為“芯荒”開藥方

鄭劼

缺芯狀況在短期內(nèi)很難有實質(zhì)性緩解，唯有從政策指引、標(biāo)準(zhǔn)體系、跨界合作和公共服務(wù)等方面完善，才能從根本上解決難題。

在后疫情時代諸多的不確定性當(dāng)中，芯片荒一定是關(guān)注度最高的一個。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計，今年1-4月，因芯片供應(yīng)不足問題，國內(nèi)整車生產(chǎn)企業(yè)減產(chǎn)影響比例在7%-11%左右。而根據(jù)國外機構(gòu)預(yù)測，2021年汽車產(chǎn)業(yè)因汽車芯片短缺將損失600億美元，全球汽車產(chǎn)量損失450萬輛。

“芯事”為何這么重？“芯荒”又該如何解？中國汽車工程院公司總監(jiān)、數(shù)據(jù)中心主任（兼）、指數(shù)管理中心主任抄佩佩指出：“缺芯潮”并非一蹴而就，而是產(chǎn)業(yè)布局失衡、智能化迅猛發(fā)展等多重因素導(dǎo)致的結(jié)果;缺芯狀況在短期內(nèi)很難有實質(zhì)性的緩解，唯有從政策指引、標(biāo)準(zhǔn)體系、跨界合作和公共服務(wù)等四方面逐步完善，才能從根本上解決芯片短缺的難題。

“缺芯潮”并非一蹴而就

這一輪全球性的芯片短缺并非一蹴而就，抄佩佩認(rèn)為，從長期來看，汽車智能化快速發(fā)展所帶來的MCU芯片需求的快速增長，以及主控芯片、AI芯片需求的大幅攀升，早已為芯片短缺埋下了伏筆。

抄佩佩介紹，在各種各樣的汽車芯片中，應(yīng)用在ESP、ECU的MCU微控制單元芯片是這一輪“缺芯潮”的主角。

隨著電動化、智能化技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車對于芯片尤其是MCU芯片的需求愈演愈烈。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：普通傳統(tǒng)燃油車所需的MCU芯片數(shù)量在70個左右，豪華傳統(tǒng)燃油車需要150個左右，智能汽車則翻番到300個左右;在2008年，平均每輛汽車所需的MCU芯片數(shù)量在100個左右，到2020年，這一數(shù)量暴漲到了250個。

終端市場需求的猛增令芯片企業(yè)猝不及防，而全球芯片布局的失衡與自主芯片的失守，更令汽車芯片產(chǎn)業(yè)雪上加霜。

從全球汽車芯片產(chǎn)業(yè)分布情況可以看到，全球汽車芯片供應(yīng)商競爭格局較為集中，超過80%的芯片供應(yīng)商企業(yè)位于美國、歐洲、日本，恩智浦、英飛凌、瑞薩電子、意法半導(dǎo)體和德州儀器這五家TOP5芯片廠商的市場占有率在50%左右。

反觀國內(nèi)，當(dāng)前我國汽車芯片企業(yè)的主要產(chǎn)品為計算芯片和AI芯片，廠商數(shù)量分別在113家和100家，傳感器、通信、LED及其他芯片的廠商較少，在30家以下。規(guī)?；钠囆酒a(chǎn)品供應(yīng)商企業(yè)性質(zhì)主體均為民營、外資和合資。

不僅如此，2020年，我國自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模只占到全球的4.5%，不僅90%以上汽車芯片依賴進(jìn)口，就連設(shè)計工具、產(chǎn)品研發(fā)、流片封測和標(biāo)準(zhǔn)體系等也大量依賴進(jìn)口。

“國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及抗風(fēng)險能力薄弱，尚未沒有形成兼具核心技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢的芯片企業(yè)，缺乏自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈，存在卡脖子現(xiàn)象。汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈自主可控任重而道遠(yuǎn)?！背迮灞硎?，綜合以上可以發(fā)現(xiàn)，缺芯狀況在短期內(nèi)很難有實質(zhì)性的緩解，“芯荒”未來還將維持較長一段時間。

四招可解“芯荒”

但在抄佩佩看來，“缺芯潮”給汽車產(chǎn)業(yè)帶來的也并非全是壞處，從某種程度來看，甚至有可能加速汽車芯片行業(yè)的變革與發(fā)展。

“全球芯片產(chǎn)業(yè)將迎來第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，預(yù)計未來幾年時間內(nèi)，國際芯片制造巨頭將紛紛到中國建廠。而華為、地平線、黑芝麻等自主芯片廠商也有望依托本土化帶來的快速反應(yīng)能力搶占一定的市場。目前，中國企業(yè)在中低端汽車芯片領(lǐng)域已經(jīng)基本實現(xiàn)了自主設(shè)計和生產(chǎn)，伴隨著高級別自動駕駛從夢想走進(jìn)現(xiàn)實，SoC芯片的大量應(yīng)用也將為自主芯片廠商提供換道超車的機會?！背迮褰忉尩?。

“缺芯潮”的爆發(fā)同樣引起了整車企業(yè)的深刻反思，目前，具備研發(fā)實力的車企已經(jīng)逐步參與到芯片設(shè)計與研發(fā)過程中，例如，蔚來、小鵬、長城、吉利和比亞迪等均已在自動駕駛產(chǎn)品規(guī)劃下開啟了與芯片相關(guān)的研發(fā)工作。

當(dāng)然，自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)要想長足發(fā)展，還要面臨頂層設(shè)計、核心技術(shù)、公共服務(wù)保障等多方面的難題。

從頂層設(shè)計角度看，目前國內(nèi)還缺乏關(guān)于汽車芯片發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃和中長期戰(zhàn)略指引，缺乏自主汽車芯片容錯政策;與此同時，即使放眼全球，也依然缺乏屬于某一國家或機構(gòu)的完備的標(biāo)準(zhǔn)體系。

從技術(shù)研發(fā)角度看，目前芯片核心技術(shù)研發(fā)能力還存在短板，高可靠芯片設(shè)計能力不足，在芯片設(shè)計中對標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用理解與實踐經(jīng)驗不足;先進(jìn)工藝投入成本高、國內(nèi)缺乏先進(jìn)的制程工藝，尤其是14nm以內(nèi)的工藝。

從公共服務(wù)保障角度看，目前國內(nèi)還缺乏汽車芯片綜合性的公共服務(wù)平臺，供需各方信息不對稱問題凸顯，這導(dǎo)致企業(yè)在產(chǎn)品選型過程中缺少專業(yè)指導(dǎo)，而國家和行業(yè)在決策過程中也缺少高端智庫的體系支撐;不僅如此，目前國內(nèi)第三方檢測機構(gòu)在可靠性、功能安全等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)理解能力、設(shè)計經(jīng)驗積累等方面的能力也有待提升。

“面對復(fù)雜的國內(nèi)外環(huán)境，科技創(chuàng)新的重要性越發(fā)凸顯。我國‘制造強國‘網(wǎng)絡(luò)強國‘交通強國‘汽車強國戰(zhàn)略均離不開芯片產(chǎn)業(yè)支撐。隨著消費電子市場增長放緩，汽車芯片是未來全球半導(dǎo)體市場的增量驅(qū)動主力成為普遍共識。”為此，抄佩佩也為汽車芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了針對性的建議。

首先，建議國家制定汽車芯片產(chǎn)業(yè)頂層戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃及技術(shù)路線圖，在核心IP、設(shè)計軟件和裝備資源等關(guān)鍵環(huán)節(jié)集中攻關(guān)，扶持重點企業(yè)，突破技術(shù)瓶頸;創(chuàng)新“沙盒監(jiān)管”模式，制定推薦目錄和配套政策，鼓勵車企使用自主汽車芯片。

其次，建議整車和芯片企業(yè)形成協(xié)同創(chuàng)新機制，加深合作，開放共享;聯(lián)合導(dǎo)入整車和芯片知識體系，制定汽車芯片基礎(chǔ)技術(shù)研究體系，提升產(chǎn)品可靠性;在鼓勵整車企業(yè)提升對國產(chǎn)芯片關(guān)注度，進(jìn)一步完善供應(yīng)鏈體系。

最后，建議推動成立國家第三方檢測認(rèn)證實驗室和檢測認(rèn)證平臺;建立行業(yè)共識的車規(guī)級芯片定義;形成汽車芯片選型標(biāo)準(zhǔn)和測試評價方法;搭建中國汽車芯片公共服務(wù)平臺，提供行業(yè)信息服務(wù)、仿真&測試驗證服務(wù)、產(chǎn)品選型服務(wù)和智庫服務(wù)。