原誠寅：加速國產(chǎn)芯片大規(guī)模上車應(yīng)用

11月8-10日，有汽車領(lǐng)域“達沃斯”之稱的2022中國汽車論壇在上海舉辦。作為汽車行業(yè)的頂級盛會，中國汽車論壇自2011年創(chuàng)立以來，已成功舉辦了十一屆，影響力日益廣泛。

　　本屆論壇由中國汽車工業(yè)協(xié)會主辦，以“聚力行穩(wěn) 蓄勢新程”為主題。政府領(lǐng)導(dǎo)、國際行業(yè)組織、主要車企和新勢力企業(yè)負責(zé)人共聚一堂，探索產(chǎn)業(yè)穩(wěn)增長之大計。汽車之家作為大會的官方合作伙伴，在現(xiàn)場為大家?guī)砼c會嘉賓的精彩觀點。在2022年中國汽車論壇上，中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心總經(jīng)理原誠寅圍繞“車規(guī)級芯片的市場發(fā)展和分析“發(fā)表了演講。

以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實錄：

　　大家好！我是國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心的原誠寅，今天非常高興受2022中國汽車論壇邀請跟大家做個交流，圍繞著車規(guī)級芯片的市場發(fā)展和分析。

　　我今天跟大家交流的內(nèi)容分成四大部分：

　　第一，什么是車規(guī)級芯片？它具體的分類有哪些？還有產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況。

　　第二，對于汽車芯片市場需求的分析。

　　第三，在過去幾年，汽車芯片供需緊張，確實給國產(chǎn)的汽車芯片提供了新的機遇和空間，我們怎么和國內(nèi)的芯片設(shè)計企業(yè)合作，共同推動我國自主芯片上車，給大家做個簡單匯報。

　　第四，圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來展望。

一、汽車芯片定義、分類和產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

　　什么是汽車芯片？由國創(chuàng)中心牽頭，在工程學(xué)會發(fā)布了《純電動乘用車車規(guī)級芯片一般要求》，在這個團體標準中我們首次正式提出了“車規(guī)級芯片”的定義，那就是“滿足汽車質(zhì)量管理體系，符合可靠性和功能安全要求的集成電路”。汽車芯片的全生命周期應(yīng)該包括從芯片設(shè)計、制造、封裝、測試、應(yīng)用到最終的報廢和回收利用，而在芯片設(shè)計過程中，它應(yīng)該符合質(zhì)量管理體系、質(zhì)量控制、功能安全、環(huán)境要求，也包括信息安全要求，包括但不限于功能安全的26262、環(huán)境相關(guān)測試，以及質(zhì)量管理體系，像TS16949。

　　車規(guī)級芯片和我們常用的消費類芯片、工業(yè)芯片有什么差異？車規(guī)芯片要求高安全性、高可靠性、高穩(wěn)定性。同時，由于它的認證周期比較長，需要2-3年才能由芯片設(shè)計企業(yè)產(chǎn)品進入到車輛供應(yīng)鏈體系中，而且周期會比較長，一般是5-10年，同時考慮到備件要求，可能會長達15年甚至20年的設(shè)計壽命要求。從這一點來看，芯片到汽車電子，再到整車，是一個強綁定的產(chǎn)業(yè)鏈，行業(yè)壁壘高，而且合作格局相對穩(wěn)定，快速替代非常困難。

　　圍繞可靠性，我們看到車規(guī)級芯片在溫度適用范圍、濕度、抗電磁干擾、抗機械振動方面，都比消費類和工業(yè)級提出更高要求，設(shè)計壽命也遠長于消費類和工業(yè)級芯片。在安全性方面，圍繞功能安全和信息安全，我們有更多的要求。在穩(wěn)定性方面，指的是質(zhì)量的生產(chǎn)預(yù)知性，就是零失效、零TPM的要求。另外，車規(guī)級芯片較其他芯片來說，它對于性價比的要求也很高，因為它是大批量供貨，同時它又不希望有過高的成本影響最終整車的產(chǎn)品價格。

　　在車上，我們?nèi)绻雌叽笙到y(tǒng)，包括整車、動力、車身、底盤，涉及到智能網(wǎng)聯(lián)或者自動駕駛的互聯(lián)、座艙和駕駛系統(tǒng)，七大系統(tǒng)都會用到我們所說的車規(guī)級芯片。我們也做了分析，傳統(tǒng)燃油車和新能源車有些是共用的子系統(tǒng)，有些是有差異化的。在工信部的指導(dǎo)下，我們梳理起來，七大系統(tǒng)里有29個子系統(tǒng)，跟新能源相關(guān)的有27個，傳統(tǒng)車相關(guān)的有24個，我分別用綠色和藍色在PPT里進行了標識。

　　從大系統(tǒng)到子系統(tǒng)的逐步梳理過程中，我們看到每個系統(tǒng)內(nèi)都有大量的芯片需求，而且確實由于它控制器等級、復(fù)雜程度要求變化，可能芯片的數(shù)量有差異。但是我們看到，基本上趨勢是非常明確的。

　　在典型的新能源汽車各系統(tǒng)中，一般需要400-500顆芯片，里面有一些趨勢我想和大家分享。像BCM、電機控制器，包括車載娛樂系統(tǒng)，它們的芯片數(shù)量需求量是比較大的。智能化、網(wǎng)聯(lián)化功能增加，對于我們的芯片數(shù)量也會提升。但是我們的車也在改進，不斷優(yōu)化，由分布式的電子電機架構(gòu)向中央集中控制改變，一些芯片數(shù)量就會減少。

　　另外，現(xiàn)階段我們看到很多芯片不太像以前只有單一功能，它會集中多種功能，隨著功能集中度不斷提升，芯片數(shù)量也會對應(yīng)減少，但是整體趨勢我們看到，車里每個關(guān)鍵的大系統(tǒng)或子系統(tǒng)都有大量的車規(guī)級芯片應(yīng)用。

　　在傳統(tǒng)的早期新能源汽車里，我們的工藝芯片、控制芯片、電源芯片、通信芯片、驅(qū)動芯片、模擬芯片用量較多。隨著智能化、網(wǎng)聯(lián)化和電動化快速發(fā)展，對于計算芯片、安全芯片，包括一些專用的通信芯片、存儲芯片數(shù)量是持續(xù)提升的。隨著這個發(fā)展，未來一些新的芯片也會找到它的應(yīng)用場景。在中國，我們看到有上百家的汽車芯片相關(guān)開發(fā)企業(yè)、設(shè)計企業(yè)，而且在我們前期的調(diào)研中，發(fā)現(xiàn)有近千款產(chǎn)品是針對車輛進行開發(fā)的，這些企業(yè)主要集中在傳統(tǒng)集成電路的發(fā)展高地北上廣。但是我們也看到，和國外的芯片設(shè)計比起來，我們目前這些大的芯片設(shè)計企業(yè)，他們的產(chǎn)品數(shù)量是有限的，而且他們都處于芯片發(fā)展的早期階段，量產(chǎn)應(yīng)用規(guī)模也比較小。

　　這也可以分為幾大類，一種是傳統(tǒng)的芯片設(shè)計企業(yè)，我在工業(yè)類或消費類上取得了一定成果，現(xiàn)在想進入車規(guī)領(lǐng)域。還有一類是以前海外的車規(guī)芯片企業(yè)高管進入國內(nèi)創(chuàng)業(yè)，有時候會有產(chǎn)業(yè)鏈上下游圍繞特殊應(yīng)用場景下的芯片設(shè)計企業(yè)，也包括我們國內(nèi)收購國外的芯片企業(yè)來進行布局。

　　整體來看，我們現(xiàn)在有70家芯片設(shè)計的上市公司，但是50多家都宣布有車規(guī)級產(chǎn)品，但是大家都面臨普遍的問題，就是種類多、量少、缺乏典型應(yīng)用。所以我們看到未來可能還會有更多的中國芯片設(shè)計企業(yè)進入到這個賽道，我們的建議是什么？要明確你怎么發(fā)揮好你的技術(shù)優(yōu)勢，針對下一步的應(yīng)用有針對性布局，而不要在低端產(chǎn)品上進行無序的競爭。

二、汽車芯片市場需求分析

　　為了推動上下游協(xié)同、溝通、合作，結(jié)合整個國際半導(dǎo)體的發(fā)展情況，我們在工信部的指導(dǎo)下把車規(guī)芯片分成了十大類和60小類，包括控制、存儲、計算、信息安全、驅(qū)動、通信、功率、電源、模擬和傳感器。通過這十大類60小類的分類，將有效幫助我們更好地溝通上下游的需求對接。

　　首先看看控制類和驅(qū)動類，控制類芯片有點類似于在車里的作用，發(fā)揮我們?nèi)说拇竽X作用，主要指的是MCU芯片，還有一部分是SOC芯片。隨著車里電子電氣架構(gòu)復(fù)雜度不斷提升，MCU芯片也將發(fā)揮越來越多的重要作用，而驅(qū)動主要是針對控制器內(nèi)外部設(shè)計和負載的強烈信號進行弱電信號轉(zhuǎn)化。國內(nèi)在高低邊驅(qū)動、橋驅(qū)動以及LED驅(qū)動方面都有一些好的芯片設(shè)計進入到這個領(lǐng)域。

　　計算芯片是現(xiàn)在比較熱的話題，圍繞車輛計算要求不斷提升，特別是自動駕駛的要求提高。它的典型分類有CPU、GPU、ASIC、FPGA。電源管理芯片是針對電子設(shè)備系統(tǒng)中電源的供給、分配、檢測和管理的芯片，包括推動后級電路進行功率輸出，它典型的子分類包括LDO、DC-DC、AC-DC。目前來看，國內(nèi)都有一些企業(yè)在做這些芯片，但是離上車應(yīng)用還有一定差距。

　　存儲類，隨著智能化程度的提高，我們會有越來越多的軟件程序要在車上進行搭載使用，它主要的應(yīng)用場景在智能座艙，包括數(shù)據(jù)接入方面。通用通信類芯片在車內(nèi)應(yīng)用非常多，覆蓋了從CAN PHY、CANFD PHY、LIN PHY、ETH PHY到ETH SWTCH。高速通信類芯片主要有77GHZ射頻芯片、藍牙芯片、Wi-Fi芯片等等。車上有大量的需求，而且國內(nèi)一些企業(yè)都陸陸續(xù)續(xù)有對應(yīng)的產(chǎn)品開發(fā)，但是離大規(guī)模的車規(guī)級應(yīng)用還存在著差距。

　　模擬類器件在車上有大量應(yīng)用，包括模擬類器件包括運算放大器、電芯監(jiān)測芯片、電池劑量芯片。功率器件主要是ITBT、MOSFET等等，主要在新能源車上是大規(guī)模的電容驅(qū)動和功率轉(zhuǎn)換，也包括整流、變壓、功率控制等等。更多的國內(nèi)企業(yè)也在向下一代碳化硅方面的技術(shù)進行轉(zhuǎn)化。

　　傳感和信息安全是隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)要求不斷提升，在車上的應(yīng)用越來越多。傳感器在車上應(yīng)用得越來越多，但是是多種信號的轉(zhuǎn)移，包括壓力、慣性等等一系列，更多的帶著智能化的特征。而信息安全芯片主要針對未來的車輛互聯(lián)以后的數(shù)據(jù)安全，包括使用者的個人信息安全，它也涉及到種類，包括T-Box、V2X等一系列的安全芯片。

三、多措并舉加速國產(chǎn)汽車芯片應(yīng)用推廣

　　整個產(chǎn)業(yè)是非常長的鏈條，因為涉及到汽車和芯片兩大領(lǐng)域，而且在這個鏈條的各個環(huán)節(jié)，他的要求專業(yè)性非常強，同時對于技術(shù)和資本投入的要求很高，產(chǎn)業(yè)鏈高度全球化。國內(nèi)的汽車芯片企業(yè)盡管起步較晚，但是因為我們國家是汽車大國，全世界第一的產(chǎn)銷量，所以在市場的需求拉動下，在國家政策的助推下，發(fā)展是迅速的。在這個模式下，我們認為未來有巨大的機會，我們也做了梳理。

　　從EDA到芯片設(shè)計IP，再到晶圓制造，到封裝，到后期的軟件系統(tǒng)集成，包括控制器的提供，也包括整車上車的應(yīng)用，這些領(lǐng)域都有中國企業(yè)在陸續(xù)進入。目前來看，歐美還是在這方面占有絕對優(yōu)勢，因為他們在集成電路的傳統(tǒng)賽道上優(yōu)勢非常明顯。

　　我們國內(nèi)的汽車企業(yè)作為下游的應(yīng)用方，也高度地參與到了上游的協(xié)同中，特別是看到隨著“缺芯”現(xiàn)象日益嚴重，國內(nèi)車企希望保證上下游安全、整合內(nèi)外資源，過去一年多陸陸續(xù)續(xù)有車企參與到芯片設(shè)計的企業(yè)投融資中。

　　為了加速上下游的對接和推廣應(yīng)用，在工信部的指導(dǎo)下，由國創(chuàng)中心和汽車芯片聯(lián)盟，依據(jù)半導(dǎo)體對接技術(shù)，我們建立了首個中國汽車芯片在線的對接平臺，有140多家單位在這個平臺上，其中有1/3作為用戶，剩下2/3作為產(chǎn)品供給方提供他們的產(chǎn)品信息和測試信息，來助力上下游協(xié)同。

　　另外，為了更好地推動芯片上車后的應(yīng)用，降低自主芯片技術(shù)上車應(yīng)用的風(fēng)險，我們也開始和國內(nèi)的頂級保險公司合作，推出了國產(chǎn)芯片的應(yīng)用保險，平安人保和太平洋、兆易、君正、中電等幾家國內(nèi)芯片企業(yè)達成了芯片產(chǎn)品保險。今年在北京市的支持下，我們把汽車芯片保險列入了《2022年北京市高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金實施指南》中，北京市給予不低于50%的保費補貼。為了更好地助力自主芯片的上升應(yīng)用，我們看到要和下游協(xié)同，要解決下游的真實問題、痛點問題，我們在2021年舉辦了首屆中國汽車芯片的應(yīng)用創(chuàng)新拉力賽。目的是什么？依托自主的車規(guī)芯片去設(shè)計我們解決下游實際問題的汽車電子方案，這就包括無鑰匙接入、信息安全防護、智能泊車、電子后視鏡等一系列應(yīng)用方案。一百多個團隊參與到其中，我們選出了27個項目，而且他們在做樣品，未來會對自主芯片上車應(yīng)用產(chǎn)生巨大的推動作用。

　　另外，為了更好地服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的對接，我們嘗試推動在行業(yè)中建立加強互信互認機制，從芯片器件到芯片系統(tǒng)，再到控制器，再到整車級，覆蓋全品類，不同類的芯片，全層級，還有全維度。從信息安全到可靠性，到功能安全，到EMC，全維度的體系，更好地幫助下游企業(yè)確立對使用國產(chǎn)芯片的信心和決心。

　　通過認證體系、評測體系和標準體系的建立，我們在今年8月份為紫光發(fā)了首張車規(guī)級芯片產(chǎn)品認證證書，而且這樣能夠更好地助力紫光把他們的MCU向行業(yè)推廣。另外，為了幫助產(chǎn)業(yè)對于未來的需求有更好的理解和判斷，我們和中國汽研共同舉辦了“車規(guī)級MCU芯片國產(chǎn)化替代成熟度評價指標體系研究”，為了建立一個圍繞著MCU芯片的量化評價方法來分析我們這類芯片在產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)自主可控、供應(yīng)能力保障、應(yīng)用推廣方面存在的關(guān)鍵因素。同時，針對關(guān)鍵性問題進行針對性解決，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支持。

　　另外，作為芯片聯(lián)盟，我們在過去幾年也嘗試幫助下游的企業(yè)提供更多的深度定制化服務(wù)，比如說幫助國內(nèi)整車企業(yè)規(guī)劃建設(shè)測試平臺，提供芯片、板級到控制器級的測試評價服務(wù)，對于他們?nèi)绻氪笠?guī)模使用國產(chǎn)自主的汽車芯片，提供好的設(shè)計方案的調(diào)研，以及對于一些使用中發(fā)現(xiàn)的問題，進行針對性的溯源和問題的解決。同時，我們也在籌建汽車芯片的專項投資基金，和上下游的伙伴基金高效合作。從成果的孵化到投資聯(lián)動，再包括推動政產(chǎn)學(xué)研、用資創(chuàng)維（音），各大創(chuàng)新要素進行協(xié)同，打造有中國特色的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地。

四、總結(jié)與展望

　　過去幾年中國汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，特別是在智能汽車這個賽道上，而汽車芯片作為里面的關(guān)鍵器件，也遇到了自己發(fā)展的黃金窗口期。當然，在這個過程中還需要上下游共同協(xié)同，圍繞著我們共同的目標，加速推動國產(chǎn)芯片的大規(guī)模上車應(yīng)用，而且通過產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、技術(shù)研發(fā)的有效結(jié)合，真正打造出一個有中國特色的汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)。

　　最后，我代表國創(chuàng)中心和芯片聯(lián)盟再次感謝大會，祝大會圓滿成功，希望未來更多地與大家進行合作。

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