直面芯片短缺危机,摘掉“卡脖子”枷锁前景可期

“近三年来,芯片短缺问题导致全球汽车产量减产约1500万辆,中国超过了200万辆,这就是芯片短缺对汽车行业带来的深刻影响。”在日前举行的2022全球智能汽车产业峰会(GIV2022)上,中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟毫不避讳地指出,“国内汽车芯片的供给率不足10%,最低的不足1%,也就是每辆车所需的芯片90%以上都靠进口,或者掌握在外资公司手里。” 

直面芯片短缺危机,摘掉“卡脖子”枷锁前景可期

“汽车芯片和软件系统历来是我国的薄弱环节,至今依然面临较大的‘卡脖子’问题,”中国电动汽车百人会理事长陈清泰坦言。中国工程院院士、清华大学教授、汽车安全与节能国家重点实验室主任李克强也透露,“在产业关键技术方面,我们缺乏系统重构技术,我们的相关汽车基础技术及器件仍受制于人,包括基础软件与操作系统、车规级芯片以及各类MCU芯片面临短缺,影响主机厂的产销量。”  

“从目前来看,汽车芯片按照功能大概可分为九大类,包括智能芯片和计算芯片等,每辆智能化程度偏高的单车,芯片所需数量都在1000颗以上。2022年,我国的汽车智能化渗透率超过了30%,2030年预计这一比例会达到70%。所以从智能化汽车发展的速度来判断,汽车行业对芯片的需求会呈现出爆发式增长态势。”张永伟表示,“我们判断2030年的芯片市场规模约为300亿美元,需求量约为1000亿~1200亿颗/年,所以汽车芯片的需求越来越大、缺口也越来越大。”

在面临芯片短缺的同时,国内汽车芯片全产业链还需要摆脱进口依赖、技术短板、严格的检测认证和人才短缺等问题。“现在看来美国、韩国、日本和欧盟占据了整个汽车芯片设计的高端市场。”张永伟透露,“在汽车芯片整个价值链中,占比比较小、但是价值量最高的核心软件是EDA (Electronic design automation,电子设计自动化),而96%的EDA IP掌握在美国公司手里。在核心汽车芯片IP中,欧洲和美国共占据95%的市场份额;晶圆厂在芯片整个价值链中占比2.5%,主要分布在日本、欧盟。”

“在梳理产业链时,我们发现整个汽车芯片的链条都存在着技术的短板。在EDA工具和核心半导体设备市场,特别是在制造代工领域仍然是我们的短板,我们有14纳米以上的制程工艺,但更先进的制程依然欠缺。”张永伟直言,“人才短缺已经成为我们现在发展技术背后巨大的瓶颈。目前,我国集成电路领域的从业人员,包括汽车集成电路和消费集成电路在内共计54万人,主要分布在设计、制造和封测环节,到2023年缺口会达到20万人。人才短缺会严重影响芯片行业的技术突破和产业推进。”

中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员倪光南 主办方供图  

除此以外,“目前多种国产CPU架构并存,未来可能会造成资源分散、低水平重复。”中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员倪光南表示,“为此,我们有必要思考一下国产CPU架构发展的技术路线。”

据倪光南介绍称,CPU是汽车产业发展的关键技术之一,CPU架构是芯片产业链和芯片产业的龙头,它不仅决定了CPU芯片本身的性能,而且现在很大程度上引领了整个芯片产业和芯片生态,尤其对设计人才的培养、设计工艺EDU、芯片IP库、芯片应用生态等方面都有重大的影响。此外,芯片的架构也影响到芯片的生产、测试、封装等环节。

“鉴于我国抓住芯片发展机遇,面向未来主流CPU的市场,可以聚焦开源绿色架构,发展中国芯片产业。尤其是在类似新兴的智能网联汽车领域,这些新兴领域可以通过充分发挥我国举国体制和超大规模市场优势、人才优势,共建绿色产业生态,增强绿色产业连、供应链自主控制能力,可以通过加大对开源数据的贡献,以增大话语权和主导权。”倪光南强调,“智能网联汽车产业应该从全球视野谋划和发展汽车芯片,聚焦开源RISE—Ⅴ架构,共同完善RISE—Ⅴ的生态建设,与世界开源同行抢占全球智能网联汽车产业发展的制高点。”

不止于此,“我们需要在设计、制造、封测、软件、设备、材料等环节进行全面的突破。”张永伟建议:既要做技术提升,也要增加芯片的产能供给;建立检测认证体系,推动国产芯片上车,支持多元化商业模式,并加大政策支持。“近年,在缺芯的倒逼下,我国汽车芯片设计有了快速的进步,摘掉‘卡脖子’的枷锁前景可期,”陈清泰说。

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