汽车大国的窘境:95%芯片靠进口,关键芯片都被国外垄断

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  • 来源:仓山新闻

    近年来,我国新能源汽车产业发展取得显著成效,已成为新能源汽车最大的产出国。我国新能源汽车在世界范围内形成了先发优势,并进一步向智能化发展,新能源智能汽车成为未来汽车产业发展的主要方向。


    新能源智能汽车是电子信息技术与新能源汽车技术跨界融合的产物,车规级半导体(车规芯片)是实现智能化和电动化的核心硬件,是产业安全的“卡脖子”技术


    全球汽车芯片市场增长强劲

    目前全球消费电子市场增长放缓,汽车芯片将成为未来全球半导体市场的增量驱动主力。2019年,全球汽车芯片市场规模约为475亿美元,但我国自主汽车芯片产业规模不到150亿元,约占全球的4.5%。与此同时,我国汽车产业规模占全球市场30%以上。汽车芯片占比与汽车产业占比存在巨大差距。


    值得注意的是,我国汽车用芯片进口率达95%,先进传感器、车载网络、三电系统、底盘电控、ADAS(高级驾驶辅助系统)、自动驾驶等关键系统芯片全部为国外垄断,我国自主汽车芯片多用于车身电子等简单系统。随着全球经济合作态势日益复杂,进口渠道风险对汽车产业存在致命影响。


    从一辆汽车单车芯片成本均值看,2019年芯片成本约400美元/车,2022年将达到600美元/车左右。预计2022年我国汽车市场约有2500万辆车,由此估算我国汽车芯片市场可达150亿美元,占全球市场规模的22%甚至更高。汽车芯片市场孕育着巨大的市场机会和潜力空间,中国企业有必要把握机会。


    车规芯片垄断态势亟待突破

    汽车面临的环境复杂多样,因此要求车规芯片具备高安全性、高可靠性、高适应性、高稳定性等特征。汽车电子包括车身控制、底盘控制、智能驾驶、安全系统等,均需要通过芯片实现功能,因此汽车芯片处于汽车电子产业链的最基础地位。同时,车规芯片还要求具有高性价比,以适应汽车成本控制需求。


    近年来,智能新能源汽车的芯片应用快速增长,一辆智能新能源汽车有上百枚芯片,但核心功能主要应用7类芯片,包括感知、控制、计算、通信、存储、安全、功率。而在这些关键芯片领域,产品几乎全部为外国企业垄断,中国企业自主率不到5%。这意味着,一方面,我国急需在这些方向加大自主创新;另一方面,在这些方向上中国企业有很大的发力空间。


    新研发的芯片不是直接就可以上车应用的,还需要通过供应链流程。车规芯片需要严苛的认证流程,包括可靠性、质量管理、功能安全等方面的验证。因此一款芯片一般需要2~3年时间完成车规认证,并最终进入整车厂供应链。而一旦进入供应链,一般就会拥有长达5~10年的供货周期。


    国产车规芯片之所以推广困难,正是因为高安全与高可靠标准、长供货周期、中下游零部件厂商和整车厂长久合作关系等诸多因素,造成目前汽车芯片格局十分稳定,半导体企业、零部件供应商、整车厂商形成的强绑定供应链,推高了行业壁垒。


    从现实看,欧美日目前已形成稳定供应链格局。国内,Tier1(车厂二级供应商)所需汽车电子芯片,通过自主开发和跨境收购有所突破,但Tier2(车厂一级供应商)所需半导体部件,国产能力几乎为零。尽管中国现在有很多汽车芯片设计企业,但都很难真正进入到车企的供应链体系中。


    建立创新生态是解决问题关键

    产业创新生态联动发展,是解决“卡脖子”问题的核心手段,是国家中长期科技发展规划和国家新能源汽车产业规划的重要议题。从国民经济的高质量安全发展、汽车产业供应链的自主可控、汽车芯片产业的巨大市场机遇看,实现车规芯片的国产化和自主化,具有十分重要的战略意义、现实意义和经济效益。


    目前,国内车规芯片面临的核心问题,是标准体系不健全、测试认证平台缺失、技术研发能力不足、关键产品缺乏应用、车规工艺缺乏积累等,导致生态建设严重不足。


    解决上述问题,建议从以下几个方面着手。一是要聚焦重点方向,即聚焦感知、控制、计算、通信、存储、安全、功率等车规芯片,联合产业链上下游协同攻关,进行自主车规芯片的关键技术攻关和典型产品研制。


    二是建设共性平台,组织产业链上下游开展供需衔接、共性技术研发、可靠性评测、功能安全审核、车规级认证及质量审核等,打通自主车规芯片上车应用通道。


    三是完善标准布局,依托共性技术平台,建设中国车规芯片标准体系,用于车规芯片检测认证,形成团体标准,同步推进国家标准和行业标准,并积极参与国际标准制定。


    四是强化推广应用,依托共性技术平台,成立全国跨行业车规芯片创新与产业联盟,联合芯片、软件、零部件、整车等各环节企业,研发自主车规芯片的通用硬件基础平台,向汽车厂商推广应用。


    (作者系中国汽车芯片产业创新战略联盟秘书长)


    作者:原诚寅


    来源: 中国科学报


    原题:我国急需打造自主汽车芯片创新生态