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提升自主可控能力,保障产业供应安全——上汽集团汽车芯片国产化工作思考

2023-02-23 15:49:46 赵明灿 阅读:
在面临缺芯的大环境以及在中国汽车工业未来发展的环节当中,我们应如何保障供应链安全,如何推进芯片国产化呢?

2023年2月23日,在上海浦东喜来登由由大酒店AspenCore举办的“2022国际汽车电子创新发展论坛”上,上海汽车集团股份有限公司规划部总经理潘吉明发表了“提升自主可控能力,保障产业供应安全——上汽集团汽车芯片国产化工作思考”的主题演讲。在面临缺芯的大环境以及在中国汽车工业未来发展的环节当中,我们应如何保障供应链安全,如何推进芯片国产化呢?d9Wednc

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据介绍,上汽集团现在是全国最大的汽车公司,去年实现了新能源汽车和海外销量的“双100”(百万销量)。这么大的体量,对于集成电路的需求也是非常大的。潘吉明指出,事实上,在缺芯之前,汽车行业和集成电路行业的对接并没有那么的紧密。汽车行业是通过一级供应商、系统供应商、二级供应商、控制供应商,然后再去跟芯片企业进行对接。而且跟芯片企业对接,首先是跟芯片的设计企业对接——在中国大量的设计企业不是IDM,它只是做设计,另外再找代工企业,所以产业链非常长。整车厂本身并没有和芯片集成电路企业发生直接的联系,但是缺芯这件事情让大家走到一起,不得不去应对这样的困境。简单来讲,小小的一块芯片可能就价值十几元、几十元,但是影响的是一辆车。如果缺少一个芯片,整个的车就没办法造出来,它所影响的产值就大了,一台车最起码是10万以上的价格。d9Wednc

上汽集团汽车芯片国产化背景

从上汽集团国产化推进的角度来讲,有几个方面的思考。d9Wednc

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第一,保供应(保障供应链安全)。2020年全球汽车芯片的市场规模超过380亿美元。到2026年,全球汽车芯片市场规模将达到676亿美元,但是,2020年,国内的自主车规级芯片产业规模在全球的占比不足5%,汽车芯片对国外的依赖度非常高。“也就是说,真正意义上的国产芯片只占5%。在这么多芯片当中只有5%来自于国内设计,还不是国内设计加制造。”潘吉明强调。d9Wednc

“从这个角度来说,芯片的短缺,如果从短期来看,我们缺MCU就抓MCU,缺存储芯片就抓存储芯片,那我们抓的方向是不对的。对于每个企业来说缺芯的情况是不一样的,往往是因为供应链上,比如英飞凌在某一个工厂出了什么问题,是疫情的问题,还是火灾问题,然后这个芯片就短缺了。它完全是一个随机发生的事件,所以我们用短期的方法去解决长期问题不行。”潘吉明指出。d9Wednc

“从长期来看,我们要实现芯片产业链的可控,这就牵扯到要把芯片国产化比例提上去。换句话说,95%芯片是在海外供应链上提供的话,这对我们来说风险就太大了。这就是保供应。”d9Wednc

第二,强基础(强化汽车产业的发展根基)。中国汽车产业不仅规模大,而且新能源车、智能网联车的增长速度非常快。数据显示,中国汽车市场规模长期来看将占有全球30%左右,形成绝对优势。去年全球汽车销量是8400万辆,其中在中国生产卖到国内市场和全球市场的总共有2686万辆,占全球份额的32%。其中新能源汽车又占乘用车全球68%。随着新能源车和智能网联汽车的发展,预计单车汽车芯片量会增加,价格也会增加,单车用量都会增加到1000颗以上,价值增加到400美金以上,这是潜在增量芯片带来的机会。d9Wednc

“汽车芯片对于汽车产业影响是越来越大的。国内汽车芯片产业乐观发展,已经涉及到我国汽车产业发展的高度和汽车强国建设的根基问题,所以成为我国汽车产业亟待突破的一个短板。”潘吉明再次强调。d9Wednc

第三,提能力。这就涉及到地缘政治恶化,涉及到风险应对的能力,这对我们是一个长期影响。“当然,前面也分析过了,其中很多是对先进制程或者高端技术的限制,对汽车芯片这些成熟制程来说相对比较小。但是我们也不可否认,其中还有一些政治上的因素,因为欧美法案在没有出台之前,芯片分配还是抱有商业化分配方式。一旦政治和经济结合在一起的时候,如果我们产业链还是依赖于国外,那么在分配当中就会出现其他因素,这也是我们要考虑的。所以汽车芯片产业的国产化推进,不仅仅是为了缓解短期供应短缺的问题,也是为了构筑我国汽车产业长期发展根基的问题。而地缘政治恶化也推动了我们加速芯片国产化的工作。”潘吉明表示。d9Wednc

上汽集团汽车芯片应用情况

上汽和芯片企业没有直接对接,所以在出现芯片缺件问题以后,非常认真地研究了汽车芯片产业,做了一些研究和趋势分析,潘吉明表示。d9Wednc

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从当前应用情况来看,汽车芯片大概包含11类芯片,包括电源、主芯片、驱动芯片、传感器芯片、通信芯片、存储芯片、信号链芯片、射频芯片、图像处理芯片、集成芯片和其他芯片。上汽现在在整车上用的这些芯片大概有1600多个型号,90%以上是需要靠进口获得的。从调研的情况细看,这些领域国产化成熟度是不一样的,可以把它分成三大类:第一类是国内能找得到成熟芯片,只要运用就行了,只是尚且还没有使用;第二类是能够找到解决方案,但是芯片供应商目前还在设计阶段,没有完成流片,还在项目过程当中;第三类是国内实在找不到的。“根据我们大致的排摸,第一类芯片大概在1600多个型号种类当中占30%左右。第二类大概也有30%左右,已经有供应商愿意做了。第三类大概在40%左右,到目前为止我们也没有找到潜在的供应商。”潘吉明补充说,“所以希望在国内找不到供应的芯片类型,包括都没有设计方案的芯片类型,能够有更多的人愿意加入到汽车芯片这个行业当中来。” d9Wednc

从未来发展趋势来看,应用领域主要是新能源、智能网联、互联互通、信息娱乐。从芯片特点来看,高算力的芯片、高性能的芯片、高集成度的芯片以及领域特色的芯片,发展是比较快的。d9Wednc

从国产推进特征来看,上汽也跟很多芯片企业对接,发现很多不足的地方到底在哪里呢?安全等级和温度等级相对不是太高端,比如安全等级在B级,温度等级在1级以下的,这些在国产化芯片当中的成熟度是比较高的。但是如果出现在安全等级到D级,很多是用在自动转向这样的安全等级非常高的控制芯片,以及温度等级高到0级的芯片就比较缺。还有和主芯片强绑定的辅助芯片,像电源芯片的国产化难度也比较高。还有定制和专用的芯片、集成类芯片、低价格的芯片。低价格的芯片往往都不是技术问题,而是商业问题,所以从这个角度来说,国产化难度也挺高。综合来看,既有技术方面的原因,也有商业方面的原因,推进难度就比较大。d9Wednc

上汽集团汽车芯片国产化推进策略

上汽基于这个情况,加大整车的吸引力度,不再完全依靠供应商去跟芯片企业打交道。上汽的研发总院直接拉动芯片国产化工作,制定了三方面推进策略:第一是快速推进成熟芯片的落地;第二是实施重大项目的攻关,难点项目的攻关;第三是完善产业生态,帮助整车厂和芯片企业做更好的对接。d9Wednc

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第一,针对成熟芯片快速落地层面,后续需要控制器配合和整车适应性验证是非常重要的。“所以芯片企业跟我们对接以后经常会问一个问题:我们的芯片已经做得不错了,也通过了AEC-Q100认证,什么时候能够装车?原来我们做芯片验证的时候或者在做整车的时候,我们跟芯片的计划没有结合在一起。我们是有新车你就上,但是上之前你得先跟控制器供应商谈好,要先跟我们商务谈好,然后才能正式装车。现在如果采用这样的机制,速度就比较慢,所以上汽现在推出专门整车验证的流程,你现在没有跟我谈完商务没关系,只要你的芯片经过验证,就是基本的检测报告是有的,可以用来做装车验证的就可以。如果你现在还没有控制器供应商也没关系,我可以帮你介绍,甚至说整车简单搭载一个控制器,让你能够上车先做验证。我们会拿出一款整车排时间,像班车一样,每半年我们开一辆车,赶得上的咱们就上,赶不上的就下一班,让尽可能多的国产化芯片能够在我们验证平台上做冬季夏季实验,完成以后再同步去解决控制器的问题,同步去解决商务的问题。如果验证合格的话,这样就能大大缩短国产化的进程。因为国产化芯片从设计、制造到验证,到整车验证,整个环节是很长的,没有三年左右是完不成的,我们想通过这样一种流程来加速芯片的应用。”潘吉明解释说。d9Wednc

第二,关于实施重大项目攻关,这块难度比较高,其中有各种各样的原因,包括技术上的原因和商务上的原因。“已经有潜在方案的希望跟我们加快对接,在我们清单上也都有,我们会加速推动。因为我们的班车,如果你赶得上就能早半年进行验证。如果没赶上可能就晚半年,我们会跟这些潜在的已经有设计计划和流片计划的企业进行对接,跟他们一起排好上车验证的计划。”d9Wednc

“另外关于高车规等级、高安全等级的芯片,我们也会拉着他们一起做重大的攻关项目。目前我们已经组织了一批,比如用在转向管柱上面的,商用车逆变器上面的碳化硅芯片以及4D毫米波雷达、传感器、高清视频传输,这一系列有攻关难度的项目都已经立项,现在在推进过程当中了。我们也希望大家跟我们对接,在攻关领域上如果有愿意做的,和我们整车厂一起建立这样的攻关项目。”潘吉明表示。d9Wednc

第三是完善产业体系生态。“毕竟是两方面的产业,我们刚开始研究的时候发现,两个产业讲话,对芯片种类分类都是不一样的。我们的分类是从应用角度去看,而半导体行业分类是从半导体本身分类规则去看,从对话来说还是需要当中翻译的。所以我们需要建立一个双方之间能够把车和芯联动起来的产业生态,这是非常重要的,而目前这样的产业生态不是太全面,很多也不是很权威。我们出于应用的目的,想作为发起人把这样的生态初步建立起来。”潘吉明谈到。d9Wednc

完善产业生态体系

上汽现在主要在做芯片行业和汽车行业对接当中比较关键的两件事情。第一个事情,上汽会和上海工研院联合发起(其背后也有相关的投资方),建立汽车芯片工程中心;也联合了嘉定区工业区,共同发起第三方芯片公共孵化平台。d9Wednc

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国内汽车芯片和国外领先的汽车芯片最大区别是,国内主要是设计公司为主找代工,而国外比较强的芯片企业(五大)则都是IDM。虽然也有历史上演变的原因,因为台积电代工本来就是比较晚才出现,而这些大牌汽车芯片厂商早就已经出现了。更多的情况是国内设计企业相对来说都比较小,没有能力去投真正自己的流片线,所以采用的是设计+代工方式。d9Wednc

实际上汽车芯片由于小批量多品种的特点,它需要在设计环节和制造环节进行非常好的互动联动。现在设计企业会碰到一个问题,就是找不到代工企业帮它做汽车芯片的代工。“如果你的量很小的时候,代工厂也不愿意,因为它的主要产能可以用在其他行业上面,会比汽车芯片流片更有经济性。从这个角度来讲,需要有些人愿意来帮设计企业做工艺的验证,然后再转向最终的晶圆厂。原来工研院在集成电路方面,在传感器方面就有类似的尝试,而且做得相对来说比较成功。所以我们双方考虑把它比较成熟的经验延伸到汽车芯片上来,这就是我们搞汽车芯片工程中心的初衷。”潘吉明解释说。d9Wednc

“它可以承担我们两方面的职责。一方面,它相当于上汽集团外部的专家团,可以帮我们解决第二类芯片和第三类芯片,涉及到攻关的和现在还找不到技术方案的,通过它可以来帮我们寻找。然后,它能够帮助目前已经在设计上国产化的,就是国内设计公司如果把芯片在国内实现流片,它可以来帮你一臂之力。我们准备在工程中心里面搭建中试工艺线,分三批,先从一千片单台机的到双台机的供应线,再过几年实现5000片每个月的小批量车规制造线。也就是说,你的芯片如果设计完以后或者在设计过程当中可以和芯片工程中心互动,由它来帮助你在中试线上面进行晶圆量产,在量产过程当中和上汽进行对接。实现整车验证完了以后,如果商务谈判都成熟的情况下,你就可以得到大批量的应用。当你的使用量比较大的情况下,我们再帮着推荐到相应的国内晶圆制造厂,利用它的产能再进行制造。这样一来就能帮助中小企业快速成长。d9Wednc

“第二方面,我们正在联合芯片工程中心和上汽汽检所(机动车质检中心)搞一个共同的车规级芯片检测平台——从车和芯片两个角度,因为工程中心是从集成电路行业过来的,而上检所则更多是从整车验证的角度,整车试验的角度。目前国内的车规级芯片缺乏检测标准,通过两家公司的合作可形成一个检测性的平台。d9Wednc

“这两个建设的生态,上汽虽然是发起者,但上汽不在里面拥有很大的发言权。我们更多是把生态建起来,希望交给第三方,让它更多地中性化建设起来,让它成为芯片企业和整车企业,芯车联动的服务型平台。”d9Wednc

最后,潘吉明总结说,上汽需要芯片行业来支持保证产业链的稳定,但上汽也会积极做好龙头牵引作用,帮助芯片企业创造良好的应用环境。d9Wednc

责编:Franklin
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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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