中国汽车先锋论坛|抄佩佩：为“芯荒”开药方

在后疫情时代诸多的不确定性当中，芯片荒一定是关注度最高的一个。根据中国汽车工业协会数据统计，今年1-4月，因芯片供应不足问题，国内整车生产企业减产影响比例在7-11%左右。而根据国外机构预测，2021年汽车产业因汽车芯片短缺将损失600亿美元，全球汽车产量损失450万辆。

“芯事”为何这么重？“芯荒”又该如何解？在2021中国汽车先锋论坛上，中国汽车工程院公司总监、数据中心主任（兼）、指数管理中心主任抄佩佩指出：“缺芯潮”并非一蹴而就，而是产业布局失衡、智能化迅猛发展等多重因素导致的结果；缺芯状况在短期内很难有实质性的缓解，唯有从政策指引、标准体系、跨界合作、公共服务等四方面逐步完善，才能从根本上解决芯片短缺的难题。

“缺芯潮”并非一蹴而就

抄佩佩为“缺芯潮”归纳了四点直接原因：新冠疫情及暴雪、地震、火灾、停电等突发事件影响，半导体厂商降低生产或关停工厂影响产能；受疫情影响多家车企下调产销目标预期，芯片供应调整滞后于计划的调整，随着汽车产销逐步恢复，车企订单增加，但半导体产业车用芯片产能还在向消费电子领域转移，仍需6个月左右调整周期；消费电子抢占产能，2020年全球笔记本电脑、平板出货量增幅分别为22.5%、13.6%，芯片需求增长20-30% ；与此同时，8英寸晶圆成熟制程产线产能供给不足，到2019年全球8英寸晶圆厂总量低于200座，全球超60%的车规级芯片晶圆由台积电代工，台积电汽车芯片产能减少。

但这一轮全球性的芯片短缺并非一蹴而就，抄佩佩认为，从长期来看，汽车智能化快速发展所带来的的MCU芯片需求的快速增长，以及主控芯片、AI芯片需求的大幅攀升，早已为芯片短缺埋下了伏笔。

抄佩佩介绍，作为汽车的核心器件，汽车半导体主要应用在车身、仪表/信息娱乐系统、底盘、动力总成、自动驾驶等领域。在各种各样的汽车芯片中，应用在ESP、ECU的MCU微控制单元芯片是这一轮“缺芯潮”的主角。

随着电动化、智能化技术的迅猛发展，汽车对于芯片尤其是MCU芯片的需求愈演愈烈。相关数据显示：普通传统燃油车所需的MCU芯片数量在70个左右，豪华传统燃油车需要150个左右，智能汽车则翻番到300个左右；在2008年，平均每辆汽车所需的MCU芯片数量在100个左右，到2020年，这一数量暴涨到了250个。

终端市场需求的猛增令芯片企业触不及防，而全球芯片布局的失衡与自主芯片的失守，更令汽车芯片产业雪上加霜。

从全球汽车芯片产业分布情况可以看到，全球汽车芯片供应商竞争格局较为集中，超过80%的芯片供应商企业位于美国、欧洲、日本，恩智浦、英飞凌、瑞萨电子、意法半导体、德州仪器这五家TOP5芯片厂商的市场占有率在50%左右。

反观国内，当前我国汽车芯片企业的主要产品为计算芯片和AI芯片，厂商数量分别在113家和100家，传感器、通信、LED及其他芯片的厂商较少，在30家以下。规模化的汽车芯片产品供应商企业性质主体均为民营、外资和合资。

不仅如此，2020年，我国自主汽车芯片产业规模只占到全球的4.5%，不仅90%以上汽车芯片依赖进口，就连设计工具、产品研发、流片封测、标准体系等也大量依赖进口。

“国内芯片产业基础及抗风险能力薄弱，尚未形成兼具核心技术和规模优势的芯片企业，缺乏自主可控的产业链，存在卡脖子现象。汽车芯片产业链自主可控任重而道远。”抄佩佩表示，综合以上可以发现，缺芯状况在短期内很难有实质性的缓解，“芯荒”未来还将维持较长一段时间。

四招可解“芯荒”

但在抄佩佩看来，“缺芯潮”给汽车产业带来的也并非全是坏处，从某种程度来看，甚至有可能加速汽车芯片行业的变革与发展。

“全球芯片产业将迎来第三次产业转移，预计未来几年时间内，国际芯片制造巨头将纷纷到中国建厂。而华为、地平线、黑芝麻等自主芯片厂商也有望依托本土化带来的快速反应能力抢占一定的市场。目前，中国企业在中低端汽车芯片领域已经基本实现了自主设计和生产，伴随着高级别自动驾驶从梦想走进现实，SoC芯片的大量应用也将为自主芯片厂商提供换道超车的机会。”抄佩佩解释道。

“缺芯潮”的爆发同样引起了整车企业的深刻反思，目前，具备研发实力的车企已经逐步参与到芯片设计与研发过程中，例如，蔚来、小鹏、长城、吉利、比亚迪等均已在自动驾驶产品规划下开启了与芯片相关的研发工作。

当然，自主汽车芯片产业要想长足发展，还要面临顶层设计、核心技术、公共服务保障等多方面的难题。

从顶层设计角度看，目前国内还缺乏关于汽车芯片发展的战略规划和中长期战略指引，缺乏自主汽车芯片容错政策；与此同时，即使放眼全球，也依然缺乏属于某一国家或机构的完备的标准体系。

从技术研发角度看，目前芯片核心技术研发能力还存在短板，高可靠芯片设计能力不足，在芯片设计中对标准应用理解与实践经验不足；先进工艺投入成本高、国内缺乏先进的制程工艺，尤其是14nm以内的工艺。

从公共服务保障角度看，目前国内还缺乏汽车芯片综合性的公共服务平台，供需各方信息不对称问题凸显，这导致企业在产品选型过程中缺少专业指导，而国家和行业在决策过程中也缺少高端智库的体系支撑；不仅如此，目前国内第三方检测机构在可靠性、功能安全等相关标准理解能力、设计经验积累等方面的能力也有待提升，虽然部分测试设备已经具备国产替代方案，但技术优越性上仍存在不小的差距。

“面对复杂的国内外环境，科技创新的重要性愈发凸显。我国‘制造强国’、‘网络强国’、‘交通强国’、‘汽车强国’战略均离不开芯片产业支撑。随着消费电子市场增长放缓，汽车芯片是未来全球半导体市场的增量驱动主力成为普遍共识。”为此，抄佩佩也为汽车芯片产业的发展提出了针对性的建议。

首先，建议国家制定汽车芯片产业顶层战略发展规划及技术路线图，在核心IP、设计软件、装备资源等关键环节集中攻关，扶持重点企业，突破技术瓶颈；创新“沙盒监管”模式，制定推荐目录和配套政策，鼓励车企使用自主汽车芯片。

其次，建议以智能电动汽车芯片功能应用场景为基础，从智能电动汽车主要功能和物理结构层级出发，横向维度基于可靠性、功能安全、信息安全，以及典型工况特征、性能和功能进行分解映射，纵深建立研究芯片级-板级-系统级-整车级标准体系。

再次，建议整车和芯片企业形成协同创新机制，加深合作，开放共享；联合导入整车和芯片知识体系，制定汽车芯片基础技术研究体系，提升产品可靠性；在鼓励整车企业提升对国产芯片关注度，进一步完善供应链体系。

最后，建议推动成立国家第三方检测认证实验室和检测认证平台；建立行业共识的车规级芯片定义；形成汽车芯片选型标准和测试评价方法；搭建中国汽车芯片公共服务平台，提供行业信息服务、仿真&测试验证服务、产品选型服务和智库服务。

点击“在看”，与世界分享