国产汽车芯片破局之路：要重视技术创新，不能只盯补短板

·虽然汽车芯片产业空间广阔，但国产化紧迫，国内车规级芯片供应高度依赖欧美企业，汽车芯片的自给率是个位数，汽车供应链安全问题依然存在。汽车芯片技术难度不高，但稳定性、可靠性要求特别高，需要时间来磨。·“做汽车芯片的本能反应是国产替代，一个一个去替代，一开始好像应该这么干，但如果我们一旦这么干下去，就是没完没了的替代。”中国芯片发展应有一个新思路和新战略，“不能只盯着补短板，下一阶段更多的是要考虑建长板，考虑产业综合能力的发展。”汽车芯片是现代汽车产业化迈向价值链高端的助推器，是未来汽车电动化、网联化、智能化、共享化发展的新引擎。当前，汽车单车用到的芯片在1000颗上下，未来每辆车可以达到3000颗芯片。汽车芯片产业空间广阔，但国产化紧迫。4月15日，在上海汽车芯谷·芯谋研究·全球（首届）汽车芯片产业峰会上，芯片产业领袖探讨国产芯片产业发展形势和汽车芯片破局之路。复旦大学微电子学院院长张卫表示，技术创新是芯片产业进步的核心，国内汽车芯片更要重视技术创新。如果认为汽车芯片是成熟工艺，没有多少技术创新，采用90纳米的工艺就可以了，这实际上是一种误解。复旦大学微电子学院院长张卫。过去三五年，补短板、解决卡脖子问题一直是国内芯片行业的主题。中国集成电路创新联盟秘书长叶甜春表示，未来汽车芯片发展要从单纯的国产替代走向提供系统解决方案。本次峰会在上海市经济和信息化委员会、上海市科学技术委员会指导下，由上海市嘉定区人民政府主办，上海市嘉定区经济委员会、上海嘉定工业区管理委员会、上海市嘉定区国有资产经营（集团）有限公司承办，半导体产业智库芯谋研究协办。过剩和稀缺并存，中国的英特尔在哪里？当前，国内半导体领域是过剩和稀缺并存的状态。一方面，芯片设计公司过剩，“现在做碳化硅的有几十家，做硅片的有几十家，肯定是过剩了。”上海临芯投资管理有限公司董事长李亚军表示，过多的创业公司分散了资金、人才等资源，推高了人力成本和其他资源的成本。另一方面，关键设备的解决遥遥无期，高端芯片久攻不下，缺乏CPU（中央处理器）、GPU（图形处理器）等大芯片，缺少世界级的龙头企业，“中国的英特尔在哪里？中国的英伟达在哪里？”在汽车芯片领域，汽车芯片产业空间广阔。我国新能源(4.080, 0.00, 0.00%)汽车赛道走在全球前列，新能源汽车快速增长带来汽车芯片需求大涨。复旦大学微电子学院院长张卫表示，汽车单车所需的芯片数量将由传统燃油车年代的600-700颗/辆增长至最高3000颗/辆。“汽车里那么多芯片，只要少一颗，车子就没有办法运行。”西门子EDA全球资深副总裁、亚太区总裁彭启煌表示，汽车是高价值的电子产品，要实现差异化、建立自己的生态系统。全球领先的汽车公司一半以上自研芯片，即使不自研芯片，也有投资和合作。“现在每辆车要用的芯片在1000颗上下，所以说芯片非常缺。”虽然汽车芯片产业空间广阔，但李亚军表示国产化紧迫，国内车规级芯片供应高度依赖欧美企业，汽车芯片的自给率是个位数，汽车供应链安全问题依然存在。汽车芯片技术难度不高，但稳定性、可靠性要求特别高，需要时间来磨。“怎么解决芯片问题，大家很着急，确实想了各种办法，车厂一着急干脆自己投，现在各个车厂都投了很多芯片公司。我们想了半天，一直在想解决这个问题的办法，最终集中到两个问题，怎么寻找和培养中国的英特尔这样的世界级企业，突破企业创始人的天花板。”上海临芯投资管理有限公司董事长李亚军。做实业和投资人出身的李亚军提出了一个思路，假设组建一个汽车芯片平台公司，成为连接需求和供应端的桥梁。首先从需求端入手，拿到各个车厂的需求，定义规格，在全球化范围内组织团队资源设计产品，然后提供品牌和完整供应链服务，包括代工、封测等，并在全球范围内组织产品交付，通过和厂商共同测试验证实现上车量产。同时对一级汽车供应商（Tier1）和二级汽车供应商（Tier2）进行投资与合作，紧密绑定芯片和零部件供应商，建立产业生态。最后通过积累产生强者恒强的马太效应，最终形成世界级汽车芯片品牌。“我们希望用这么一个新模式来解决我们汽车芯片的问题。这是一件非常难的事，也是件非常大的事，是一场非常困难的马拉松。”摩尔定律本质是创新驱动，汽车芯片更要重视技术创新1965年，英特尔创始人戈登·摩尔在撰文中提到了“摩尔定律”。摩尔观察到集成电路上可容纳的晶体管数目每年大约翻一番，随后修正为“每两年”，后来普遍流行的说法是“每18个月”翻一番。自摩尔撰写这篇文章以来，芯片以指数级的速度变得更高效、更便宜，帮助推动了半个世纪以来世界上大部分的技术进步，不仅让个人电脑出现，也让互联网和硅谷巨头公司崛起。张卫表示，摩尔定律的本质是创新驱动，技术创新是芯片产业进步的核心，新器件、新工艺、新材料不断融入芯片技术，新结构、新原理器件的出现打破了原有瓶颈，新工艺也带来了芯片生成装备的革命性变化，进而建立了完善的产业链。同样的，汽车芯片也需要技术创新。无论是自动驾驶还是智能座舱，功能集成已经成为行业发展趋势，电子控制单元（ECU）模块逐渐集成合并，形成集中化、标准化的域控制单元（DCU），DCUs进一步融合形成集中运算的车载计算平台，功能集成促进汽车电子电气架构发生变革，汽车芯片功率集成度和可靠性要求不断提高。“所以国内汽车芯片更要重视技术创新，如果觉得这是成熟工艺，没有多少技术创新，采用90纳米的工艺就可以了，这实际上是一种误解。”张卫表示，在汽车芯片领域里，工艺和器件结构紧密相关，只有突破原有技术，汽车芯片才能实现更强大的功能，为未来的智能汽车服务。这也要求芯片企业和汽车整机应用企业紧密结合，芯片企业主动对接整车企业和一级供应商的需求来提升芯片性能；整车企业支持国产汽车芯片研发，帮助提升产品性能，解决产品在应用中碰到的问题，迈过技术门槛。而政府可以通过政策引导和产业扶持，协调各方资源，助力国产汽车芯片产业生态圈建设。清华大学教授魏少军。“软件定义汽车，软件定义everything（一切）。软件定义芯片很可能是未来部分解决智能化的一个重要途径。”清华大学教授魏少军谈到了智能驾驶的算力底座，提出了软件定义近存计算芯片的创新技术。性能、功耗、灵活性是芯片设计必须面对的相互制约因素。专用芯片效能高，但不灵活。在制造工艺进入纳米级以后高昂的成本使得以多品种、小批量为特征的专用芯片难以为继。FPGA（现场可编程逻辑门阵列）等可编程器件灵活性高，但效能低。通常，芯片制造完成后，其物理结构和基本特性随即固定，难以兼具高效能和高灵活性，亟需变革芯片架构和设计范式，如何设计兼具高效能和高灵活性的芯片是世界级技术难题。“芯片是支撑智能的基础，软件是实现智能的核心，但问题是如何把软件、硬件两者有机结合在一起。”魏少军表示，软件和硬件联合在一起的唯一途径是软件定义芯片。他最早提出了“应用定义软件、软件定义芯片”的概念，经过十年努力，已经实现了芯片架构和功能的纳秒级重构，使硬件电路可随软件算法的变化而快速变化，在确保灵活性的同时大幅提升能量效率。此外，魏少军提出了将计算芯片和存储芯片面对面键合在一起的异质堆叠集成技术，软件定义芯片加异质堆叠集成技术，形成了软件定义近存计算芯片技术，可以改善约90%的性能、功耗比和成本，为中国智能计算带来发展机会。从单纯的国产替代走向提供系统解决方案“做汽车芯片的本能反应是国产替代，一个一个去替代，一开始好像应该这么干，但如果我们一旦这么干下去，就是没完没了的替代。”中国集成电路创新联盟秘书长叶甜春表示，过去三五年，补短板、解决卡脖子问题一直是国内芯片行业的主题。未来五年、十年，除了补短板，还有哪些路可以走？叶甜春认为，中国芯片发展应有一个新思路和新战略，“不能只盯着补短板，下一阶段更多的是要考虑建长板，考虑产业综合能力的发展。”中国集成电路创新联盟秘书长叶甜春。中国芯片产业布局全面，涵盖设计、制造、封测、材料等，但叶甜春表示，国产芯片面向应用行业时“是若即若离的”，一方面是由于芯片产业对其他各个行业的支撑力不够，另一方面其他各个行业对于芯片产业的拉动也是不够的。所以未来芯片产业发展的一个战略是以产品为中心、以行业解决方案为牵引，打造内循环，形成国际国内双循环。这需要芯片产业和应用行业一起推动，包括汽车、家电、电网、通讯等行业。对于汽车芯片的发展，叶甜春建议，要从单纯的国产替代走向提供系统解决方案。“我们要考虑的战略是，我们要用多长时间能够从单纯的个体替代模式转向基于国产芯片提供解决方案的模式。”从整车厂的角度来看，要重新设计车辆系统架构，基于国产元器件，建立技术支撑体系，甚至建立标准体系。“从微电子角度讲，汽车芯片不是技术不能解决的一类芯片，更多的是应用需求牵引芯片发展，可靠性其实不是难题，最重要的是用户能不能用。”叶甜春表示，汽车芯片是整车厂牵引的行业。卖几百万颗芯片给汽车行业，对于芯片企业来说是非常小的批量。要让芯片企业愿意跟着汽车行业一起走，只有整车厂的积极性起来了，才能让汽车芯片产业动起来。叶甜春还建议，要建立发挥引领作用的试验平台，汽车芯片经过试验、迭代、优化后，能够被用户接受。这样的试验平台不只是聚焦元器件的可靠性，甚至兼顾模组开发、整车应用。此外，芯片开发周期长，面临风险，同行企业和上下游之间要考虑建立一个风险共担的商业模式。当前汽车芯片供给能力不足、生态体系不完善，上海市经济和信息化委员会副主任汤文侃表示，接下来要持续关注车芯联动，推进这两个领域的高度融合发展，推动建立几个关键功能平台，在上海嘉定建立汽车芯片第三方检测认证平台，建立车规级芯片设计和中试的公共服务平台，解决汽车芯片中小企业研发环节的难题。推动保险公司出台汽车芯片的装车应用商业保险，以市场化方式分担风险。要发挥上海优势，鼓励金融企业，针对性研制汽车芯片领域的金融产品。