中国汽车技术研究中心有限公司党委委员、副总经理 吴志新 发言稿-电动汽车观察家

中国汽车技术研究中心有限公司党委委员、副总经理 吴志新 发言稿

近年来,全球汽车工业加速转型升级,芯片成为全球汽车产业竞争的制高点。在汽车电动化、智能化、网联化的发展趋势下,汽车产品正被更多的赋予感知、计算、交互等功能,汽车芯片作为上述功能的核心部件,其发展水平将直接决定未来我国汽车产品的竞争力。芯片是我国汽车产业链重要的“卡脖子”领域,目前汽车芯片供应严重依赖进口,产业安全问题突出,然而我国车规芯片产业对于新能源智能汽车发展既带来了挑战,同时也带来了发展的机遇和发展的空间。

今天我报告的题目是“中国汽车芯片产业机遇与挑战和发展策略的建议”,大概分三个方面给大家汇报。

第一,我国汽车产业创新格局下我们汽车芯片产业的机遇。

汽车电动化、智能化变革为我国汽车产业构建新的发展格局、实施创新驱动带来了重大的机遇。在全行业坚持不懈的努力下,目前我国汽车产业已经初步构建形成了以汽车技术创新政策、国家和行业标准体系、产业中长期发展战略为引领,以传统的企业、新兴企业包括跨界造车企业以及多元化的创新主体,以科研机构和高校、汽车行业创新联盟为支撑的产学研协同创新体系已经形成,并取得累累硕果。为实现汽车技术的基本自主可控,汽车强国建设目标奠定了坚实的基础。

近年来,新能源和智能网联方面的专利公开量大幅增长,据统计,由2015年的17475件增长到2021年的64840件,在高质量专利当中聚焦了新能源汽车发明专利在2021年公开量达到了13316件,是2015年的5.7倍,从数量应该说增长的比较快,专利成果也在持续的向基础研究、应用基础研究这样的高端领域延伸。

大家都知道,加快发展新能源汽车是实现“双碳”目标重要的基础途径和战略选择。为了应对全球气候变化,我国已向国际社会郑重承诺“3060”的“双碳”目标。汽车行业是我国二氧化碳排放的重要领域之一,是实现汽车强国的重要前提,加快发展新能源汽车是实现“双碳”目标的重要技术路径和战略选择。“双碳”目标同时也为新能源汽车开辟了新的赛道,在相关政策及行业的有力推动下,我国新能源汽车累计推广量已突破1000万台,产销量连续7年位居全球第一。2021年新能源汽车渗透率突破了10%的关键节点,产业步入了规模化快速发展的新阶段。今年1-7月,新能源汽车销量达到319万辆,同比增长了120%,市场渗透率达到了22%,全年销售有望达到600万辆的规模,提前达到了2025年新能源汽车新车销售量占比20%左右的规划目标。

汽车智能化、网联化、电动化的相互加持,与智慧道路、智慧公路、智慧交通、智慧城市、智慧能源、智慧云端实时连接、相互赋能,开启了道路交通的新时代,汽车的“新四化”发展势不可当,可以说无车不智能、不智能不买车,这样的“新四化”发展趋势应该显而易见,也可以想象未来芯片产业的前景将非常光明,芯片在赋予汽车智慧的同时,在汽车整体价位当中占比也在大幅度提升,芯片用量也在大幅度增长。据今天上午一汽的王国强副总介绍,一个B级车所用的芯片已经达到了400多颗,高端红旗车型会达到800多颗芯片,可以看出智能新能源汽车快速的发展,为汽车芯片产业带来了勃勃生机。

随着汽车智能化、网联化、电动化程度的不断深化,汽车产业与网络、数据、能源、关键要素的关联度更加紧密,汽车安全成为影响社会安全、网络安全、资源安全的重要因素和贯彻落实国家安全观的重要组成部分。因此,建立适应多元技术发展背景下的汽车安全体系,成为我们汽车发展的基础性命题。

当前,随着智能化、网联化等新技术、新模式的引入,汽车安全在传统被动安全和主动安全的基础上演化出了包括功能安全、预期功能安全、信息安全、软件升级安全在内的衍生安全体系。这样一套完整的安全体系的要求,是我们车规芯片产业所面临的一些挑战,同样也是发展的机遇。

第二,我国汽车芯片产业所面临的威胁与挑战。

新能源汽车发展对芯片又提出了怎样的使用和技术的要求呢?新能源汽车的新技术、新功能对汽车芯片提出了新的使用要求和技术要求,比如说我们的电动汽车电压在不断提升,从原来的中压400V左右提升到了800V,充电机电源管理系统DC/DC、电动驱动的逆变器,面对高压系统需要隔离芯片来去完成高低压的隔离,来保证我们整个控制器的安全,同时也对芯片提出了更高的要求。传统汽车的电机系统往往采用低压12V的设计,对人体的危害不高,新能源汽车的显著特点之一就是较高的电压,芯片的功能及可靠性在这里面显得特别重要,不容忽视。新能源汽车对芯片的技术影响我们做了一些梳理,首先还有三个特点,首先传统汽车,因为有发动机的存在,发动机是一个热机,温度有时候可能会高达上百度,冷却水温接近100度,所以过去我们发动机所有的控制器芯片如果布置在驾驶舱内,需要适应更高温度的考核,通常我们在实验室要求至少按照120度左右的高温进行耐高温可靠性的试验。

第二方面,新能源汽车使用高压驱动电机的部件,电磁干扰的情况更加复杂,电子电气系统更加容易受到电磁波的影响,对汽车芯片等元器件的电磁驾驭能力往往提出了更高要求,这是与传统汽车所不同的。

第三方面,新能源汽车所使用的车载电源电机驱动系统增加了系统的电压耐受、开关噪声等问题,业界往往会采用隔离芯片的方式来保证电气系统的电压性能保证他的品质,同时也是保证我们芯片这方面的一些可靠性和安全性。

车规级芯片作为实现自动驾驶的关键硬件的支撑,对其先进制程、算力的提升、安全可靠以及软件应用生态都提出了新的技术要求。随着汽车智能化、网联化的发展提速,汽车信息化水平空前提升,对于芯片的功能实现与技术要求也随之提高,相较之传统汽车产业链条,智能网联汽车产业链横纵延展、深度融合多个领域,车用芯片也贯穿应用在各个关键环节,主要包括感知芯片、主控芯片、功能芯片等等,种类应该说非常多,其中传感器作为智能网联汽车关键零部件,对于车载CIS以及雷达芯片的处理速度、分辨率、扩展兼容性、成本压降都提出了较高的要求,而随着自动驾驶级别的演进,智驾操作整体系统需要处理大量的非结构化的数据,应该说逐渐增多,拥有先进制程、高压迫等级的异构主控SOC芯片正在逐渐成为主流的选择,同时智能驾舱也赋予了更强的交互属性,用户需求也逐渐由安全+被动智能向主动智能+内容+服务进行转变,“一芯多屏”渐成主流,在市场驱动技术产品升级的背景下,对于座舱芯片的小体积、高流畅性,以及大算力、域控更多的人机交互功能等等已经成为新的对车用芯片的要求。

在智能化、网联化、电动化多元技术路线发展的背景下,芯片安全作为汽车的信息安全成为整车安全目标的关键,为满足日益增长的汽车数字化功能,实现高精密、强认证、多算法的安全技术要求,安全芯片技术也将全面提升大交通体系的安全保障能力。硬件层,提供更全面的存储方式,软件层程序具备可信认证的机制,通信层兼容多算法体系,系统层优化安全访问策略,以更全面、更高效、更安全的技术支撑,来保证汽车行业在V2X、自动驾驶、远程升级等新场景的安全,安全芯片作为安全功能实现的基础保障,结合国密算法等安全手段,共同助力汽车行业的稳定发展。这里确实对芯片提出了功能、安全、可靠性等多方面的要求,是过去我们做消费类芯片的企业所没有遇到的特殊的情况,要求也是更加提高。

汽车芯片行业到目前为止已经基本形成了明确的上中下游的专业分工,我国在多数环节上有“卡脖子”问题,投资存在严重的不足,从下游的设计软件、IP授权、晶圆厂商、芯片设计、芯片制造、芯片切片再到封装测试,芯片的成型、到系统集成,最后再装上整车,在这儿做了一些国际上的比较,供大家参考。

总体来看,我国汽车芯片产业严重依赖进口,产业链整体受制于国外,涉及汽车芯片产业链包括上游的工具、材料、装备,包括芯片设计、中游的晶圆加工、封装测试以及下游的零部件、整车应用环节,我国主要的薄弱环节在EDA电子设计自动化工具,材料、制造装备以及晶圆加工。具体来看,EDA工具方面,95%的份额被国外企业垄断,晶圆加工方面,台湾企业台积电市场占有率超过50%,制程技术达到了7纳米,我国中芯国际的市占率都不足5%,2020年才实现14纳米芯片的量产,落后于国际先进水平大约5年左右。

晶圆材料方面,对于汽车功能芯片MCU所需要的8英寸晶圆,我国自主化率不足10%,12英寸晶圆更是低于1%,光刻机设备方面,荷兰阿斯麦几乎垄断了全球7纳米以下的光刻机市场,我国上海微电子光刻机制程技术在90纳米—130纳米左右,还显现出了比较大的差距。

汽车芯片供应仍然处于紧张的状态,考虑到企业的战略及合规的需求,车企更多选择了先供应新能源汽车,缺芯对EDA的影响相对比较小一些,但是企业也承受了巨大的成本增长压力,包括供货延期、整车交付周期延迟,一定程度上也影响了市场运行。汽车芯片产能不足,中期来看,成熟工艺芯片存在着结构性短缺的风险,国内晶圆厂商大部分于2021年才开始制定计划,从规划到稳定生产大约也要3—5年时间,2—3年内的芯片产能缺芯难以弥补,未来或出现车规芯片所需的成熟工艺晶圆产能结构性短缺。2020—2022年间,全球先进的生产工艺产能年复合增长率为26%,而成熟生产工艺产能增长复合率仅为2%左右。从国际形势来看,美国通过了《芯片和科学法案》,实施排华性的补贴政策,以削弱我国获取国际资源能力,影响产能建设、封锁技术发展,同时驱动了联盟组建,美国强行捆绑东南亚芯片产业,构建排华的小圈子。所以未来我们的芯片产业,包括我们的战略性新型产业、智能新能源汽车产业也会因为芯片受到比较严峻的挑战。

第三,针对以上情况提出几点简单的意见,抛砖引玉,供大家参考。

首先,研究我国汽车芯片支持政策体系,形成分阶段、多政策组合工具包,因类施策、精准扶持。从顶层设计、财税政策、行业管理、科技创新、推广应用、各个方面,希望有比较完整的政策工具包,来支持我们汽车芯片产业的快速发展。今天上午苗圩部长也提到,我想和苗圩部长的看法是一致的,所谓的全面替代不是全部的替代,而是我们要备好全部的备胎来增强我们产业链的安全性和韧性。目前要扭转车规芯片的被动局面,单靠市场机制难以实现,需要强化政府的调控,提高车规芯片的战略定位,并采用非常的手段由国家统筹资源,政府、行业机构、相关企业联合作战,集中攻关,才能实现车规级芯片的发展和突破。

在具体实施方式上,既需要立足当下,也要着眼长远,长短结合,同步启动,并行推进,建立国家有关部门研究出台车规级芯片的支持政策体系,从顶层设计、财税政策、行业管理、科技创新等多方面予以系统化的支持,制定车规级芯片产业发展的行动计划,并要求有关地方也要开展研究制定车规级芯片具体的落实政策,加大国产车规级芯片上车应用的扶持政策力度,可通过延续并完善新能源汽车补贴、税收等支持政策来引导我国车规芯片在新能源汽车当中率先应用,先行突破。

加强基础研究、加快标准检测体系建设及应用,支撑我们产业规划、行业管理、财税政策,应该说非常必要。我国汽车芯片产业基础依然薄弱,尚未形成支撑产业高质量发展的生态体系,应加强行业的基础研究,加快标准检测体系的建设及推广应用,以支撑产业规划、行业管理和财税政策的制定和实施。鼓励相关企业积极参与汽车芯片标准检测认证工作,联合制定推广应用选型认证和供应商审核等规范,形成快速的迭代机制,将汽车芯片检测认证作为揭榜挂帅试点试用的强制要求或者关键环节的审核手段。

第三,开展国产芯片紧急替代的测评工程,整车企业提供替代需求,行业机构进行国产芯片的测试评价,形成芯片科学方案,也希望我们在座的企业能够积极参与标准和测试规范的制定和芯片的产品验证工作,来共同加速我国汽车芯片科学方案的落地。此外,建议通过重大专项和国家重点研发计划等措施,集中攻关车规芯片的核心关键技术,加大对自主安全可控装备、材料、软件的验证和应用支持力度,将自主车规芯片首台套装备、首批次新材料、软件首版次等纳入到国家首台套支持政策,并采用补贴等方式给予重点支持。

本文由 电动汽车观察家 作者:电观 发表,其版权均为 电动汽车观察家 所有,文章内容系作者个人观点,不代表 电动汽车观察家 对观点赞同或支持。如需转载,请注明文章来源。
1