由于多種因素影響，去年以來全球范圍內(nèi)芯片供應(yīng)出現(xiàn)短缺，許多行業(yè)均受到困擾，汽車產(chǎn)業(yè)尤為嚴(yán)重。今年兩會上，多位代表委員呼吁完善車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)布局，穩(wěn)定汽車芯片供應(yīng)鏈。那么，何為車規(guī)級芯片?國內(nèi)企業(yè)如何發(fā)展車規(guī)級芯片?

車規(guī)級芯片受關(guān)注，市場需求不斷增長

與消費(fèi)級、工業(yè)級產(chǎn)品相比，車規(guī)級芯片穩(wěn)定性要求高、研發(fā)周期長、技術(shù)門檻高、資金投入大，因此，發(fā)展車規(guī)級芯片面臨的挑戰(zhàn)也更多。2021年出現(xiàn)的汽車芯片供應(yīng)短缺，一度使得部分汽車企業(yè)不得不“停產(chǎn)待芯”，這也暴露出我國在車規(guī)級芯片上發(fā)展不足的問題。

這些問題引起今年兩會期間多位代表委員的重視。全國人大代表、上汽集團(tuán)董事長陳虹建議，應(yīng)著眼“產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈”，推進(jìn)車規(guī)級、大算力芯片的本土化，支持國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。全國人大代表、小康集團(tuán)董事長張興海認(rèn)為，當(dāng)前，提高車規(guī)級芯片本土化率已經(jīng)成為國家產(chǎn)業(yè)重要戰(zhàn)略方向。

從全球市場供應(yīng)情況來看，目前為止汽車缺芯的局面尚未完全逆轉(zhuǎn)。AutoForecast Solutions數(shù)據(jù)顯示，截至2月13日，今年全球汽車市場由于芯片短缺造成累計(jì)減產(chǎn)量約為52.74萬輛。創(chuàng)道投資咨詢總經(jīng)理步日欣指出，汽車芯片市場規(guī)模較大，產(chǎn)業(yè)鏈條復(fù)雜，短期內(nèi)難以完全達(dá)到供需平衡。2022年汽車芯片的供應(yīng)短缺現(xiàn)象還會存在，但主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)性缺貨。據(jù)了解，按功能分，汽車芯片可分為MCU、AI芯片、功率芯片、模擬芯片、傳感器、存儲器等多種類型芯片。賽迪顧問集成電路中心高級咨詢顧問池憲念表示，2022年，MCU、AI芯片、功率芯片這三大類型車規(guī)級芯片可能會繼續(xù)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。在此情況下，發(fā)展車規(guī)級芯片成為穩(wěn)定汽車供應(yīng)鏈，推進(jìn)高端芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要策略。與此同時，車規(guī)級芯片的未來市場也被廣泛看好。德勤公司預(yù)測，2025年全球芯片行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)6300億美元，其中新能源汽車正成為拉動芯片行業(yè)增長的重要驅(qū)動力，未來5年，汽車芯片復(fù)合增長率約10%，增速位居第一。

汽車向新四化發(fā)展，車規(guī)級芯片更趨嚴(yán)格

一般而言，芯片分為消費(fèi)級、工業(yè)級與車規(guī)級等不同等級。與消費(fèi)級、工業(yè)級芯片產(chǎn)品相比，車規(guī)級對芯片的穩(wěn)定性、安全性方面要求最高。具體來說，車規(guī)級芯片在環(huán)境要求、抗振動沖擊、可靠性、一致性等方面都有著更嚴(yán)格的要求。以溫度為例，一般民用產(chǎn)品的溫度要求是0℃～70℃，發(fā)動機(jī)周邊器件的溫度要求為-40℃～150℃，乘客艙為-40℃～85℃。在抗振動沖擊方面，由于汽車在運(yùn)動環(huán)境中工作，很多產(chǎn)品會遭遇更多的振動和沖擊，因此抗沖擊要求要求會比一般消費(fèi)類產(chǎn)品高很多。隨著汽車向智能化、電動化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化方向發(fā)展，其對芯片的要求更加寬泛和嚴(yán)格。

中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院研究員陳大為在此前演講中總結(jié)了車規(guī)級芯片的幾個特點(diǎn)：一是高可靠性，具體到車用體現(xiàn)為應(yīng)對室外環(huán)境及EMC的要求嚴(yán)苛;二是高安全性，即實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路下的功能安全;三是零缺陷率，需要實(shí)現(xiàn)更高的批次一致性，同時具備10~15年的長期供貨能力。

芯馳科技副總裁徐超也指出，高可靠車規(guī)芯片至少有6個設(shè)計(jì)維度要考量，包括性能、功耗、價格、可靠、安全、長效。一顆車規(guī)芯片，從設(shè)計(jì)到上市，需要2~3年的時間，2~3年之中車型不斷升級和迭代。一輛車的整個生命周期更是需要10年之久。如何把芯片供到5~10年，同時支撐這個車5~10年供應(yīng)售后的保障，是考驗(yàn)芯片供應(yīng)商的一個重要課題。

近年來，我國在車規(guī)級芯片方面取得一定進(jìn)展。比亞迪通過旗下子公司比亞迪半導(dǎo)體的自主研發(fā)，在車規(guī)級MOSFET和IGBT方面取得進(jìn)步，深溝槽型SiC功率模組在真車實(shí)驗(yàn)中的性能表現(xiàn)優(yōu)于國外供應(yīng)商的產(chǎn)品。華為自研的5G基帶芯片巴龍、AI芯片昇騰以及CPU芯片鯤鵬開始在車用領(lǐng)域發(fā)揮作用。吉利旗下芯擎科技自主研發(fā)出7nm車規(guī)級SoC芯片“龍鷹一號”，采用7nm工藝，集成88億個晶體管，將于2022年第三季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。聞泰科技全資子公司安世半導(dǎo)體完成對英國新港晶圓廠(Newport Wafer Fab) 的收購，擴(kuò)大車用半導(dǎo)體的制造能力。

然而，從總體上看，我國車規(guī)級芯片的發(fā)展仍然不足，與國際先進(jìn)水平相比還有很長一段路要走。

加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，牽引汽車芯片發(fā)展

標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)濟(jì)活動和社會發(fā)展的技術(shù)支撐，是國家基礎(chǔ)性制度的重要方面。發(fā)展車規(guī)級芯片離不開相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)與規(guī)范。陳虹在提案中就建議通過政策引導(dǎo)，多方協(xié)同建立車規(guī)級芯片統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并成立第三方檢測認(rèn)證平臺。陳大為則指出，從發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國國產(chǎn)汽車芯片的高可靠芯片設(shè)計(jì)能力依然不足。由于國內(nèi)芯片業(yè)的發(fā)展歷程較短，且以消費(fèi)類芯片占比居多，高可靠設(shè)計(jì)能力有待進(jìn)一步提升。而我國車規(guī)芯片的系列標(biāo)準(zhǔn)仍舊缺乏，特別是缺少車規(guī)芯片的基礎(chǔ)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。因此，加強(qiáng)國產(chǎn)汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)化工作將是未來發(fā)展的重要方向之一。

事實(shí)上，國際標(biāo)準(zhǔn)組織就非常善于綜合運(yùn)用政策、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證等手段，牽引產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這一點(diǎn)值得我國借鑒。比如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)就在IEC 61508的基礎(chǔ)上專門針對汽車電子電器系統(tǒng)制定車用安全標(biāo)準(zhǔn)《ISO 26262道路車輛功能安全》，該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋車規(guī)芯片包括需求規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、集成、驗(yàn)證、確認(rèn)和配置的整體開發(fā)過程。為實(shí)現(xiàn)汽車芯片的穩(wěn)步發(fā)展，我國也需要對產(chǎn)業(yè)鏈各階段制訂標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行規(guī)范，包括圍繞設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流片、封裝測試、建立檢驗(yàn)、應(yīng)用驗(yàn)證來分別制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，從而引領(lǐng)指導(dǎo)國內(nèi)汽車芯片的良性發(fā)展。

加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)工作的同時，車規(guī)級芯片的發(fā)展也需要產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)各企業(yè)的協(xié)同推進(jìn)。產(chǎn)業(yè)界應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，車規(guī)級芯片標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn)與行業(yè)發(fā)展程度是密切相關(guān)的，兩者相互促進(jìn)。標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)當(dāng)關(guān)注行業(yè)發(fā)展進(jìn)程，與行業(yè)的發(fā)展相互配合，在滿足行業(yè)需求的同時，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。