“致敬由99.9%的中国人组成的上海工厂团队;感谢所有合作伙伴,我们的供应链本地化率已经超过95%;感谢所有支持新能源汽车行业发展的人!一起加电!”

 

上月中旬,位于上海临港的特斯拉超级工厂,下线了第100万台电动汽车。而这同时也是,特斯拉在全球生产的,第300万台汽车。

 

大老板埃隆·马斯克自然是欣喜异常,而总体负责大中华区政府事务、公共关系、市场与品牌的全球副总裁陶琳,在转发BOSS微博之余,也不忘致谢中国团队,感谢整个在华上游供应链。

 

醒醒吧!这才是中国汽车最脆弱的一环

 

陶琳的博文,透露了一项关键信息——这99.9%纯度的中国团队自不待言,但那95%的供应链本地化率,则多少有些耐人寻味。因为我们都知道的是,其中缺失的这5%,无疑便是最近这两年里,社会各界一直关注,并且反反复复提起的,汽车芯片的问题。

 

毫无疑问,中国的新能源与智能汽车供应链,当得起一句“强大”。然而强大并不代表没有弱点,毕竟车规级芯片,就是整个供应链体系中,最为脆弱的一个环节。

 

01、壮大以后的忧患

 

“我国汽车产业的主要问题,在于核心零部件仍旧受制于人,特别在车规级芯片上面。”

 

9月6日,国务院发展研究中心产业经济研究部部长王金照,第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上,直言不讳。

 

醒醒吧!这才是中国汽车最脆弱的一环

▲ 国务院发展研究中心产业经济研究部部长王金照

 

 

我国全面开放已历30载,迄今为止,我们已建设起了全球产业门类最齐全,同样也是产业配套能力最优的供应链体系。

 

在加入世贸组织以后,依托这样一个体系,20年来我国的制造业通过长期的良性运转,不断向上突破升级,推动国家经济发展取得了今日的成就。

 

然而站在2022年的历史节点上,我们不但要正确了解到当前自身的实力,更应该清醒意识到现阶段正在直面的风险和威胁。

 

首当其冲的,是美国正在对我国发起的所谓“大国竞争”态势——

为了维护自身在科技和经济上的独霸地位,今日的美国政府,正利用一切的手段,对我国几乎全部的高科技产业,乃至于国家经济本身,实施多方位的打压。

 

这种打压包括,但不限于:采取多边出口管制、投资限制、规则排斥、学术与技术交流阻断等。而且这种打击,也并不局限于规则以内。美方一旦发现规则内手段无法奏效,则往往寻求单方面改变规则。甚至在许多时候,直接践踏现有规则与道德,采取更加直接的非法行动。

 

近日刚刚曝光的,美国土安全部下属“特定入侵行动办公室”,上千次侵入我国西北工业大学主机系统,窃取大量数据的网络攻击行为,便是其中的典型。

 

至于一个月前,美国国会通过的“芯片法案”,则是标标准准的,试图通过单方面订立新的规则,来实现所谓“排除中国威胁”的举措。而鉴于其直指我国制造业体系内,当前最为薄弱的半导体环节,这也是中远期内,最有可能威胁到我国汽车供应链的一招。

 

随着新能源汽车时代的到来,以及汽车的智能和网联化发展,汽车正远离一个多世纪前诞生之初的机械形态,成为一种计算机与机械的奇特混合体。在此前提下,各种半导体零部件,早已成为了新一代汽车不可或缺的组成部分。

 

车用芯片主要分为三大类:功能芯片(各种MCU,以及高算力处理器),功率器件(IGBT等),以及传感器芯片。在这其中,又以MCU与功率器件的使用比例最高。

 

车规级芯片的另外一大特点是对制程要求不高,但对可靠性要求极高。

 

所谓对制程要求不高,指的是目前的MCU芯片,主要制程多在65nm、40nm以及28nm等成熟区间。至于那些半导体功率器件,制程甚至是μm级的。

 

正如上文中特斯拉全球副总裁陶琳提及的95%——归根结底,解决了MCU自主的问题,则最后的这5%,将有望减小一个数量级,降至0.5%。国内车规芯片供应链的短板,本质上是车规级MCU的问题,而非其他。

 

02、国内半导体企业的突围之路

 

“在控之芯MCU方面,我们已经有一百多个项目在进行当中,在电池管理、底盘域控、车身控制、网关控制、电子后视镜、电机控制,还有ADAS智能驾驶上也会用到这样高性能和高安全的MCU产品。”

 

供应链创新大会期间,面对媒体的发问,芯驰科技董事长张强如此回答:“所以(我们的产品在)全系列应用上,有着非常广的客户群体。包括了现在新造车势力、传统车厂和欧美车厂。像吉利、宁德时代、欣旺达,我们给各个Tier1、车厂都有在做量产项目。”

 

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▲ 芯驰科技董事长张强

 

如果说用于统筹控制智能座舱人机交互系统,或者用来提供自动驾驶功能的高算力芯片,地位类似大脑这类大的神经中枢。那么微控单元,则好似神经节。

 

对汽车而言,这种“神经节”的作用非同小可——小到迎宾灯、转向灯、雨刮器的控制,大到防抱死刹车、发动机与辅助转向系统的控制。

 

汽车电子电器架构从分布式进化到域集中式,进而向着车载电脑和域控制器的集中式进化的过程,同样也是MCU数量不断增长的过程。

 

而之前断断续续,持续近2年的车规级芯片短缺问题,实际也多集中在MCU需求层面。然而包括车规级产品在内的各种MCU,此前恰是国内半导体行业最大的一块短板。

 

造就短板的原因并不复杂,因为这类重要性颇高的小东西,此前一直被几大海外半导体巨头所把持。特别是车规级MCU,其要求和标准高,但利润率却相对低,所以在很长一段时间里,难以促使国内企业产生迎难而上的动力。

 

进入2021年,随着“缺芯”问题的大爆发,车规级MCU的问题终于是得到了广泛的认识。更因为其价格的一路暴涨,促使众多企业转向该领域谋求新业务。然而认证准入的问题,又横亘在企业面前。

 

国际车规级芯片的标准认证,目前主要分AEC-Q与ISO26262两套体系。进入2022年以后,尽管已有二十余家国内无晶圆工厂的上百种产品,部分通过了AEC-Q100认证,但几乎所有都是最低等级的3级认证。

 

例如国芯科技已开始出货的CCFC2003PT、CCFC2006PT两款产品,虽然可用于发动机控制,但可靠性认证目前只完成了3级。更何况与AEC-Q认证相比更加严格ISO26262。

 

不过,终究还是有企业走完了流程,拿到了认证,还是级别最高的一种。同样还是芯驰。

 

“车厂敢用中国芯片很重要的挑战是车规级认证这件事情。”

 

芯驰科技副总裁陈蜀杰面对记者提问时回答:“芯驰现在是唯一拿到‘四证合一’的,包括ASIL D级,最高等级的流程认证;ASIL B级,针对SoC系列产品的B级产品认证;ASILD级,针对MCU产品D级认证,以及AEC-Q100分别达到Grade1和Grade2级认证,还有很重要的是信息安全,我们拿到是国密认证,比如网关芯片,本身能够提供网关芯片的国际国内车规芯片厂非常少,但芯驰是唯一一个拿到国密认证的,这是保证我们的信息安全。”

 

醒醒吧!这才是中国汽车最脆弱的一环

▲ 右下角的ASIL D,代表三个维度指标的最大化

 

这里提到的ASIL D级,便是在ISO26262标准下的,满足了S(severity严重度)、E(Exposure曝光度)以及C(controllability可控度)全部三个维度最高等级要求的半导体产品。

 

当然,上述的各种“唯一”,无论ISO26262还是国密认证,恐怕都是短时效性的。鉴于MCU产品研发是现阶段国内半导体企业最热门的项目之一,没有人能知道这种“唯一”能持续几周还是几个月。

 

在滚滚大潮下,芯驰只是较之友商们,领先了几个身位。

 

在众多同行业企业中,上海芯旺微电子技术有限公司是另一家值得专门一提的企业,尽管其并未出席本届供应链创新大会。

 

芯旺微的优势在于,投入了相当的精力和时间,自主研发了KungFu指令集

 

KungFu是一种混合精简指令集(RISC),其较之于众多使用ARM Cortex-M0/M3内核来“凑合”的友商,不但完全无惧“卡脖子”风险,在性能上也相对更好。

 

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▲ 基于自研KungFu指令集的芯旺微KF32A

 

目前,芯旺微已量产了8位的KF8A,以及32位的KF32A两款产品,可用于车身和车内电源、仪表辅助、车联网与车载雷达控制。

 

03、制程仍是关键问题

 

当然,即便我们反复强调MCU在整个供应链体系中的意义,却不是要忽略高算力处理器的重要性。

 

无论燃油车还是新能源汽车,网联和智能都是大势所趋。未来,随着车辆功能的进一步拓展,更多的高算力芯片将会被装上汽车。而为了满足对算力的更高追求,同时也是优化能耗的必要,这类高算力芯片仍旧需要仰赖先进制程。

 

以自动驾驶芯片为例,近年来国内实际已经涌现出一大批初创企业,如寒武纪、地平线、黑芝麻等,其中多数已经拿出了自己的产品,有的甚至已推出多代。

 

然而无一例外之处是,上述企业目前的主打产品,均使用了7nm制程工艺。而且,主要代工合作方,都是台积电。而鉴于美国政府近年来已将遏制中国获得先进半导体加工能力作为首要任务,则这最后的0.5%,可能会成为一个难以回避的难题。

 

“在当前的大环境下,‘去美’已经成了我们所有国内无晶圆公司,都必须面对,并且立即开始着手准备的问题。”一位不愿意公开信息的企业负责人在大会期间告诉笔者:“台积电是我们长期的合作伙伴。但大环境就是如此……如果有一天美国商务部再来一纸通告,美国国会再整个什么法案,又能如何?所以自从华为被极限制裁之后,各家实际已经通过各自的方式,与那些国内的半导体代工厂去进行过沟通与协调,都在为‘可能的那一天’做准备。”

 

企业所能依仗的,无非是两个关键:N+2工艺,以及28nm“去美”光刻设备。(详见C次元《腐败案爆发之际,我要给大基金“洗个地”》与《光刻机之外,芯片自主我们还有哪些短板》插入链接)

 

前者已经在去年7月实现了批量生产,并且取得相当的成功。至于后者,仍旧需要开发方尽快,去完成最后的“临门一脚”。

 

“受全球新冠疫情的影响和地缘政治的影响,近几年新能源汽车与智能网联汽车的供应链发生了很大的变化,将来全球布局的供应链将会有所改变,短链、区域链多点供应将是未来供应链的发展趋势;而且供应链已经不简简单单是一个经济的决策问题,受到了很多政治因素的干扰,但是不管怎么变,我认为作为供应链来说,靠近市场去布局、靠近工厂去布局仍然是不会改变的。”

 

9月6日,就在本届供应链创新大会开幕的首日,全国政协经济委员会副主任苗圩,就曾在演讲中点名了这场“大国竞争”中的关键问题。

 

与《芯片法案》那种,企图依仗着胁迫手段并通过撒钱,来强行改变全球半导体产业格局的操作形成鲜明反差的是,迄今为止我国在半导体产业里的一切举措,或者借着美国的压迫,或是围绕着市场需求、围绕着产业链运作来部署。

 

曾几何时,海那边的经济学者、产业专家们,谈及经济与市场,总会搬出那“看不见的手”当作金科玉律。许多人更是借此名义,来告诫海这边,切莫妄行“直接干预市场”的行为。

 

然而联系到2018年以来所发生的一切,俨然一幕241年前约克镇外“the world turned upside down”般的奇妙画面。

 

作者丨查攸吟

责编丨崔力文

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