中國汽車(chē)電子芯片業(yè)好消息不斷，但仍充滿(mǎn)挑戰

　　日前，兆易創(chuàng )新宣布，其GD25全系列SPI NOR Flash產(chǎn)品已完成AEC-Q100認證，是目前唯一的全國產(chǎn)化車(chē)規閃存產(chǎn)品，可以為汽車(chē)前裝市場(chǎng)以及需要車(chē)規級產(chǎn)品的特定應用提供高性能和高可靠性的閃存解決方案。

　　近些年來(lái)，伴隨著(zhù)新能源和自動(dòng)駕駛等趨勢，使得汽車(chē)電子市場(chǎng)持續升溫，不僅讓半導體廠(chǎng)商加大在此間的投入，也讓傳統車(chē)廠(chǎng)開(kāi)始重視汽車(chē)芯片的研究。新的市場(chǎng)環(huán)境，也促生了一批新的汽車(chē)芯片公司林立而起。由這些企業(yè)之間展開(kāi)的競爭，使得汽車(chē)芯片市場(chǎng)百花齊放。但是礙于汽車(chē)電子產(chǎn)品門(mén)檻較高，也讓中國企業(yè)感受到了困難。此次，兆易創(chuàng )新通過(guò)了AEC-Q100認證，是否也讓我們尋到了一絲中國汽車(chē)芯片即將迎來(lái)曙光的氣息。

　　汽車(chē)電子市場(chǎng)誘惑力大

　　2016年，汽車(chē)芯片憑借300億美元的市場(chǎng)被視為是半導體市場(chǎng)成長(cháng)最快的應用領(lǐng)域之一。同時(shí)，GGII預測，2020年全球車(chē)用芯片市場(chǎng)規模將增至430億美元。目前看來(lái)，盡管汽車(chē)相比其他領(lǐng)域對整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)而言占比只有大約10%，但未來(lái)，伴隨著(zhù)新能源和自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的迸發(fā)，汽車(chē)將用到更多的芯片。高德納咨詢(xún)公司預測稱(chēng)，到2020年，汽車(chē)半導體這一業(yè)務(wù)板塊的利潤增長(cháng)率將是全球芯片市場(chǎng)的兩倍。

(來(lái)源:中國閃存市場(chǎng)ChinaFlashMarket)

　　目前，一輛普通的新車(chē)芯片數量超過(guò)600個(gè)，芯片在每輛汽車(chē)中的價(jià)值超過(guò)2000元。而2018年全球汽車(chē)銷(xiāo)量接近1億輛。而未來(lái)的ADAS系統在向L3、L4階段升級的過(guò)程中，則需要更多的CMOS傳感器、 MEMS傳感器、以及探測雷達來(lái)感知周?chē)h(huán)境。同時(shí)，新能源汽車(chē)動(dòng)力系統的電氣化使得功率器件使用量大幅增加。同時(shí)，由于新能源汽車(chē)的動(dòng)力結構發(fā)生改變，也為電源管理芯片帶來(lái)了新的發(fā)展機會(huì )。在自動(dòng)駕駛和新能源兩者的驅動(dòng)下，便可窺見(jiàn)汽車(chē)芯片的誘惑有多大。

　　根據不同的用途，汽車(chē)芯片又可分為 MCU、功率半導體(IGBT、MOSFET 等)、傳感器及其他。根據Strategy Analytics數據顯示，在純電動(dòng)車(chē)中，MCU 占比僅次于功率半導體，為11%。DIGITIMES預測，功能芯片MCU市場(chǎng)規模有望從2017年66億美元穩步提升至2020年72億美元。

(全球汽車(chē)半導體市場(chǎng)規模(億美元)，來(lái)源：眾調汽車(chē)大數據)

　　通過(guò)這些數據，我們不難看出，未來(lái)汽車(chē)芯片潛力巨大。汽車(chē)市場(chǎng)為眾多半導體企業(yè)提供了發(fā)展機會(huì )，從MCU到功率器件都有涉及。在這種情況下，也難免增加了許多之前從未涉足過(guò)汽車(chē)芯片的玩家。

　　歐美日廠(chǎng)商把持

　　從全球汽車(chē)芯片市場(chǎng)來(lái)看，恩智浦、英飛凌、意法半導體、瑞薩、博世、賽普拉斯等是汽車(chē)芯片的傳統玩家。

　　2015年，恩智浦收購飛思卡爾以后，一直穩居全球汽車(chē)電子市場(chǎng)榜首。公司憑借在處理、連接與安全三個(gè)方面的優(yōu)勢，打造了嵌入式處理器與MCU、各類(lèi)通信模塊以及安全芯片等產(chǎn)品，可以提供較為廣泛、全面的汽車(chē)芯片。除此之外，在傳統汽車(chē)芯片企業(yè)中，英飛凌以向汽車(chē)領(lǐng)域供應傳感器、微控制器和功率半導體等產(chǎn)品見(jiàn)長(cháng);瑞薩電子以車(chē)用MCU方面占有著(zhù)領(lǐng)先優(yōu)勢，賽普拉斯長(cháng)期居于全球汽車(chē)NOR閃存市場(chǎng)榜首，以65%的市場(chǎng)份額傲視群雄。

　　汽車(chē)市場(chǎng)的火爆，也讓一些老牌芯片廠(chǎng)商看紅了眼。傳統汽車(chē)芯片廠(chǎng)商不僅要與自己的老對手競爭，還要時(shí)刻關(guān)注著(zhù)包括高通、英特爾、三星、英偉達、賽靈思等新進(jìn)玩家的動(dòng)態(tài)。而這些玩家，除了英偉達以外(英偉達憑借GPU優(yōu)勢布局汽車(chē)芯片)，幾乎無(wú)一例外地都走上了通過(guò)收購發(fā)展汽車(chē)芯片的路線(xiàn)。

　　2014年，高通以驍龍芯片開(kāi)始布局車(chē)載娛樂(lè )市場(chǎng)，而后，高通從車(chē)內蜂窩調制解調器業(yè)務(wù)入手，形成了電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電、遠程信息處理、資訊娛樂(lè )三大板塊。高通曾想通過(guò)收購恩智浦布局汽車(chē)芯片領(lǐng)域，可惜這樁交易在2018年正式宣告結束。2017年，英特爾斥資153億美元收購Mobileye，布局自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，據悉，Mobileye計劃在2021年批量化實(shí)現L4-L5級別的自動(dòng)駕駛應用。2018年，賽靈思收購深鑒科技，強化汽車(chē)領(lǐng)域市場(chǎng)，有統計數據顯示，到2018年賽靈思的芯片已經(jīng)被運用到29個(gè)汽車(chē)品牌，111款車(chē)型中，且未來(lái)這個(gè)數字還會(huì )繼續擴大。同樣走著(zhù)收購發(fā)展汽車(chē)芯片的還有三星電子，三星電子收購哈曼在前，隨后還成立了專(zhuān)門(mén)的ADAS/自動(dòng)駕駛戰略業(yè)務(wù)部門(mén)，研發(fā)車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛相關(guān)的前沿技術(shù)，后來(lái)又推出了自家全新汽車(chē)芯片品牌——Exynos Auto和ISOCELL Auto。

　　同時(shí)，類(lèi)似特斯拉、豐田等整車(chē)廠(chǎng)也開(kāi)始參與到汽車(chē)芯片的制造研發(fā)中來(lái)，開(kāi)始搶奪汽車(chē)電子這塊蛋糕。

　　在上述的介紹中，無(wú)論是傳統汽車(chē)芯片供應商還是老牌芯片廠(chǎng)，亦或是整車(chē)廠(chǎng)都能憑借自身技術(shù)經(jīng)驗或者是資本上的強大優(yōu)勢，占據了汽車(chē)電子的大部分市場(chǎng)。面對國際市場(chǎng)上汽車(chē)芯片熱火朝天的局面，我國在汽車(chē)芯片上的情況卻又是另一番天地。我國汽車(chē)芯片嚴重依賴(lài)進(jìn)口，上述的各大廠(chǎng)商也將中國市場(chǎng)視為汽車(chē)芯片領(lǐng)域重要的增長(cháng)地區，紛紛布局其汽車(chē)芯片在中國的發(fā)展。據統計，我國汽車(chē)芯片市場(chǎng)規模約占全球的 20%，但是國產(chǎn)汽車(chē)芯片在全球占比不到 1%。

　　為什么會(huì )出現這種情況?

　　兩道必須跨越的鴻溝

　　要想弄清楚這個(gè)問(wèn)題，就先要了解汽車(chē)芯片市場(chǎng)的門(mén)檻在哪里。汽車(chē)，在現代生活中占有了重要的地位，因而，其安全性必須得到保障。汽車(chē)芯片對安全性的要求包括，對溫度、質(zhì)量、使用壽命和可靠性。如何判定安全性，這就要靠AECQ100和ISO16949這兩個(gè)認證。

　　AECQ100由AIAG汽車(chē)組織開(kāi)發(fā)的用于集成電路的資格認證測試流程。此規格的目的是要確定一種器件在應用中能夠通過(guò)應力測試以及被認為能夠提供某種級別的品質(zhì)和可靠性。AEC-Q100包括了一系列應力測試失效機理、最低應力測試認證要求的定義及集成電路認證的參考測試條件。 這些測試能夠模擬跌落半導體器件和封裝失效，目的是能夠相對于一般條件加速跌落失效。在這個(gè)標準中，涉及汽車(chē)的部分有：AEC-Q001?零件平均測試指導原則、AEC-Q002?統計式良品率分析的指導原則、AEC-Q003?芯片產(chǎn)品的電性表現特性化的指導原則、AEC-Q004?零缺陷指導原則以及SAE?J1752/3?集成電路輻射測量程序。

　　ISOTS16949是國際標準化組織于2002年3月公布了一項行業(yè)性的質(zhì)量體系要求。ISOTS16949是國際汽車(chē)行業(yè)的一個(gè)技術(shù)規范，其針對性和適用性非常明確：此規范只適用于汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)和其直接的零備件制造商。這些廠(chǎng)家必須是直接與生產(chǎn)汽車(chē)有關(guān)的，能開(kāi)展加工制造活動(dòng)，并通過(guò)這種活動(dòng)使產(chǎn)品能夠增值。對所認證的公司廠(chǎng)家資格，有著(zhù)嚴格的限定。那些只具備支持功能的單位，如設計中心，公司總部和配送中心等，不能獨立獲得ISOTS16949：2002的認證。對那些為整車(chē)廠(chǎng)家或汽車(chē)零備件廠(chǎng)家制造設備和工具的廠(chǎng)家，也不能獲得ISOTS16949：2002的認證。因此，ISOTS16949:2002的實(shí)施，對三大汽車(chē)公司和他們的零備件制造供應商將有直接的影響。ISOTS16949特別注重廠(chǎng)家的完成品及實(shí)現這個(gè)完成品的質(zhì)量系統能力。它認為這是整個(gè)制造過(guò)程活動(dòng)的基礎。另一個(gè)特點(diǎn)是，它特別注重一個(gè)機構的質(zhì)量管理系統的有效性。ISOTS16949：2002的審核，由從單一的要素的審核轉變成一個(gè)過(guò)程的審核。

　　以上這兩個(gè)認證通對汽車(chē)芯片的要求極為嚴格，中國汽車(chē)芯片研發(fā)經(jīng)驗不足，很難通過(guò)這兩項認證。這也是中國芯片要想進(jìn)入到汽車(chē)領(lǐng)域的第一道門(mén)檻。

　　同時(shí)，汽車(chē)芯片使用周期較長(cháng)，往往是十年起步。與消費電子1-2年的更換周期相比，汽車(chē)芯片的投資明顯要長(cháng)很多。而目前很多企業(yè)都追求短平快的盈利模式，也使得中國汽車(chē)芯片市場(chǎng)并沒(méi)有像消費電子芯片市場(chǎng)一樣火爆。

　　同時(shí)，汽車(chē)芯片廠(chǎng)商也需要與中下游零部件廠(chǎng)商和整車(chē)廠(chǎng)長(cháng)久的合作關(guān)系，這也是為什么中國汽車(chē)芯片很難打開(kāi)局面的困難之一。

　　另外還有大眾汽車(chē)CEO Herbert Diess表示，大眾的汽車(chē)電子系統正在從分布式向集中式處理方式轉換，計劃將ECU(車(chē)載控制單元)功能集成起來(lái)，最終實(shí)現系統模塊數量級的減少，核心架構從當前數十個(gè)甚至上百個(gè)控制單元減少到三到五個(gè)車(chē)載中央處理器。而這種做法將有益于英偉達和英特爾這樣的公司。若這種做法得到了大部分整車(chē)廠(chǎng)商的認可，對整個(gè)汽車(chē)芯片供應商，尤其是對于正在謀劃進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)的國產(chǎn)廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，更將倍受打擊。

　　但面對著(zhù)壓力，國內汽車(chē)芯片廠(chǎng)商迎難而上。

　　中國玩家初露曙光

　　事實(shí)證明并沒(méi)有，在前不久結束的兩會(huì )期間，政府工作報告中指出，未來(lái)我國要深化大數據、人工智能等研發(fā)應用，培育新一代信息技術(shù)、高端裝備、生物醫藥、新能源汽車(chē)、新材料等新興產(chǎn)業(yè)集群，壯大數字經(jīng)濟。同時(shí)，2019年推出的科創(chuàng )板，也意在扶持包括新能源和芯片之類(lèi)的企業(yè)。

　　在這種環(huán)境下，也為中國汽車(chē)芯片的發(fā)展提供了土壤。除文章開(kāi)頭的兆易創(chuàng )新以外，還有一些廠(chǎng)商在汽車(chē)電子領(lǐng)域取得了不錯的成績(jì)。

　　國內汽車(chē)品牌比亞迪，擁有獨立的微電子公司，專(zhuān)門(mén)從事芯片研發(fā)與制造，目前擁有從IC設計、功率芯片設計、晶圓制造、IC封

　　裝測試、模組封裝測試等完整產(chǎn)業(yè)鏈，從業(yè)工程師超過(guò)2000人，其自主設計與制造的IGBT芯片和模組，已批量應用于自家電動(dòng)汽車(chē)。

　　同時(shí)，加特蘭、全志、四維圖新等科技公司，也都在加緊布局車(chē)載芯片。

　　其中，據介紹，加特蘭是目前國內唯一量產(chǎn)77GHz毫米波雷達芯片的企業(yè)，公司于2017年成功量產(chǎn)了第一代芯片，也是全球首顆成功量產(chǎn)的GHz CMOS工藝毫米波雷達芯片，并成功導入多家汽車(chē)零部件一級供應商和傳感器制造商。3月21日，加特蘭正式發(fā)布了第二代CMOS毫米波雷達芯片SoC- ALPS系列，覆蓋全車(chē)雷達需求。

　　與加特蘭不同的是，四維圖新開(kāi)始在自動(dòng)駕駛上的布局是從2016年開(kāi)始，公司基于數字地圖，布局車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、汽車(chē)芯片以及位置大數據。改變策略后，四維圖新先后與蔚來(lái)汽車(chē)、威馬汽車(chē)、英特爾、一汽解放達成合作，開(kāi)始在汽車(chē)領(lǐng)域大展手腳。

　　全志科技作為國內領(lǐng)先的智能應用處理器SoC和模擬芯片設計廠(chǎng)商，在2018亞洲CES上，正式發(fā)布了其針對數字座艙的車(chē)規(AEC-Q100)平臺型處理器T7。該平臺支持Android、Linux、QNX系統，集成多路高清影像輸入和輸出，完美支持高清多媒體處理，內置的EVE視覺(jué)處理單元可提升輔助駕駛運算效率。

　　國內以AI芯片起家，走向汽車(chē)芯片的廠(chǎng)商也不在少數。類(lèi)似地平線(xiàn)、寒武紀、西井科技等初創(chuàng )企業(yè)也加入到了汽車(chē)芯片的角逐中。

　　2018年，地平線(xiàn)發(fā)布了基于新一代BPU構架的產(chǎn)品Matrix。地平線(xiàn)也是目前中國唯一在全球四大汽車(chē)市場(chǎng)(美國、德國、日本和中國)同頂級汽車(chē)Tier1s 和 OEMs 建立合作關(guān)系的智能駕駛創(chuàng )業(yè)公司。

　　2018年5月，寒武紀推出的1M芯片可支持 CNN、RNN、SOM 等多種深度學(xué)習模型，以及SVM、k-NN、k-Means、決策樹(shù)等經(jīng)典機器學(xué)習算法的加速，幫助終端設備進(jìn)行本地訓練，從視覺(jué)、語(yǔ)音、自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域為智能汽車(chē)提供計算。

　　同樣從AI切入的還有西井科技，之后公司又向封閉場(chǎng)景自動(dòng)駕駛領(lǐng)域進(jìn)軍。2018年，公司發(fā)布了號稱(chēng)“全球首款真正意義的全時(shí)無(wú)人駕駛電動(dòng)重卡”—— Q-Truck。8月，西井科技與西藏珠峰達成戰略合作，并收獲了首個(gè)自動(dòng)駕駛礦車(chē)訂單，雙方未來(lái)將攜手打造中國礦業(yè)首個(gè)全局化人工智能智慧礦場(chǎng)。

　　雖然中國汽車(chē)電子芯片近來(lái)有了不少好的消息，但可以預見(jiàn)的是，國內的汽車(chē)電子芯片廠(chǎng)商還有很長(cháng)的一段路要走。