蔡義強
秤砣雖小,能墜千斤。誰也不曾料到,龐大的萬億汽車產業(yè),有朝一日竟被小不起眼的芯片所掣肘。
在傳統(tǒng)汽油車上,平均一輛車只需要500到600顆芯片,如今隨著汽車電動化、智能化、網聯化、共享化的“新四化”發(fā)展,芯片的地位進一步提升,平均一輛車上搭載的芯片數量高達1000顆以上,一輛新能源汽車搭載的芯片數量可以超過2000顆,而一輛高端智能汽車上搭載的芯片數量甚至高達5000顆以上。
一旦缺少汽車芯片會有多痛苦?這三年我們都有切身感受。
汽車芯片危機起源于2020年初,受國外疫情暴發(fā),貿易沖突加劇,主要芯片企業(yè)停產以及一系列“黑天鵝”事件的影響,國際汽車芯片產能大幅降低,汽車行業(yè)整體“芯荒”加劇,在終端市場呈現出“一車難求”或“缺配交付”的情況。
彼時,芯片能供應多少,汽車就只能生產多少,其重要性不言而喻,這種情況即使到了2022年下半年,汽車芯片供應偏緊的局面仍然沒有解決。
目前我國汽車的芯片自給率不足10%、國產化率僅為5%,供應高度依賴國外,供需端嚴重失衡。在需求側:中國汽車約占全球30%,是車規(guī)級芯片需求最大的市場。在供給側:國內汽車芯片進口率高達95%,像用于動力系統(tǒng)、底盤控制和ADAS等功能的關鍵芯片均被國外巨頭壟斷,中國企業(yè)幾無話語權。
在汽車“芯荒”及地緣政治博弈大背景下,供應鏈安全再度被推上臺面,加速產業(yè)核心環(huán)節(jié)自主可控成為上下游的共同選擇。強化芯片產能的可控性,既保證供應鏈的安全穩(wěn)定,又關系到未來我國汽車產業(yè)的健康發(fā)展。
火車跑得快,全靠車頭帶。作為央企,東風公司一直保持“掌握關鍵核心技術,就是掌握企業(yè)發(fā)展命脈”的執(zhí)著追求和清醒認知。進入新時代,面對新一輪產業(yè)變革浪潮,東風一以貫之把科技作為企業(yè)的核心驅動力,在努力實現科技型企業(yè)轉型的同時,引領我國汽車產業(yè)高質量發(fā)展。
在汽車芯片領域,車規(guī)級功率半導體模塊(IGBT模塊),是新能源汽車電控系統(tǒng)上的核心零部件之一,由于直接控制全車交直流轉換、高低壓功率調控等核心指標,被稱為新能源汽車的“最強大腦”。
為打破國外對IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)產業(yè)壟斷,加速車規(guī)級芯片布局,著力突破這一“卡脖子”技術。2019年6月,東風公司與中國中車兩大央企在武漢合資成立智新半導體有限公司,旨在實現IGBT核心資源自主掌控,并順利實現了IGBT產品量產,目前該生產線工藝處于國際領先水平,可實現日均產能1000只,年產能達到30萬只。
在穩(wěn)定日常生產的同時,智新科技還成功研制出IGBT的升級產品——電壓能力為1200V的寬禁帶半導體的碳化硅功率模塊,作為第三代半導體,它可實現更低損耗、更高效率,并且能承受更高溫度和更高的電壓。該模塊可以實現10分鐘充電80%的超高效率,將于明年正式量產裝車。
考慮到汽車安全性與功能性,車規(guī)級芯片產品在可靠性、一致性、安全性、穩(wěn)定性和長效性方面有著十分嚴格的要求。
由于國內芯片公司起步晚,技術積累時間不長,占市場主流的美日歐整車品牌擁有固定的供應鏈,國內芯片公司滲透進度較慢,車規(guī)級芯片國產化率較低。另一方面,要想改變車規(guī)級MCU市場長期被外資巨頭壟斷的局面,必須建立完善的產品體系,并以絕對的體量規(guī)模帶動上下游,這樣才能真正讓產業(yè)成長起來,這是任何單一企業(yè)難以承擔的。
針對這種情況,近年來,在最為緊缺的功率芯片、控制類芯片等車規(guī)級芯片領域,東風公司充分發(fā)揮央企“鏈長”作用,不斷擴大“朋友圈”,牽手行業(yè)合作伙伴,力爭實現“中國芯”的自我突破。
例如,2021年9月,東風公司與中國信科達成戰(zhàn)略合作,以汽車MCU芯片為合作重點,共建汽車芯片聯合實驗室,推進車規(guī)級MCU芯片在武漢落地布局;并與中芯國際合作,完成設計首款MCU芯片,其功能性能指標達到國際領先水平。
此外,2022年5月,由東風公司牽頭,9家企業(yè)、高校、科研機構攜手組成的湖北省車規(guī)級芯片產業(yè)技術創(chuàng)新聯合體,通過“汽車+電子信息”產業(yè)龍頭企業(yè)之間的強強聯手,加大車規(guī)級芯片全產業(yè)鏈攻堅力度,實現車規(guī)級芯片完全自主定義、設計、制造、封測與控制器開發(fā)及應用,真正實現“自主芯、中國造”。
結語
放眼全球,當前科技競爭更加激烈。唯有持續(xù)深入實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略,努力實現高水平科技自立自強,方才能夠在未來的市場競爭中,取得立足之地。接下來,以東風公司為代表的本土玩家持續(xù)在新產品研發(fā)、量產規(guī)模、產品良率等方面取得更大的突破,國產車規(guī)級MCU有望迎來更大的發(fā)展空間,進而徹底解決過去車規(guī)級芯片產業(yè)鏈的痛點,國內汽車產業(yè)芯片自主可控前景可期。