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12月2日,美國商務部工業與安全局(BIS)公布對中國半導體出口管制措施新規則,將140家中國半導體相關公司列入“實體清單”。據媒體報道,自美國對華實行“芯片管制”以來,這是新增“實體清單”公司數量最多、規模最大的一次。
三年前才經歷了“缺芯”荒的汽車行業,對此尤為敏感。
同日,中國汽車工業協會在內的四大協會發表《聲明》。中國汽車工業協會《聲明》指出,美國汽車芯片產品不再可靠、不再安全。為保障汽車產業鏈、供應鏈安全穩定,協會建議中國汽車企業謹慎采購美國芯片。
美國的新規對中國汽車行業有何影響?在協會“謹慎采購美國芯片”的聲音下,國產芯片是否能如魚得水般快速發展壯大?
《聲明》發布后,汽車芯片國產替代的聲音愈發響亮。但多位汽車芯片企業內部人士對搜狐汽車表示,國產芯片企業相對比較冷靜。因為,這并不意味著國產芯片從此高枕無憂。實際上,在芯片上游軟件、中游設計、下游制造,以及終端的車企應用方面,國產芯片還面臨諸多挑戰。
一名國產芯片企業內部人士對搜狐汽車透露,本土汽車公司在選用芯片產品時,產品性價比仍在第一位。在市場化競爭狀態下,整車廠對芯片替換所帶來的時間、精力成本較為謹慎。
一個不可忽視的事實是,芯片雖小,其設計之復雜、研發投入之大、制造流程之繁瑣、良率提高之困難,均較為少見。對諸多國產新興汽車芯片企業而言,這是一塊硬骨頭,且必須啃下。
01 國產率進步明顯 SoC和MCU“老大難”
2021年,汽車芯片迎來一波“芯片荒”,這是引發中國汽車芯片產業警醒的開始。
彼時,在2021中國汽車論壇上,中國汽車工業協會總工程師、副秘書長葉盛基介紹,中國半導體自給率為15%,其中汽車芯片自給率不足5%。
從2021年到2024年,中國汽車芯片的國產化率從“不足5%”,增長至“不到10%”。
在2024中國汽車論壇上,工信部電子五所元器件與材料研究院高級副院長羅道軍表示,中國擁有最大的新能源車產能,用量也越來越多。但芯片的自給率目前不到10%,是結構性的短缺。
搜狐汽車了解到,在三年間,部分中低端芯片的國產化率節節攀升。比如,今年11月,納芯微電子創始人、董事長、CEO王升楊曾表示,通用隔離驅動、數字隔離器等部分新能源汽車三電芯片,國產化率已經提高到50%以上。與此同時,部分智能座艙、自動駕駛、車身域控芯片仍然在5%以下。
上述國產頭部芯片企業內部人士告訴搜狐汽車,座艙、智駕芯片的國產化率確實是最低的,因為研發門檻較高。這幾年,不少功率半導體、通信半導體國產化率提升很快,而SoC與高端MCU的國產率仍然較低。
蓋世汽車研究院分析數據也顯示,車載計算和控制芯片的國產化率不足5%,而功率半導體則提升到了15%-20%。
實際上,近兩年來,國內已經涌現出了一批座艙、智駕高端芯片商,地平線、黑芝麻智能、芯馳、芯擎等企業,成為提升高端芯片國產率的主力軍。
但與此同時,來自“國際大廠”的挑戰從未停息。蓋世汽車研究院數據顯示,今年1-6月,在智駕域控芯片裝機量排行中,英偉達Drive Orin-X、特斯拉FSD的份額之和達到63.5%;在座艙域控芯片品牌商裝機量排行中,高通、AMD、瑞薩的份額之和達到87.6%。
最直觀的挑戰來自產品本身。芯片產業雖然常年與“高精尖技術”綁定,但其同樣隸屬于遵從“規模經濟”規則的制造業。8月底,中國汽車芯片產業創新戰略聯盟副秘書長鄒廣才表示,車廠在應用芯片的時候,首先考慮“價格、性能、可靠性”,這是產品的核心競爭力。
在此情況下,有更大出貨量、更多上車經驗的國際大廠,自然占據優勢地位。12月6日,長城汽車總工程師曹常鋒介紹的國產化芯片流程體系顯示,已批量使用的芯片會直接導入芯片推薦庫,而國產新芯片則需要通過多個流程、多道試驗才能進入推薦庫。
對當下的車企而言,時間就是金錢。一汽研發總院智能網聯開發院智控產品開發部部長李家玲指出,智能網聯汽車對芯片提出更高集成度要求,同時產品需求和技術迭代不斷加快。
從時間維度來考慮,選擇成熟芯片、成熟方案,更具“性價比”,也更穩定。
鄒廣才曾表示,在動力底盤、智駕這些領域,國內MCU量產過程中車企比較猶豫,盡管做了大量測試和驗證,不過距離國外還有差距。
一名主機廠內部人員對搜狐汽車表示,“猶豫”的原因就包括時間成本、精力成本、用戶認知維度上的考量。
“最客觀的挑戰就是,半導體產業的產能投資成本和周期要遠高于其他產業,所以沒有辦法做到對市場的高速響應。”日本半導體公司瑞薩汽車部門中國區總經理張佳浩說道。
他認為,產品的迭代和產能的布局,在效率、成本和穩定性之間處于一個艱難的平衡狀態。快速的迭代一定對穩定性提出了一個更高的挑戰。瑞薩能在產能、技術等方面助力中國汽車行業發展。
02 芯片國產要攻克三個節點
在2021年“缺芯”危機下,近三年內,芯片的國產替代一直在持續推進之中。而此次“實體清單”的列出、協會的發聲,或將讓這一進程邁入加速期。
在此過程中,大眾的關注焦點往往在于芯片設計廠商。但值得注意的是,在業內人士看來,芯片需要經歷產業鏈上中下游的全面國產化。簡單來說,這包括了上游的設計軟件、中游的芯片設計、下游的芯片制造。
在上游的設計軟件方面,國內企業受到一定掣肘。
EDA(電子設計自動化)是一種利用計算機輔助設計工具來實現超大規模集成電路的設計、驗證和測試等環節的技術。美國、德國均有多個全球知名的EDA工具供應商。在此次美國列出的“實體清單”中,包括了對3種用于先進集成電路的軟件工具的新管控。
不過目前,國內EDA技術的國產化也取得了成績。2018年-2023年,EDA國產化率已經從6.24%提升至17.61%。
在中游的芯片設計方面,國內初創企業正如雨后春筍般涌現。
“芯片國產替代和自主可控的趨勢會越來越快。”據奇瑞汽車股份有限公司專家柳洋介紹,功能芯片中有杰發科技、芯旺微電子等企業,主控芯片、儲存芯片、通訊芯片、功率芯片等均已有了國產廠商推出產品。
柳洋認為,未來5-10年,國內企業從原材料供給、設計開發到生產制造都會有一個比較大的突破。比如,原材料此前更多依賴日企,中國企業正在積極投進。設計研發方面,華為、地平線等企業,已經掌握一些中高端芯片設計,并積累了大量的自主IP。
在制造方面,一家頭部跨國零部件公司內部人員告訴搜狐汽車,目前芯片制造對臺積電的依賴較大。大陸制造商如中芯國際,仍無法承擔高制程芯片制造任務。一家芯片企業內部人員表示,出于良率等因素考量,仍會選擇臺積電進行芯片制造。
這表現出,我國芯片在制造方面尚存壓力。此前,受美國禁令影響,臺積電停止了對華為的芯片供應。
柳洋指出,芯片的主要技術指標是算力、主頻、制程等。工藝制程方面,汽車芯片相較于其他類芯片要求較高,最高要求到7nm,后續則基本會跟上消費級芯片制程的步伐。
資料顯示,目前消費級芯片制程已經進階至3nm。單從制程來看,中芯國際等大陸芯片廠商還有很大的技術進步空間。
與此同時,國產芯片的終端用戶認知度仍有待提升。在這背后,國產芯片的可靠性、穩定性,仍有待加強。
“國產芯片雖然取得較好的發展,但芯片的功能安全和可靠性方面,與國際水平相比還存在較大的差距。”葉盛基表示,部分國產的芯片在復雜的環境下,穩定性和可靠性還有待提高,還不能完全滿足整車的需求,需要在產品驗證和測試手段上加以強化。
03 芯片博弈 未完待續
美國商務部最新發布的“實體清單”,不會是中美芯片博弈的結局。兩個世界大國在尖端科技上的博弈,仍是未完待續。
回望中美芯片博弈歷程,美國出臺的種種舉措,離不開“孤立中國”與“回流美國”。
2018年,美國商務部發布公告,要求美國芯片供應商禁止向華為等中國企業提供相關產品和技術。2020年,美國進一步擴大對華為的制裁,收緊對華為獲取美國技術的限制,同時將華為在全球21個國家的38家子公司列入“實體清單”。
拜登時期,美國以一則《芯片與科學法案》,試圖通過補貼、貸款擔保及稅收優惠等政策,重振國內芯片生產制造業。而美國下一任總統特朗普對此的態度是強烈抨擊,其更傾向于通過提高關稅“倒逼”外國芯片公司主動赴美設廠。
在此過程中,人工智能芯片受影響最大。
2023年,拜登政府宣布限制向包括中國、伊朗、俄羅斯等國出售高端人工智能芯片,其中就涉及英偉達的相關芯片。彼時,國內掀起了一波“囤貨潮”。據媒體報道,多家公司“重金求芯”,多個“倒爺”賺得盆滿缽滿。
不過,這并不意味著汽車行業不受影響。近兩年,美國對中國新能源汽車產業的崛起愈發關注。
2024年5月,美國總統拜登宣布將對從中國進口的所有電動車輛征收100%的關稅,同時還對電動汽車供應鏈中的關鍵輸入品,如永磁體、鋰離子電池和關鍵礦物質等加征關稅。
未來,中美芯片博弈仍將持續進行,這也將持續對中國汽車芯片產業帶來挑戰。
在《注定一戰:中美能避免修昔底德陷阱嗎?》一書中,哈佛大學肯尼迪政府學院首任院長格雷厄姆?艾利森以修昔底德陷阱隱喻中美關系。修昔底德陷阱指的是,一個新崛起的大國必然要挑戰現存大國,而現存大國也必然會回應這種威脅。
中國的崛起,讓美國感到了威脅。這一點在美國商務部工業與安全局發布的文件中得到充分顯現,其指出,此舉旨在進一步削弱中國生產可用于未來技術的先進制程半導體的能力。主要目標包括遏制中國構建本土半導體生態系統的發展,以及減緩中國先進人工智能的發展。
汽車被譽為工業皇冠上的明珠。在中美芯片博弈持續演進的未來,國產汽車芯片無疑迎來了絕佳的成長機遇。但在產業鏈上中下游的挑戰下,國產替代的道路,正確而艱難。
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