2021年6月17日-19日,由中国汽车工业协会主办的第11届中国汽车论坛在上海嘉定举办。站在新五年起点上,本届论坛以“新起点 新战略 新格局——推动汽车产业高质量发展”为主题,设置“1场闭门峰会+1个大会论坛+2个中外论坛+12个主题论坛”,全面集聚政府主管领导、全球汽车企业领袖、汽车行业精英,共商汽车强国大计,落实国家提出的“碳达峰、碳中和”战略目标要求,助力构建“双循环”新发展格局。

 

其中,在6月19日下午举办的主题论坛“汽车‘芯荒’与中国对策”上,国家新能源汽车技术创新中心总经理、中国汽车芯片产业创新战略联盟秘书长原诚寅发表了主题演讲。以下内容为现场演讲实录:

 

原诚寅:中国汽车芯片产业的机遇挑战和应对策略

 

尊敬的各位领导,各位来宾:大家下午好!

非常荣幸代表国家新能源汽车技术创新中心,同时是中国汽车芯片产业创新战略联盟参加这个会议,跟大家做一个交流,更多角度从过去两年围绕着汽车芯片上车应用推广所经历、所看到、所尝试的工作,跟大家做简单报告,希望得到大家的一些建议和指正。

 

一、汽车芯片产业发展概述

科技自立自强对于产业发展是非常重要的,而解决“卡脖子”问题对于产业的安全保障是至关重要的。现在来看卡脖子问题非常简单,就是四个基本的东西,基本器件包括芯片,基本软件是刚才冯秘书长提到的,像操作系统,一些工具EDA,再有就是基本的基础的材料,还有基本的工艺和装备。这些我们在梳理任何卡脖子问题的时候,都会发现回到了四大核心领域。这块我觉得解决芯片的问题,其实对中国汽车产业和半导体产业的发展都是至关重要的。

 

前面几位领导讲了,高可靠性、高安全性、高稳定性,对于汽车芯片提出了更高的要求,就是车规的工艺。而且这里面还有一个要点,我没写出来,但是产业伙伴都非常认——高性价比。

 

我解决了高可靠性、高安全性、高稳定性的问题,不是像航天航空领域用的芯片就做几颗,我是百万片供货,要在成本上有竞争优势,如果做不到,对不起,还是没人敢用你的芯片。中国汽车芯片荒的时候,我们提到有高端的芯片,像MCU通讯芯片的短缺。但是我们缺的不止这些,如果你拉车企芯片清单,会发现很多模拟芯片我们也不行,为什么?不是说我们做不出来,而是因为我们做不出来低成本、大批量、高稳定、一致性的模拟芯片,这导致中国的芯片产业的伙伴没有办法去和像TI/ADI竞争。这块也是对芯片未来发展有一定的引导意义。

 

在整个过程中我们做过梳理,汽车芯片和主机厂之间不是直接的强耦合关系。你跟集成电路的产业伙伴聊,芯片流片出来基本上对他来说走到了我产品的结尾,开始卖芯片了。对于汽车产业伙伴而言,芯片出来了还没有进入到供应链体系,还要跟汽车电子,包括板极子系统的匹配,包括可靠性认证,做上车的实验。这个过程由传统芯片开发2-3年拉到汽车产业上车应用会增加5-6年,所以这是一个强绑定,长产业链条的产业。

 

在此过程中,一定需要上下游的紧密合作和互信、互认。

 

刚才叶秘书长报告了整个产业的规模情况,可以看到国产芯片在整个汽车芯片产业中,特别在中国自主产品中占的比例非常低,基本上是5%。而未来汽车芯片在车上应用的规模有多大?现在看到传统燃油车大概300美金、400美金一辆车,如果做到下一代高度自动驾驶会超过1000甚至2000美金单车(光芯片成本)。但芯片上车一定会和子系统、和板结合,这样我们一直在提芯片产业可能是一个千亿级的产业,但是如果你做到汽车电子,一定是一个万亿级的产业。而在这个产业,中国自己的芯片企业占的规模不大,而领军的基本上都是国际上的企业,在此过程中,我们可能通过前期的股权收购获取了一些芯片企业的控制权,但是真正的研发、制造体系还不是在国内,这个是我们未来要思考的整个汽车产业安全保障的问题。

 

围绕汽车芯片全球性供应紧张做了一个梳理,国外的预测是短期和长期两个问题。短期如果持续保持全球化的供应问题,一年这个问题肯定可以解决。但是,如果未来考虑到地域竞争,考虑到国际对抗等因素,可能变成长期性的问题,就是你是否有机会继续再用欧美的产线,欧盟的封测厂做自己的国产芯片,特别是车规级的,这是很大的挑战。

 

在这块大家要去思考,未来产业链的供应安全可能不能简单的依靠国际上的企业,可能真要按照自主可控的思路,就是一部分掌握在自己手里,剩下的一部分跟可以信赖的合作伙伴共享共用,这样才能对产业发展形成稳定的保障。

 

围绕汽车芯片梳理了一下,六个大的核心问题。

 

第一,标准体系不健全。

我们在看中国现在汽车企业在评价汽车芯片的时候,一般用的是欧美的AECQ-100/101,“100”是集成电路,“101”是分立器件。但这个标准其实是在十九世纪80年代建立的,而这里面刚才列出来了,比如像环境温度要求能到150度,那个是什么假设条件?因为分在前机舱里靠近发动机热源,但是如果在新能源智能汽车,现在前机舱里面不再有像发动机这样的典型热源,是不是还需要这么高的环境温度的要求。所以,围绕着新的智能网联的大规模应用,我们对道路的要求也是不一样的,包括可能会更早了解道路的情况做一些预测。标准体系是直接简单翻译AECQ-100作为一个简单的复制中文版,还是围绕中国未来产业体系做自己的标准体系,这是大家值得探讨的第一个问题。

 

第二,没有标准就没有测试认证。

现在提的所有测试认证体系不管是功能安全的26262,从ISO的B到D,还是TS16949,这些都是割裂的,没有围绕着一个完整的体系做。我认证了芯片并不意味着我会完成对应子系统和板极的认证再到整车级的认证。

 

第三,技术研发能力不足。

大家其实都知道,基础的研发能力是偏弱的,但是这里面体现的可能某一个产品体现在设计在IP上,现在很多芯片开发用的ARM的IP,未来一旦出现问题,ARM还能不能持续供应IP。除此之外,可能在座芯片设计企业,包括星宇总、苏琳琳总你们都用的EDA,95%的市场份额在国外手里,如果他说我不让你用EAD软件,那你未来怎么用?你总不能手工画线路。

 

第四,关键产品缺乏应用。

刚才董司长也介绍了,在工信部电子司指导下,我们做了《中国汽车半导体供需对接手册》的调研,其中有200多款芯片上过车的,但是我们缺乏这种高端的、关键的芯片在重点产品上应用。

我们可能上的是胎压传感器、门窗开关这种小的MCU,但是核心的这种没有。

 

第五,车规工艺缺乏积累。

现在所有主流的汽车芯片流片都是在海外流的,台积电是最大的流片的foundry,现在国内大家能做的可能是.13nm的工艺,其实不是主流工艺。所以现在大家一直在说,假如我们完成了芯片的设计,我们能在国内完成自主的MCU、通讯,包括像下一代的高算力的计算芯片的设计,但是最终可能还得出国去流片,如果那时候别人卡住你了,不能给你流,你可能最终只解决了产业链安全的一段,没有解决全部。

 

第六,生态建设严重不足。

这两个产业中间需要理解、互通、互信、互认,中间的合作机制怎么建成?这个如果没有一个好的生态,单靠一个企业从头走到尾,基本上是不现实,也是不高效的。所以这块我觉得需要大家一起探索。

 

二、汽车芯片产业创新生态建设思路与实践

我们把整个上下游拉了六个大的环节,为什么?

 

第一,我们认为在产业生态建设中,首先你得有一个标准。如果你光说我这个芯片达到了车规,达到了车用的能力体系,但是没有标准评价,这是无法说的。你没有办法说服车厂选择你的方案。

 

第二,有了标准,其实对应的就是有关键技术的攻关,包括设计的关键技术,工艺封装的关键技术。

 

第三,有了关键技术,有了标准以后,对应一定要做出来核心的重点芯片。

 

第四,核心芯片出来以后,要完成产品的评测、认证,取得对应的数据、报告来支撑未来行业对它的使用的信心。

 

第五,应用环节。

1)芯片上车的第一步就是和电子电控子系统的结合,这个过程中一定要有一个开放的平台搭载芯片。我跟芯片企业的领导聊过,大家的观点是我不担心,我也愿意投钱开发这款芯片,担心的是开发出来这款芯片车厂提不出来要求,提的就是复制跟谁长的一模一样就行了,那没有什么优势,你永远最后上车就是跟人家拼成本,要么就是说我跟你说一个东西,你开发出来了,我用不上了,对不起,那可能几年后了。所以,汽车芯片要想上车一定要和Tier One形成紧密的绑定,包括整车厂,这样才有机会。

 

最后一个就是做出来了,由芯片到子系统,怎么上车,怎么让车厂放心也有信心的使用这款芯片?这个要有一些设计机制。

 

在整个链条的上下游我们认为是全生命周期,要真正做到供需信息,包括各类信息的无缝对接,高效交互,这样才能真正实现上下游的协同。

 

下面介绍一下我们在做的一些探索,这个图上半部分从设计、测试、认证、制造/封装、硬件平台、整车应用,这是一个技术生态,我正常上车应该做些什么。但下半部分是我们最近在探索的,就是要打造一个产业生态,围绕着共性、关键技术的研发,一定是设计公司和高校院所所参与进来,而在封装领域要把中芯国际、华虹拉进来,包括像长电做封测,然后Tier1/1.5像国内的电子企业,像经纬恒润、像德赛西威,下面就是主机厂。但是,在过程中一定要形成闭环,我们所说的闭环就是现在在探索做一个平台,把上下游打通,做好信息的共享、做好支撑,真正形成一个有平台型组织发挥的作用,形成上游下游的信息对接、信任机制的建立,包括产学研用的协同。

 

下面介绍一下我们在干几件事,希望得到大家的一些指点。

 

第一,关键产品的研制。

去年启动了一个重点攻关项目,就是智能新能源汽车车载控制,基础软硬件系统关键技术研发。这里面可以看到,我们探索的是把上下游产业伙伴拉到一起,围绕着自动驾驶芯片,包括MCU,包括OS一块在里面,打造对应的生态体系,包括产品体系,既有芯片也有软件,同时完成了高温高寒和高湿、高原极端条件下的挑战,我认为这种模式要走的,只有这种模式下才能形成“中国芯”结合“中国软”,再结合下游需求,形成一个闭环,这样可以快速出现重点产品上车应用,大家才有信心把中国的芯片做下去。

 

第二,平台建设。

最近我们在干一个事。首先围绕芯片,在国创中心和芯片联盟内部做了一个平台,这个平台不简简单单只做芯片,我们做了一个叫“垂直系统平台”,刚才介绍了从芯片-板-子系统-整车,是一个垂直的过程。以往的过程是我做出芯片来,验证完芯片,做到板子上,再做到控制器里,再装到车上去跑,这个周期很长,可能2-3年,一旦出了问题,全部从头来过。

 

我们现在用整车台架把所有的车辆数据拿下来,反向围绕它的外部应力,比如说震动这个电磁干扰,包括还有环境,我做出对应不同阶段的台架,你上车之前的可靠性验证不用在实车上跑,可以在台架上做,这是我们垂直系统,而且模拟了不同的工况,在车上不同的安装点。

 

另外一块从2018年做的开放开源的整车验证平台。就是我们用商品车把它变成一个白盒子搭载不同的芯片,在这个开放平台上,到目前为止已经搭载了十几款国产的功率器件,未来会搭载的像集成电路,比如像MCU和通讯方面的器件。我们相信这个平台将会更有效地帮助大家做芯片的验证。

 

第三,共性服务。

平台一旦成立以后,需要行业伙伴一块参与进来,我们探索的是在分立器件,包括在上周董司长指导下,建立了“中国汽车芯片标准体系研讨会”,目的是行业上下游伙伴一起做标准体系,可能起步是团体标准,但是通过团体标准和行业内、联盟内的协作,先形成初步的对于技术的一些共性的理解和认知,这样未来整合更好的行业伙伴,把它上升为行业标准和国家标准。

 

第四,通用平台。

这是我们和一些国内汽车电子伙伴做的,就是围绕着硬件的共性架构和软件的SOA,把OS中间层,包括应用层分层处理,真正地做出一个平台来,可以同时兼顾MCU、通讯,包括安全、芯片整体的上车应用。这个很关键,我们通过一个平台可以搭载多款芯片,更好地帮助中国的汽车伙伴提升自己核心技术的掌控能力。

 

第五,车规工艺。

我们最近和中芯北方做一件事,我们希望能在40纳米和55纳米上突破,真正形成中国车规的工艺线,过程中我们会导入更多中国芯片设计企业和软件公司起合作,去做整个供应过程的验证。你不能宣称我是40纳米车规就过得去,因为我一定要在40纳米线上完成不同类芯片的真正的流片,而且取得对应的数据,有足够的数据支撑才能说这个线能不能达到车规的水平。

 

三、中国汽车芯片产业创新战略联盟工作进展

过去汽车产业的发展很多是一个企业独立发展,但是后来我们发现现在趋势是龙头企业和产业链上下游企业通过产业联盟形成了一个利益共同体来共同发展。

 

两个例子,一个是OPEN ALLIANCE,一个是自动驾驶的联盟。我们看到围绕着芯片,从EDA的工具-设计-制造-封装-测试认证,需要不同环节的伙伴都加入进来支持。

 

去年9月份,在工信部电子司和装备司,在科技部的支持下,发起了中国汽车芯片产业创新战略联盟。这个联盟目标很明确,就是推动集成电路和汽车两个产业的跨界融合,共生共赢。我们对自己的定位很明确,做单个企业和单个产业做不了的事情。现在这个联盟有170多家单位,国内主流的整车企业包括芯片设计企业,以及研究院所都里面,也有国际上很多企业加入进来。

 

我们对自己的定位有四大定位:

第一,打造中国汽车芯片的创新生态,作为一个创新生态的建设者,我们希望探索用市场化的手段构建创新生态。

第二,推动整个产业的发展,从领军企业的支持到孵化新兴创造企业。

第三,打通自主汽车芯片上车应用的这条路。

第四,保持合作开放的心态,真正聚合国际优质的创新资源和产业资源,形成国际合作的引流。

 

今年重点干几件事,希望行业伙伴一起参与。

 

第一,资源共享,信息对接。在工信部电子司的指导下,我们发布了《汽车半导体供需对接手册》,我们在2周前做了一次摸底,所有手册的使用者,他们给我们三条非常重要的反馈信息。

1.每一家都在供需手册上找到了自己需要的信息;

2.每一家都收到了别人联系他,是因为看到了供需手册。

3.大家都认为供需手册这种事应该继续办下去,愿意持续提供信息,支持供需手册的发展。

下一步我们会把供需手册由线下变成一个线上的平台,帮助产业伙伴更好得了解产业发展的信心。

 

第二,从2020年7月份和8月份在工信部的指导下,组织汽车企业和芯片企业的相互走访。现在我们已经开始跟几个大的整车企业,包括芯片设计企业做信息沟通,希望推动两大产业伙伴之间的交流,更好的了解对方的流程、研发体系和产品战略,能够更地形成互通合作。

 

第三,今年推动做人才的培养。因为汽车芯片一定是懂芯片的产业人才也要懂汽车,懂汽车的人也要懂芯片的开发流程和要求,不然合作不起来。当年我们干新能源的时候,就是干电池的不懂汽车,大家一定要找到桥梁的人才。今年我们会推动人才的培养,包括高层之间的交流和互相的了解,也包括基础的关键技能人才的培养。

 

技术方面:

第一,汽车芯片的技术路线图。

第二,上周正式发布的标准体系的工作建设。

第三,汽车芯片的测试评价规程。

第四,我们还想做一个尝试,看到整个汽车芯片产业发展过程中,以往整车企业对于芯片企业的要求是你最好做的跟国际主流产品很像,这样我风险最小、压力最低。但是这个过程如果你永远只是跟随,复制,是没有办法超越的。

 

要想超越怎么做?中国的优势在于什么?在于对于应用、对于场景的理解,所以今年我们会做首届中国汽车芯片应用创新拉力赛。目的是什么?拿国产的自主的芯片去组织创业、创新团队开发新的场景、新的应用,创造出新的机会,让芯片有更大的市场。

 

这是上周在董司长指导下我们做的首发,中国汽车芯片保险签约活动。现在四个芯片企业和三个保险公司做了签约,围绕他们的产品。而宣布了以后,现在有大量的芯片企业和地方都在联系我们,希望能把这个事放大,我们会在部里的指导下,变成一个覆盖全国的标准行为模板推广,更好地支持芯片企业他们下游产业化的路径推动。

 

同时,在上周启动了中国汽车芯片标准体系研究,围绕着基础标准、产品标准、试验标准、通用标准,这四大领域,整合行业内50多家企业,共同进行中国标准体系的建设。我们相信会对整个汽车芯片产业产生巨大的影响。

 

四、中国汽车半导体产业供需调研情况。

这个手册的情况刚才董司长介绍了,我不多说了。现在更想强调的是,我们现在拿到1000条来自于14家整车企业和12家汽车零部件企业的需求信息,可以看到重点大家关注的要点在控制类芯片、驱动类芯片、电源类芯片、通讯类芯片和功率类器件,这是5大类要求比较多的。而这里面我们在未来一段时间里面还会做集中做分析,挑出大家感兴趣的共性芯片,未来会尝试采用揭榜挂帅的方式,在联盟内部发布共性关键芯片的技术要求,也鼓励行业的伙伴揭榜,你们来开发芯片,我们同时推动你们和下游的对接。

 

最后报告一下,我们希望这个联盟做点简单但是实际的事情支持联盟的发展,推动汽车芯片产业的创新生态建设,同时支持产业集群能力的形成,同时希望能够通过这个联盟培养更多的汽车芯片的专业人才,而且让真正中国的芯片走出国门,成为在世界上有影响力的汽车芯片。

 

最后,还是八个字,推动“跨界融合,共生共赢”。帮助中国汽车芯片支持集成电路和汽车产业发展的更好、更强。谢谢大家!

 

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)


来源:盖世汽车