中國汽車電子芯片業(yè)好消息不斷，但仍充滿挑戰(zhàn)

　　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(rèn)證，是目前唯一的全國產(chǎn)化車規(guī)閃存產(chǎn)品，可以為汽車前裝市場以及需要車規(guī)級產(chǎn)品的特定應(yīng)用提供高性能和高可靠性的閃存解決方案。

　　近些年來，伴隨著新能源和自動駕駛等趨勢，使得汽車電子市場持續(xù)升溫，不僅讓半導(dǎo)體廠商加大在此間的投入，也讓傳統(tǒng)車廠開始重視汽車芯片的研究。新的市場環(huán)境，也促生了一批新的汽車芯片公司林立而起。由這些企業(yè)之間展開的競爭，使得汽車芯片市場百花齊放。但是礙于汽車電子產(chǎn)品門檻較高，也讓中國企業(yè)感受到了困難。此次，兆易創(chuàng)新通過了AEC-Q100認(rèn)證，是否也讓我們尋到了一絲中國汽車芯片即將迎來曙光的氣息。

　　汽車電子市場誘惑力大

　　2016年，汽車芯片憑借300億美元的市場被視為是半導(dǎo)體市場成長最快的應(yīng)用領(lǐng)域之一。同時，GGII預(yù)測，2020年全球車用芯片市場規(guī)模將增至430億美元。目前看來，盡管汽車相比其他領(lǐng)域?qū)φ麄€芯片產(chǎn)業(yè)而言占比只有大約10%，但未來，伴隨著新能源和自動駕駛市場的迸發(fā)，汽車將用到更多的芯片。高德納咨詢公司預(yù)測稱，到2020年，汽車半導(dǎo)體這一業(yè)務(wù)板塊的利潤增長率將是全球芯片市場的兩倍。

(來源:中國閃存市場ChinaFlashMarket)

　　目前，一輛普通的新車芯片數(shù)量超過600個，芯片在每輛汽車中的價值超過2000元。而2018年全球汽車銷量接近1億輛。而未來的ADAS系統(tǒng)在向L3、L4階段升級的過程中，則需要更多的CMOS傳感器、 MEMS傳感器、以及探測雷達(dá)來感知周圍環(huán)境。同時，新能源汽車動力系統(tǒng)的電氣化使得功率器件使用量大幅增加。同時，由于新能源汽車的動力結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，也為電源管理芯片帶來了新的發(fā)展機會。在自動駕駛和新能源兩者的驅(qū)動下，便可窺見汽車芯片的誘惑有多大。

　　根據(jù)不同的用途，汽車芯片又可分為 MCU、功率半導(dǎo)體(IGBT、MOSFET 等)、傳感器及其他。根據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)顯示，在純電動車中，MCU 占比僅次于功率半導(dǎo)體，為11%。DIGITIMES預(yù)測，功能芯片MCU市場規(guī)模有望從2017年66億美元穩(wěn)步提升至2020年72億美元。

(全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模(億美元)，來源：眾調(diào)汽車大數(shù)據(jù))

　　通過這些數(shù)據(jù)，我們不難看出，未來汽車芯片潛力巨大。汽車市場為眾多半導(dǎo)體企業(yè)提供了發(fā)展機會，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汽車芯片的玩家。

　　歐美日廠商把持

　　從全球汽車芯片市場來看，恩智浦、英飛凌、意法半導(dǎo)體、瑞薩、博世、賽普拉斯等是汽車芯片的傳統(tǒng)玩家。

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

　　汽車市場的火爆，也讓一些老牌芯片廠商看紅了眼。傳統(tǒng)汽車芯片廠商不僅要與自己的老對手競爭，還要時刻關(guān)注著包括高通、英特爾、三星、英偉達(dá)、賽靈思等新進玩家的動態(tài)。而這些玩家，除了英偉達(dá)以外(英偉達(dá)憑借GPU優(yōu)勢布局汽車芯片)，幾乎無一例外地都走上了通過收購發(fā)展汽車芯片的路線。

　　2014年，高通以驍龍芯片開始布局車載娛樂市場，而后，高通從車內(nèi)蜂窩調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)入手，形成了電動汽車無線充電、遠(yuǎn)程信息處理、資訊娛樂三大板塊。高通曾想通過收購恩智浦布局汽車芯片領(lǐng)域，可惜這樁交易在2018年正式宣告結(jié)束。2017年，英特爾斥資153億美元收購Mobileye，布局自動駕駛領(lǐng)域，據(jù)悉，Mobileye計劃在2021年批量化實現(xiàn)L4-L5級別的自動駕駛應(yīng)用。2018年，賽靈思收購深鑒科技，強化汽車領(lǐng)域市場，有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，到2018年賽靈思的芯片已經(jīng)被運用到29個汽車品牌，111款車型中，且未來這個數(shù)字還會繼續(xù)擴大。同樣走著收購發(fā)展汽車芯片的還有三星電子，三星電子收購哈曼在前，隨后還成立了專門的ADAS/自動駕駛戰(zhàn)略業(yè)務(wù)部門，研發(fā)車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛相關(guān)的前沿技術(shù)，后來又推出了自家全新汽車芯片品牌——Exynos Auto和ISOCELL Auto。

　　同時，類似特斯拉、豐田等整車廠也開始參與到汽車芯片的制造研發(fā)中來，開始搶奪汽車電子這塊蛋糕。

　　在上述的介紹中，無論是傳統(tǒng)汽車芯片供應(yīng)商還是老牌芯片廠，亦或是整車廠都能憑借自身技術(shù)經(jīng)驗或者是資本上的強大優(yōu)勢，占據(jù)了汽車電子的大部分市場。面對國際市場上汽車芯片熱火朝天的局面，我國在汽車芯片上的情況卻又是另一番天地。我國汽車芯片嚴(yán)重依賴進口，上述的各大廠商也將中國市場視為汽車芯片領(lǐng)域重要的增長地區(qū)，紛紛布局其汽車芯片在中國的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，我國汽車芯片市場規(guī)模約占全球的 20%，但是國產(chǎn)汽車芯片在全球占比不到 1%。

　　為什么會出現(xiàn)這種情況?

　　兩道必須跨越的鴻溝

　　要想弄清楚這個問題，就先要了解汽車芯片市場的門檻在哪里。汽車，在現(xiàn)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這兩個認(rèn)證。

　　AECQ100由AIAG汽車組織開發(fā)的用于集成電路的資格認(rèn)證測試流程。此規(guī)格的目的是要確定一種器件在應(yīng)用中能夠通過應(yīng)力測試以及被認(rèn)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(yīng)力測試失效機理、最低應(yīng)力測試認(rèn)證要求的定義及集成電路認(rèn)證的參考測試條件。 這些測試能夠模擬跌落半導(dǎo)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。在這個標(biāo)準(zhǔn)中，涉及汽車的部分有：AEC-Q001?零件平均測試指導(dǎo)原則、AEC-Q002?統(tǒng)計式良品率分析的指導(dǎo)原則、AEC-Q003?芯片產(chǎn)品的電性表現(xiàn)特性化的指導(dǎo)原則、AEC-Q004?零缺陷指導(dǎo)原則以及SAE?J1752/3?集成電路輻射測量程序。

　　ISOTS16949是國際標(biāo)準(zhǔn)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是國際汽車行業(yè)的一個技術(shù)規(guī)范，其針對性和適用性非常明確：此規(guī)范只適用于汽車整車廠和其直接的零備件制造商。這些廠家必須是直接與生產(chǎn)汽車有關(guān)的，能開展加工制造活動，并通過這種活動使產(chǎn)品能夠增值。對所認(rèn)證的公司廠家資格，有著嚴(yán)格的限定。那些只具備支持功能的單位，如設(shè)計中心，公司總部和配送中心等，不能獨立獲得ISOTS16949：2002的認(rèn)證。對那些為整車廠家或汽車零備件廠家制造設(shè)備和工具的廠家，也不能獲得ISOTS16949：2002的認(rèn)證。因此，ISOTS16949:2002的實施，對三大汽車公司和他們的零備件制造供應(yīng)商將有直接的影響。ISOTS16949特別注重廠家的完成品及實現(xiàn)這個完成品的質(zhì)量系統(tǒng)能力。它認(rèn)為這是整個制造過程活動的基礎(chǔ)。另一個特點是，它特別注重一個機構(gòu)的質(zhì)量管理系統(tǒng)的有效性。ISOTS16949：2002的審核，由從單一的要素的審核轉(zhuǎn)變成一個過程的審核。

　　以上這兩個認(rèn)證通對汽車芯片的要求極為嚴(yán)格，中國汽車芯片研發(fā)經(jīng)驗不足，很難通過這兩項認(rèn)證。這也是中國芯片要想進入到汽車領(lǐng)域的第一道門檻。

　　同時，汽車芯片使用周期較長，往往是十年起步。與消費電子1-2年的更換周期相比，汽車芯片的投資明顯要長很多。而目前很多企業(yè)都追求短平快的盈利模式，也使得中國汽車芯片市場并沒有像消費電子芯片市場一樣火爆。

　　同時，汽車芯片廠商也需要與中下游零部件廠商和整車廠長久的合作關(guān)系，這也是為什么中國汽車芯片很難打開局面的困難之一。

　　另外還有大眾汽車CEO Herbert Diess表示，大眾的汽車電子系統(tǒng)正在從分布式向集中式處理方式轉(zhuǎn)換，計劃將ECU(車載控制單元)功能集成起來，最終實現(xiàn)系統(tǒng)模塊數(shù)量級的減少，核心架構(gòu)從當(dāng)前數(shù)十個甚至上百個控制單元減少到三到五個車載中央處理器。而這種做法將有益于英偉達(dá)和英特爾這樣的公司。若這種做法得到了大部分整車廠商的認(rèn)可，對整個汽車芯片供應(yīng)商，尤其是對于正在謀劃進入這個市場的國產(chǎn)廠商來說，更將倍受打擊。

　　但面對著壓力，國內(nèi)汽車芯片廠商迎難而上。

　　中國玩家初露曙光

　　事實證明并沒有，在前不久結(jié)束的兩會期間，政府工作報告中指出，未來我國要深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用，培育新一代信息技術(shù)、高端裝備、生物醫(yī)藥、新能源汽車、新材料等新興產(chǎn)業(yè)集群，壯大數(shù)字經(jīng)濟。同時，2019年推出的科創(chuàng)板，也意在扶持包括新能源和芯片之類的企業(yè)。

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

　　國內(nèi)汽車品牌比亞迪，擁有獨立的微電子公司，專門從事芯片研發(fā)與制造，目前擁有從IC設(shè)計、功率芯片設(shè)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2000人，其自主設(shè)計與制造的IGBT芯片和模組，已批量應(yīng)用于自家電動汽車。

　　同時，加特蘭、全志、四維圖新等科技公司，也都在加緊布局車載芯片。

　　其中，據(jù)介紹，加特蘭是目前國內(nèi)唯一量產(chǎn)77GHz毫米波雷達(dá)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(dá)芯片，并成功導(dǎo)入多家汽車零部件一級供應(yīng)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(dá)芯片SoC- ALPS系列，覆蓋全車?yán)走_(dá)需求。

　　與加特蘭不同的是，四維圖新開始在自動駕駛上的布局是從2016年開始，公司基于數(shù)字地圖，布局車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、汽車芯片以及位置大數(shù)據(jù)。改變策略后，四維圖新先后與蔚來汽車、威馬汽車、英特爾、一汽解放達(dá)成合作，開始在汽車領(lǐng)域大展手腳。

　　全志科技作為國內(nèi)領(lǐng)先的智能應(yīng)用處理器SoC和模擬芯片設(shè)計廠商，在2018亞洲CES上，正式發(fā)布了其針對數(shù)字座艙的車規(guī)(AEC-Q100)平臺型處理器T7。該平臺支持Android、Linux、QNX系統(tǒng)，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(nèi)置的EVE視覺處理單元可提升輔助駕駛運算效率。

　　國內(nèi)以AI芯片起家，走向汽車芯片的廠商也不在少數(shù)。類似地平線、寒武紀(jì)、西井科技等初創(chuàng)企業(yè)也加入到了汽車芯片的角逐中。

　　2018年，地平線發(fā)布了基于新一代BPU構(gòu)架的產(chǎn)品Matrix。地平線也是目前中國唯一在全球四大汽車市場(美國、德國、日本和中國)同頂級汽車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(jì)推出的1M芯片可支持 CNN、RNN、SOM 等多種深度學(xué)習(xí)模型，以及SVM、k-NN、k-Means、決策樹等經(jīng)典機器學(xué)習(xí)算法的加速，幫助終端設(shè)備進行本地訓(xùn)練，從視覺、語音、自然語言處理等領(lǐng)域為智能汽車提供計算。

　　同樣從AI切入的還有西井科技，之后公司又向封閉場景自動駕駛領(lǐng)域進軍。2018年，公司發(fā)布了號稱“全球首款真正意義的全時無人駕駛電動重卡”—— Q-Truck。8月，西井科技與西藏珠峰達(dá)成戰(zhàn)略合作，并收獲了首個自動駕駛礦車訂單，雙方未來將攜手打造中國礦業(yè)首個全局化人工智能智慧礦場。

　　雖然中國汽車電子芯片近來有了不少好的消息，但可以預(yù)見的是，國內(nèi)的汽車電子芯片廠商還有很長的一段路要走。