黃芳芳

某國產(chǎn)手機品牌在北京地鐵上的廣告中，突出其采用高通驍龍芯片的字眼。手機芯片是國產(chǎn)手機行業(yè)的痛，汽車芯片又何嘗不是汽車行業(yè)的痛呢？

國產(chǎn)汽車芯片的尷尬

在2018年中國北京國際科技產(chǎn)業(yè)博覽會（科博會）上，一位頭發(fā)花白的老者向某汽車廠商的參展人員發(fā)問：“你們?nèi)绾巫屍囆酒槐蝗丝ú弊樱俊?/p>

參展人員略顯尷尬，只回了一句：“我們是主機廠（整車生產(chǎn)企業(yè)），不生產(chǎn)芯片。”

從產(chǎn)業(yè)鏈上來看，汽車芯片企業(yè)算是汽車主機廠的三級供應商。一般汽車主機廠不會涉足芯片研發(fā)。然而，有危機意識的廠商，會通過并購相關企業(yè)來布局芯片。比如，2016年10月，高通收購恩智浦半導體，助其拓展汽車芯片市場。中科院微電子所新能源汽車電子研發(fā)中心主任王云告訴《經(jīng)濟》記者，盡管高通不是汽車主機廠，此舉也凸顯了布局汽車芯片的重要性。

記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，芯片是一個復雜的詞匯，即便是汽車芯片，也包含很多種類。一輛傳統(tǒng)汽車要用到數(shù)百顆，甚至上千顆芯片。應用于汽車的芯片，主要包括動力系統(tǒng)控制器芯片、汽車操縱系統(tǒng)的芯片、行動系統(tǒng)的芯片，比如用發(fā)動機控制的ECU、整車控制的VCU等，以及其他服務功能的芯片，比如應用在導航、聯(lián)網(wǎng)通信、汽車內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊、音響、收音機等。

“國產(chǎn)替代的進口芯片主要有雨刷器芯片、胎壓芯片、周邊輔助芯片等?！蹦暇┤A威智能汽車系統(tǒng)有限公司董事長孫海東告訴《經(jīng)濟》記者，以汽車的核心部件——發(fā)動機的控制器芯片為例，目前主要都依靠進口。這也說明，目前我國集成電路產(chǎn)業(yè)在可控的產(chǎn)業(yè)供應鏈中能力不足。議價能力、被服務的能力都受到制約。同時，也造成了我國民族汽車產(chǎn)業(yè)獲取的利潤極為有限。

因安全性導致的壁壘

據(jù)報道，2017年全球汽車芯片市場規(guī)模約為280億美元，我國汽車芯片市場規(guī)模約占全球的20%，但國產(chǎn)汽車芯片占比不到1%，絕大部分市場被NXP（恩智浦）、英飛凌、瑞薩、意法半導體、TI等國際廠商等占據(jù)。

從上述數(shù)據(jù)可以看出國產(chǎn)汽車芯片舉步維艱的境地，為何會如此呢？很大一部分原因是汽車的安全性而造成的壁壘。

“與消費電子行業(yè)相比，汽車電子行業(yè)非常強調(diào)芯片的安全性和可靠性。這也是汽車電子芯片設計的難點所在?！蓖踉票硎?，汽車對芯片的安全性和可靠性要求極高，電磁干擾、溫度、震動等都會對其造成影響，極大地增加了汽車芯片的設計難度。

從芯片設計角度來說，即便是國際一流的芯片公司生產(chǎn)的芯片早期也會有各種Bug（缺陷）。這些芯片在試錯過程中不斷迭代。但是，汽車電子芯片所遇到的問題是，芯片企業(yè)沒有多少試錯空間，一旦芯片出現(xiàn)問題，就可能對整車性能或者安全性造成損失，需要整車召回。這也導致一種壁壘，即整車廠出于安全的考慮，選擇最成熟的一級供應商（如零部件解決方案的供應商）。后者在選擇零部件時，也會傾向選擇更成熟的產(chǎn)品，國產(chǎn)芯片可能進不了一級供應商的體系，更難進入整車廠的體系。

王云指出，汽車廠商更愿意選擇老牌的芯片供應商，如NXP（恩智浦）、英飛凌、瑞薩、TI（德州儀器）等。汽車電子芯片的周期長達5年-10年。整車廠不會輕易更換器件。進不去的企業(yè)就被這一門檻擋在外面。“如果第一步邁不出去，就很難形成迭代的過程?！?/p>

那么，誰來使用國產(chǎn)芯片，就成了一道難解的題目。

“現(xiàn)在跟車本身安全性和控制性越少的芯片，越容易取得突破?！蓖踉票硎?，從目前來看，國產(chǎn)芯片要在汽車電子行業(yè)取得突破，可能從后裝市場向前裝市場的途徑。前裝是指在整車規(guī)劃時，被列入整車廠的采購計劃。后裝類似于行車記錄儀、流媒體后視鏡、導航儀等后裝入車內(nèi)的產(chǎn)品。相對而言，后裝比前裝的要求低很多，應用的突破也更快。

新能源汽車芯片迎來新機會

新能源汽車產(chǎn)業(yè)，對于中國而言是一個難得的發(fā)展機會。改革開放40年以來，我國積累了不少技術(shù)和人才基礎。

王云認為，新能源汽車的發(fā)展，會給國產(chǎn)供應商帶來兩大機會，一是功率器件方面，如IGBT、碳化硅的功率器件。二是給電池管理帶來了新機會，電池是關鍵部件。國產(chǎn)廠也慢慢占據(jù)BMS系統(tǒng)（電池管理系統(tǒng)）的主流，約為市場提供90%的系統(tǒng)。但電池管理所用的芯片多采用進口。可喜的是，我們通過系統(tǒng)的自主研發(fā)，也帶動了芯片的研發(fā)。盡管汽車芯片是最難突破的，但也給芯片在新能源汽車領域的應用帶來一些突破。

“入行之初，我們主要做功能手機端控制器芯片、智能卡，以及其他外圍芯片，沒能真正打入手機芯片的內(nèi)核?！睂O海東遺憾地向記者講述當年在手機芯片領域發(fā)展的窘境。盡管小企業(yè)在通訊領域突圍較難，但汽車行業(yè)卻有廣闊的市場前景?！笆謾C需要把各種功能一步步集成到單個超大規(guī)模的集成電路里，但汽車相反，各個模塊是相互獨立的?！卞e失手機芯片的市場，孫海東更加看好汽車芯片的前景。十年前，他開始轉(zhuǎn)向布局汽車芯片?！安贿^說實話挺難的?！?/p>

創(chuàng)新工場董事長李開復曾說：“創(chuàng)業(yè)就是要細分壟斷。”做汽車芯片要想成功也要找到細分市場和新的切入點。只有找到創(chuàng)新點，在一個方向或系列產(chǎn)品上堅持不懈，才能替代國外產(chǎn)品，與之競爭，甚至超越他們。

對于中小企業(yè)研發(fā)芯片，孫海東認為，最合適的方式是“以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)”，即企業(yè)先找到一個盈利的方向，然后用持續(xù)盈利的資金來支持芯片研發(fā)。未來在汽車芯片方面，他將專注于兩個垂直方向：一是希望用5-7年的時間，完成清潔能源增程器發(fā)動機上控制芯片的國產(chǎn)化；二是參與研發(fā)將來很可能受制于國外供應商的新能源汽車功率半導體芯片。盡管國內(nèi)已有功率半導體芯片的布局，但尚未出現(xiàn)能夠大規(guī)模替代國外的芯片產(chǎn)品。

自動駕駛帶來的新機遇

自動駕駛的新賽道也催生了新的機會。

在芯片行業(yè)15年的從業(yè)經(jīng)歷，讓AI初創(chuàng)公司地平線機器人技術(shù)戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁李星宇對國產(chǎn)和國際半導體行業(yè)體會頗深。入行時，他在中國第一家半導體上市公司杭州士蘭微電子。當時他所參與的國產(chǎn)加密芯片項目，沒能挺過黎明前的黑暗。

芯片屬于長周期行業(yè)，過去的從業(yè)經(jīng)歷，讓李星宇得出這樣一個結(jié)論：每一代芯片從設計開始通常要5年才會產(chǎn)生收入。因此，它的長周期性，對企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略是一項巨大的挑戰(zhàn)。

然而，在新時代，芯片行業(yè)發(fā)生了巨變。過去，芯片行業(yè)看重成本控制、渠道管理，以及對廣泛需求的把握等。“芯片公司先做出芯片，算法要削足適履，適應芯片的計算構(gòu)架。”這樣的芯片很通用，但能效不高。

在人工智能時代，基于應用場景驅(qū)動、計算構(gòu)架與算法協(xié)同設計的芯片開發(fā)理念才能順應潮流。李星宇認為，讓計算構(gòu)架和芯片協(xié)同創(chuàng)新，將改變芯片行業(yè)的設計理念，同時也給中國初創(chuàng)企業(yè)提供一個新的賽道。

相比傳統(tǒng)汽車，ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）對于汽車芯片的功能安全要求更高，同時要求芯片具備高計算量、高帶寬、高頻率、高吞吐率以及異構(gòu)設計等特性。中國軟件評測中心常務副主任劉法旺告訴《經(jīng)濟》記者，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和應用，汽車芯片要求更好地支持深度學習算法和模型。目前，國內(nèi)企業(yè)可以考慮立足國情，從感知環(huán)節(jié)入手，搶占汽車AI感知芯片的發(fā)展機遇。

然而，在自動駕駛汽車的量產(chǎn)尚未崛起時，這一航道的玩家，仍然要靠ADAS去生存。

自動駕駛芯片的演進有兩種套路，一種是英特爾（Mobileye）先從ADAS芯片入手，然后逐漸向高階走，到自動駕駛。另一種像英偉達高舉高打，做性能最強的GPU處理器。但在奧迪和特斯拉的量產(chǎn)車上用的都是像Parker、TK1這樣的低端GPU型號。大家從不同的坡，爬同一座山。

在與客戶溝通的過程中，李星宇發(fā)現(xiàn)，起初對方只需要簡單的ADAS解決方案，而今年發(fā)現(xiàn)客戶要求變成更加全面的ADAS，還增加了對車內(nèi)駕駛?cè)吮O(jiān)控的需求。Uber、滴滴順風車等致命事件后，業(yè)界已經(jīng)形成共識：不僅需要對車外的感知，對車內(nèi)駕駛員的感知也成了必選項。

一件東西不可能適配所有的需求?？蛻舳ㄖ苹男枨笠彩且环N新機會。每家車廠對傳感器的要求和針對場景不同，各個地區(qū)之間差異明顯。北美與中國的駕駛環(huán)境有差異，固定的解決方案不能滿足差異化的需求。以中國駕駛環(huán)境為例，自動駕駛在高速路上并非高頻需求。而在低速擁堵的場景和泊車的場景，是國人對自動駕駛的高優(yōu)先級訴求。對于中國特色的駕駛場景，需要開發(fā)新的解決方案，這也給初創(chuàng)企業(yè)帶來新的機會。

前路在哪里？

未來汽車芯片行業(yè)如何做強？劉法旺建議，由于汽車產(chǎn)業(yè)的帶動效應大，國家可以考慮通過集成電路大基金等加大對汽車芯片研發(fā)企業(yè)的支持力度，同時引導社會資本加大對汽車芯片研發(fā)企業(yè)的投入。此外，引導芯片企業(yè)加強與主機廠、核心零部件供應商的對接，圍繞應用需求找準產(chǎn)品定位，尋求差異化競爭，加快推進商業(yè)化應用。

劉法旺進一步表示，首先，采用系統(tǒng)工程方法進行頂層規(guī)劃，優(yōu)先做到總體可控，進而逐步實現(xiàn)自主可控。其次，圍繞產(chǎn)業(yè)需求，加強資源對接和整合，尋求差異化競爭，加快推進商業(yè)化應用。最后，加強人才引進和培養(yǎng)，聚焦芯片安全，建立車規(guī)級芯片的標準體系及測試規(guī)范。

“企業(yè)要有國際視野，堅持最高的全球標準要求自己，必須贏在世界，才算真正掌握核心技術(shù)?！崩钚怯钫J為，寧德時代是中國少有的掌握核心技術(shù)的現(xiàn)象級公司，因為它一開始就堅持最高標準，主攻寶馬這樣的頂尖客戶?！澳銜愕母偁帉κ衷絹碓较?，把自己的對手定位于谷歌、Intel，你就會吸引到最頂尖的人才，做出最好的產(chǎn)品?！?/p>

目前，國產(chǎn)芯片已經(jīng)率先在消費領域取得突破，華為海思的麒麟芯片是其中的典型代表。未來國產(chǎn)化芯片的應用將逐漸從消費領域慢慢向等級更高的工業(yè)領域或汽車行業(yè)邁進。王云建議，要加強產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈帶動作用。國家也逐漸在項目上給予一定的支持和引導。2018年1月，國家發(fā)改委公布了《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，四次提及芯片。這意味著，國家意識到芯片的重要性。如果總是采用進口芯片，也會容易被人卡脖子。

核心技術(shù)的打磨需要時間，正如航空發(fā)動機一個型號的定型至少需要15年，這是客觀規(guī)律。在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、新舊動能轉(zhuǎn)換大背景下，如何突破核心技術(shù)，也考驗著政策制定者、產(chǎn)業(yè)界、金融界的眼光和智慧。

電池智能管理保護芯片的突破

電池智能管理保護芯片作為電池組和電池管理系統(tǒng)（BMS）以及駕駛者之間溝通的橋梁、關鍵銜接件，是保證電池安全可靠和充分發(fā)揮電池能力的核心芯片。目前我國缺失BMS芯片核心設計技術(shù)，這一領域完全被國際公司所壟斷，導致我國BMS車載芯片全部依賴進口。中科院微電子所實現(xiàn)了電池組智能管理芯片核心技術(shù)的突破，成為國內(nèi)首家也是唯一一家推出該系列化芯片產(chǎn)品的機構(gòu)。

針對電動工具、電動自行車和新能源電動車市場，中科院微電子所自主研發(fā)了系列多節(jié)鋰電池管理芯片，部分芯片已實現(xiàn)了小批量量產(chǎn)。此外，中科院微電子所與深圳市德賽微電子技術(shù)有限公司合作研發(fā)的單節(jié)鋰電池管理芯片已于2015年實現(xiàn)量產(chǎn)出貨，截至目前累計出貨1億顆。