我國汽車行業(yè)的“缺芯”有多嚴(yán)重?
近幾年,受制于西方國家對華芯片產(chǎn)業(yè)的各項(xiàng)限制,我國芯片行業(yè)所面臨的局勢日益嚴(yán)峻。實(shí)際上,美國對華的芯片限制,上至國家超級計(jì)算機(jī),下至居民消費(fèi)電子,全面覆蓋了我國的芯片行業(yè)市場,汽車行業(yè)當(dāng)然也是這場戰(zhàn)爭的“炮灰”。汽車行業(yè)在這場“鎖喉”戰(zhàn)爭中“缺氧”到底有多嚴(yán)重?
目前我國國產(chǎn)芯片絕大多數(shù)都為低端,少數(shù)勉強(qiáng)劃分為中端,迫于無奈只能選擇從國外進(jìn)口高端芯片。據(jù)國家海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2018年,我國石油進(jìn)口額超過2500億美元,而芯片進(jìn)口額超過3100億美元,位列我國進(jìn)口商品第一位。
雖然目前國內(nèi)已經(jīng)有較為出色的芯片設(shè)計(jì)公司(海思)可以設(shè)計(jì)出7nm工藝的芯片,但是國內(nèi)目前最先進(jìn)的芯片制造工藝(中芯國際)剛剛達(dá)到14nm,完全無法達(dá)到高端芯片的加工需求,我們也無法從國外進(jìn)口到先進(jìn)的芯片加工設(shè)備,所以只能依靠臺灣或者海外其他公司代加工。
▼汽車功能的實(shí)現(xiàn)離不開高端芯片的助力
芯片早已在汽車行業(yè)深耕多年,早在上個世紀(jì)70年代,汽車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)便率先開始使用芯片,時至今日,我們?nèi)加蛙嚨膭恿刂葡到y(tǒng)、安全控制系統(tǒng)、行駛控制系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)等功能的實(shí)現(xiàn)全部都需要芯片參與工作。舉個最簡單的例子,多年前,我們車輛的儀表盤還采用傳統(tǒng)指針與單色液晶屏組合來顯示車輛的各項(xiàng)數(shù)據(jù),而如今,全彩液晶大屏成為主流,在這塊屏幕內(nèi),我們可以看到更加豐富的信息與更加美觀復(fù)雜的圖形變化,這一切都源自于芯片的升級。
傳統(tǒng)燃油車對于芯片的要求并不算特別高,真正對芯片提出高要求的是新能源汽車。在新能源汽車中,電池管理系統(tǒng)、行駛控制系統(tǒng)、主動安全系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)等都需要芯片,在如今汽車電動互聯(lián)的大趨勢下,新能源汽車的電氣化程度更高,其對于芯片的算力、功耗、體積等方面的要求也更高。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),目前一輛高端汽車的自動駕駛系統(tǒng)代碼已經(jīng)超過1億行,自動駕駛軟件計(jì)算量也已經(jīng)達(dá)到每秒10萬億次操作(10TOPS)的量級,遠(yuǎn)超飛機(jī)、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)軟件等,并且伴隨著未來自動駕駛滲透率與級別的提升,代碼行數(shù)將會呈現(xiàn)指數(shù)級增長,到時對于芯片算力的要求將繼續(xù)提高。
其次,車規(guī)級芯片對比消費(fèi)電子芯片來說其工作環(huán)境更加苛刻,對于安全性可靠性的要求更加嚴(yán)苛,這無疑都導(dǎo)致新能源汽車芯片擁有極高的技術(shù)壁壘。
所以,車規(guī)級芯片相較于消費(fèi)電子芯片來說擁有更高的溢價能力,目前有部分汽車芯片的毛利率可以達(dá)到50%,這也吸引了全球眾多半導(dǎo)體巨頭開始涉足汽車芯片領(lǐng)域,比如高通正在積極兼并收購,進(jìn)軍自動駕駛專用芯片;英偉達(dá)以GPU壟斷優(yōu)勢,發(fā)展智能座艙,并同超過370家廠商開展自動駕駛相關(guān)合作;除此之外,恩智浦、英飛凌、瑞薩、德州儀器、意法半導(dǎo)體等公司也在猛烈沖擊汽車芯片市場。
在世界頂級的管理咨詢公司麥肯錫的報(bào)告中提到,汽車行業(yè)正經(jīng)歷從硬件定義到軟件定義階段的轉(zhuǎn)變,目前,軟件僅占到D級車內(nèi)部構(gòu)造的10%,而到2030年,這一比例將會上升到30%。尤其是5G技術(shù)的發(fā)展,將會繼續(xù)提速汽車軟件化的發(fā)展。
正是由于國內(nèi)芯片的“蹩腳”,所以國內(nèi)汽車芯片幾乎全部采自海外企業(yè),僅僅只有不到3%的電源管理、導(dǎo)航等外圍芯片是自主研發(fā),一旦海外企業(yè)無法為我們提供高端芯片,對于我國的新能源汽車市場乃至整個汽車市場都是一記重創(chuàng),我國新能源汽車的發(fā)展很可能停滯不前,甚至出現(xiàn)倒退,所以自主研發(fā)汽車高端核心芯片迫在眉睫。
▼國內(nèi)廠商的謀變之道
在2019年的世界人工智能大會期間,國內(nèi)AI芯片廠商地平線發(fā)布首款車規(guī)級AI芯片——征程二代,目前搭載該款芯片的長安UNI-T即將發(fā)售。
地平線公司的二代BPU及其基礎(chǔ)上打造的Matrix計(jì)算平臺正式亮相。
近日,北京汽車集團(tuán)產(chǎn)業(yè)投資有限公司與Imagination集團(tuán)共同簽署協(xié)議,合資成立北京核芯達(dá)科技有限公司,主營設(shè)計(jì)開發(fā)車規(guī)級芯片與相關(guān)軟件;吉利集團(tuán)控股的億咖通科技與Arm中國合資建立了湖北芯擎科技,規(guī)劃建設(shè)車規(guī)級芯片及通訊模組的研發(fā)、測試及生產(chǎn)基地;上汽集團(tuán)與英飛凌合資組建IGBT企業(yè)上汽英飛凌汽車功率半導(dǎo)體(上海)有限公司等。
比亞迪自2005年就開始組建IGBT研發(fā)團(tuán)隊(duì),IGBT對于新能源汽車而言,它直接決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等,并且能控制直流電、交流電之間的轉(zhuǎn)換,還可以控制交流電機(jī)變頻控制,可以說IGBT就是新能源汽車的“CPU”,目前,比亞迪自產(chǎn)的IGBT的許多關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或超越國外企業(yè)同類產(chǎn)品。
中國中車集團(tuán)依托多年在軌道交通領(lǐng)域的積累,在新能汽車核心零部件發(fā)力,逐步解決核心器件自主化問題。除此之外,華為也在汽車行業(yè)布局多年,早在去年,華為就發(fā)布了可用于汽車車聯(lián)網(wǎng)與自動駕駛領(lǐng)域的5G基帶芯片Balong 5000(巴龍5000)。
比亞迪漢成為全球首款搭載華為5G技術(shù)的量產(chǎn)車?,F(xiàn)如今,國內(nèi)已有不少企業(yè)開始涉足汽車芯片領(lǐng)域,這對于我國半導(dǎo)體行業(yè)的向好發(fā)展來說是非常重要的,相比起“一枝獨(dú)秀”,我們更需要“百花齊放”,要帶動整體行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上的各個突破。唯有如此,才能解除西方勢力對華芯片的控制。