第01版:一版要闻

本版新闻列表


2018年10月11日 星期四

汽车芯片是片“蓝海”

汽车“新四化”为汽车芯片带来更多可能(资料图片)

汽车电动化程度越来越高(资料图片)

汽车芯片是汽车的“神经”(资料图片)

  你知道吗?一辆轿车就需要配备600多块芯片。这些看似不起眼的芯片却在汽车智能化过程中功不可没。在集成电路领域,汽车芯片是公认的产业“蓝海”,千亿级市场潜能无限。但这一领域未来的投资重点在哪?中国企业能否在汽车芯片市场领域抢得一席之地呢?

  近日,第二届中国汽车电子大会在广州召开,工业和信息化部电子信息司副司长乔跃山出席大会并表示,工信部将继续推动针对汽车电子新技术、新产品的试点示范应用,并进一步加大对核心芯片、智能传感器等关键汽车电子产品产业化支持力度,加快形成产业上下游互动机制,推动我国汽车电子产业快速、健康发展。

  在过去的几年,轿车和其他车辆中的电子产品剧增,电气系统取代了传统的机械和机电系统。汽车“新四化”的风潮席卷了整个汽车界,即:电动化、智能化、网联化、共享化。而这一切,都离不开芯片的支撑。

  芯片在汽车领域的用途非常广泛,可以说,没有芯片汽车就无法运行。除了常见的多媒体娱乐系统、智能钥匙和自动泊车系统外,芯片还广泛应用在汽车发动机和变速箱控制系统、安全气囊、驾驶辅助系统、电动助力转向、ABS、电子稳定性系统(ESP)、行人保护、胎压控制、电动车窗、灯光控制、空调系统、座椅调节系统中,堪称“汽车的神经”。

  目前一辆普通轿车配备的芯片数量超过600个。博产业研究发布的数据显示,平均每辆新车的半导体成本达到329美元。相比而言,iPhone5的芯片成本之和不到20美元。这还仅是传统动力汽车的芯片使用成本,新能源汽车的芯片使用量更是惊人,混合动力汽车内含价值900美元的半导体,而普通纯电动汽车装载的芯片价值超过了1000美元。

  随着汽车“新四化”的推进,汽车芯片的使用数量还在暴发式增长。根据中国汽车工业协会提供的数据,预计到2020年,每辆汽车的芯片使用数量将达到1000个,利润增长率为全球芯片市场的2倍。。

  2017年全球汽车芯片市场规模约为280亿美元,我国汽车芯片市场规模约占全球的20%,但国产汽车芯片占比不到1%,绝大部分市场被NXP(恩智浦)、英飞凌、瑞萨、意法半导体、TI等国际厂商占领。

  1

  国产汽车缺“芯”

  “芯片很小,从体积和重量上讲,只占汽车重量的千分之一至万分之一,但其利润却占了整个汽车产业链的70%~80%。中国汽车产业的产值看似比较高,但高端利润大部分流入海外。”北京建广资产管理有限公司投委会主席李滨说,目前,我国在该领域虽然积累了一定的技术,但与国际先进水平相比,差距还比较大。从事汽车电子芯片研发的企业很少,技术实力薄弱。汽车芯片的发展已成为制约我国汽车产业进阶的一大门槛。而汽车芯片也将成为未来我国集成电路产业发展必须攻克的一座高峰。

  汽车电子领域目前基本被巨头垄断,新进厂商很难切入,之所以会形成这一状况,主要原因在于汽车产业对芯片安全性、可靠性的高要求。

  “与消费电子行业相比,汽车电子行业非常强调芯片的安全性和可靠性。这也是汽车电子芯片设计的难点所在。”中科院微电子所新能源汽车电子研发中心主任王云表示,电磁干扰、温度、震动等都会对其造成影响,极大地增加了汽车芯片的设计难度。

  据了解,一般消费类电子芯片工作温度在-20℃~70℃,车载芯片的工作温度必须满足-40℃~85℃,还要能经受住冷热冲击、电磁兼容、抗干扰等压力。这对汽车芯片供应商形成了一定的技术门槛。

  从芯片设计角度来说,即便是国际一流的芯片公司生产的芯片早期也会有各种Bug(缺陷)。这些芯片在试错过程中不断迭代。但是,汽车电子芯片所遇到的问题是,芯片企业没有多少试错空间,一旦芯片出现问题,就可能对整车性能或者安全性造成损失,需要整车召回。

  这也导致一种壁垒,即整车厂商出于安全的考虑,更愿意选择老牌的芯片供应商,如NXP(恩智浦)、英飞凌、瑞萨、TI(德州仪器)等。汽车电子芯片的周期长达5~10年。整车厂商不会轻易更换器件。进不去的企业就被这一门槛挡在外面。

  (下转第2版)  (上接第1版)

  2

  专家建议找准产业切入点

  那么,谁来使用国产芯片,就成了一道难解的题目。

  专家指出,从目前的市场格局来看,跟车本身安全性和控制性关联越弱的芯片,越容易取得突破。国产芯片要在汽车电子行业取得突破,可以采取从后装市场向前装市场迈进的途径。

  前装是指在整车规划时,被列入整车厂的采购计划。后装类似于行车记录仪、流媒体后视镜、导航仪等后装入车内的产品。相对而言,后装的技术要求比前装的要求低很多,应用的突破也更快。

  而另一方面,新能源汽车产业对于中国而言是一个难得的发展机会。业内人士认为,新能源汽车的发展会给国产供应商带来两大机会:一是功率器件方面,如IGBT、碳化硅的功率器件;二是给电池管理带来了新机会,电池是关键部件。

  目前,国内厂商正慢慢地占据BMS系统(电池管理系统)的主流,约为市场提供90%的系统。但电池管理所用的芯片多采用进口。可喜的是,我们通过系统的自主研发,带动了芯片的研发,也给芯片在新能源汽车领域的应用带来一些突破。

  3

  中国芯“逐梦”汽车圈

  目前我国在汽车芯片领域有比较大动作的企业有华为、比亚迪等。

  有资料显示,华为已进入汽车电子领域,为德国一家整车厂供应芯片模块等产品。而比亚迪则于2004年成立微电子公司,专门从事芯片研发与制造,目前拥有从IC设计到功率芯片设计、晶圆制造、IC封装测试、模组封装测试等完整产业链,从业工程师超过2000人。比亚迪自主设计与制造的IGBT芯片和模组是新能源汽车的核心部件,已批量应用于比亚迪电动汽车;同样已批量或即将批量应用于汽车的关键芯片还有图像传感芯片(用于倒车影像或全景影像)、车用MCU(微控制单元)、电池管理芯片、IGBT驱动芯片等。

  汽车芯片的前景除了吸引传统汽车厂商和半导体厂商,也引得互联网巨头前来“参战”,如今年宣布投资投资500亿元制造芯片的格力,百度CEO李彦宏也在今年百度AI开发者大会上宣布,百度与金龙客车合作的L4级自动驾驶巴士已量产下线,并将自研AI芯片。

  在2018云栖大会上,阿里巴巴CTO张建锋宣布,阿里将把此前收购的中天微芯片公司和达摩院自研芯片业务合并,整合成平头哥半导体有限公司。

  还有一些创投性半导体厂商也“不想放过”汽车芯片市场。据统计,仅在国内就有30多家初创企业正在研发汽车芯片。

  如人工智能芯片独角兽企业“寒武纪”,其于今年5月份推出的1M芯片可支持 CNN、RNN、SOM 等多种深度学习模型,以及SVM、k-NN、k-Means、决策树等经典机器学习算法的加速,帮助终端设备进行本地训练,从视觉、语音、自然语言处理等领域为智能汽车提供计算。

  另一独角兽企业“地平线”则在2017年底发布基于高斯架构的“征程1.0”处理器和“旭日1.0”处理器,分别面向智能驾驶和智能摄像头。在今年北京车展上,“地平线”又发布“征程2.0”自动驾驶处理器,并发布基于“征程2.0”处理器架构的自动驾驶计算平台Matrix1.0,可支持L3及L3+自动驾驶系统。

  □本报记者 李彩红/综合报道