创新能力差距。目前国产汽车芯片多处于研发投入期，技术不成熟且不具备性价比优势，整车厂在使用国产汽车芯片时存在经济性、可靠性、用户体验等多方面的顾虑。电动汽车产业进入红海竞争阶段，进一步推高整车厂使用国产芯片的试错成本，加之年初至今芯片紧缺问题在一定程度上得到缓解，国内整车厂导入国产汽车芯片动力仍然不足。

（六）欧美主导行业认证标准，国内企业缺乏话语权

在全球范围内，车规级芯片在设计、生产、可靠性认证等方面都有相应参考标准，包括设计阶段的iso26262、生产制造阶段的iatf16949、可靠性认证阶段的aec-q系列等，但前述行业认证标准基本掌握在欧美机构手中。以aec-q100为例，由克莱斯勒、福特和通用汽车等美国企业建立，是汽车可靠性测试行业标准。国内汽车芯片公司如要成为整车厂的合格供应商，需花费上千万元，耗时约12~18个月通过此项认证，显著拉长了汽车芯片从研发至装车的时长。直至近两年“芯片荒”爆发后，国内才开始真正重视汽车芯片标准的研究制定。目前国内缺乏车规级芯片产品标准与检测标准，业内主要使用国际标准，仅有广州广电计量检测股份有限公司一家国内检测认证机构，与国外完善的检测认证体系差距较大。

（七）汽车产业生态尚不成熟

芯片、软件、生态圈一体化发展趋势愈发明显，受这一大趋势影响，汽车芯片及其生态圈决定了整个汽车供应链的成败。汽车芯片产业链的发展离不开操作系统、开发工具链等软件生态的发展和成熟。开发工具链提供的配套工具可以让用户使用处理器时更方便快捷高效。汽车芯片和操作系统需要紧密协作才能发挥各自最好的性能，操作系统可充分挖掘芯片算力，芯片也可以助力操作系统实现灵活配置。目前国内汽车芯片开发工具链主要依赖英伟达、瑞萨、恩智浦等国外企业，汽车操作系统也主要被国外的qnx、linux、android等垄断，国内华为、地平线等逐步开始为用户提供开发工具链，但起步较晚，尚未形成成熟的开发用户生态。

此外，在产品平台搭建方面，汽车芯片产品系列化、矩阵化是很多车企愿意合作的前提，要求汽车芯片厂能够提供mcu、接口芯片、驱动芯片、sbc、模拟芯片、功率器件及开发软件等一站式服务，才能吸引更多一级供应商（tier 1）和整车厂，建立长期战略合作关系。这给成立时间尚短、产品类型和产业生态不够丰富的国内汽车芯片企业带来了很大挑战。

三、汽车芯片的国产化替代现状

根据国产化替代的难易程度，可以将国产汽车芯片分为容易国产化、难国产化和极难国产化三类。

（一）容易国产化的汽车芯片

容易国产化的汽车芯片普遍是国内消费类芯片做得比较好的领域，如dc-dc、车载充电机mosfet、数字仪表存储芯片、各类精度要求不高的ad/da芯片。此外，在空调、雨刷、车门等技术门槛和认证标准相对较低且属于非安全类汽车芯片领域，国内企业如比亚迪半导体、杰发科技、芯旺微电子、赛腾微电子等已实现mcu芯片量产，部分已通过车规级认证。随着产业链安全与稳定需求不断提升，前述汽车芯片的国产化替代进程有望快速实现。容易国产化的汽车芯片主要面临车规验证、成本控制和部分技术问题等。

（二）难国产化的汽车芯片

难国产化的汽车芯片主要包括电机控制器、电池管理sbc、中控主机、各类ecu-mcu、电驱总成、电机控制器igbt等。以功率类芯片为例，尽管国产车规级igbt自给率逐年上升，国产化进程较快，但在技术上国内企业与国外企业仍存在一定差距，尤其是应用于乘用车的650v以上、中高端产品市场上的竞争力较弱。总体上，国内碳化硅器件企业与国外企业存在1~2代的技术代差，国产替代速度较慢。难国产化的汽车芯片主要面临的问题是技术缺失，需要终端客户、设计公司和晶圆厂的共同努力。

（三）极难国产化的汽车芯片

极难国产化的汽车芯片主要包括智能域控制器soc、mpu、智能座舱soc，带导航多媒体soc、mcu等。除了面临上述技术缺失、成本控制等问题外，还面临欧美技术限制的问题。

这类芯片需要从工艺制程环节开始自主研发，工艺开发至少需要2年，ip验证需要1年，再加上产品验证的2~3年，4~5年才可能解决完所有问题。国内汽车芯片厂商普遍采用的fabless模式导致其相较于欧美汽车芯片厂商的idm模式需要更长的产品开发周期。

以智能座舱soc芯片领域为例，高通一家独大，尽管国内已有中低端替代品，但缺乏能与之竞争的高端产品，国产芯片的市场口碑仍在建立中。另外，尽管国产智能驾驶soc芯片也涌现了地平线、黑芝麻、芯驰等龙头企业，一定程度可替代国外产品，但在企业规模、客户群体、工艺制程等方面仍有不小差距。

四、相关建议

（一）建议根据国产化替代难度分阶段关注重点芯片领域的机遇

作为重要的支柱产业，国家之间围绕汽车芯片的竞争将是长期和长链条生态圈的竞争。建议根据汽车芯片国产化替代难度分阶段关注相应领域的机遇，近期建议重点关注电机控制器、电池管理系统sbc、中控主机、各类ecu-mcu、电驱总成、电机控制器igbt等领域的国内龙头企业；中长期建议持续关注在智能域控制器soc、mpu、智能座舱soc，带导航多媒体soc、mcu等领域拥有自主核心技术的国内龙头企业。

（二）建议关注智能网联汽车体系中路端和云端领域的机遇

目前，北京、上海、深圳等很多省市都已经建设了智能网联汽车示范区，随着技术产业化发展，车路云一体化的“中国方案”有望加速落地。智能网联汽车体系需要构建行业共识的汽车产品体系架构，打造智能网联汽车基础平台，突破共性关键技术，包括云控基础平台、高精度动态地图平台、车载终端基础平台、计算基础平台、信息安全基础平台五大新的中央部件和“新型汽车零部件”，建议重点关注在上述领域深度布局的国内龙头企业。

（国新基金）