解析十大类汽车芯片的国产化进程

芯所向，致未来！由芯师爷主办、慕尼黑华南电子展协办、深圳市半导体行业协会支持的“第四届硬核中国芯领袖峰会暨2022汽车芯片技术创新与应用论坛”近日圆满落幕！中国汽车芯片产业创新战略联盟副秘书长邹广才博士在峰会现场做了《汽车芯片国产化的机遇与挑战》的主题演讲。

此次《汽车芯片国产化的机遇与挑战》演讲，邹广才博士从汽车芯片产业的本源——定义和分类开始，并以此为脉络，为大家梳理了我国汽车芯片发展的现状以及汽车芯片在国产化过程中的机遇和挑战。

中国汽车芯片创新联盟邹广才 演讲视频

视频来源：芯师爷

以下内容为根据邹广才博士演讲实录进行的整理和编辑。

汽车芯片的定义和分类

提到汽车芯片的定义，大家口头经常会说车规级芯片，但实际上国内任何一份官方文件都没有完整或者标准的关于汽车芯片的定义。中国汽车芯片产业创新战略联盟（以下简称“联盟”）在2020年发布了《纯电动乘用车车规级芯片一般要求》团体标准，首次推出汽车车规级芯片的定义，也就是：满足汽车质量管理体系，符合可靠性和功能安全要求的集成电路。

在这个定义下行业就可以开展很多工作。为了给产业上下游沟通提供统一的语言，联盟在定义的基础上，结合国际半导体产品分类情况以及我国汽车行业的特点，将汽车半导体分为10个大类和60个小类，10个大类分别包括控制芯片、存储芯片、计算芯片、信息安全芯片、驱动芯片、通信芯片、功率芯片、电源芯片、模拟芯片以及传感器。

图源：邹广才博士的演讲PPT

这样划分的依据是，希望每一个工程师拿到芯片的时候，只需要看到分类就可以大体知道芯片基本用在汽车什么位置，在汽车上起到什么作用，这样的分类方式实际上缩短了上下游之间进行技术连接的环节。

我国汽车芯片行业的发展情况

基于上述分类，联盟对汽车上的芯片做了完整的拆解，试图了解汽车上使用了哪些种类的芯片，每类芯片用多少颗，对应哪家供应商，供应商中哪些是国外厂商，哪些是国内厂商。

图源：邹广才博士的演讲PPT

从拆解的结果中可以一窥我国汽车芯片行业的发展情况。

从整车的芯片数量来看，传统车型需要850个到1050个芯片，新能源车型需要920个到1180个。如果不计上二极管、三极管、传感器，一般要用400到500颗芯片，这些芯片分布在汽车的7大系统。

随着未来汽车架构和功能的变化，所运用的芯片数量也会发生变化。一般来讲，新功能增加会导致部分芯片数量增加，从分布式架构到预控制的集中架构变化，则会导致部分芯片数量减少。

另外，在汽车功能高度集成的趋势下，一颗主要芯片把外围配合的几个芯片的功能都集合到一起，也会导致一些简单功能的芯片数量减少。

图源：邹广才博士的演讲PPT

总体来讲，在典型新能源汽车中，功率、控制、电源、通信、驱动和模拟芯片的用量比较多，随着智能网联的发展，计算、安全、无线通信、存储芯片和传感器的数量也会增加。

图源：邹广才博士的演讲PPT

统计下来，国内目前大概有110家到130家企业开发和生产汽车芯片，其中50%实现了芯片量产应用。从地域上来讲，这些企业主要集中在上海、北京、江苏、广东、浙江这些经济发展比较好的区域，超过70%的企业研发的汽车芯片种类不多于10种，大多数企业自研的汽车芯片种类在1种到5种之间。

总体来讲，我国汽车芯片行业还处在发展的早期，具体就是，进入到这个行业的IC企业很多，但是各家的产品类型、数量比较少。

从企业成立的时间看，2000年左右消费芯片开始大规模发展，那也是芯片行业发展的起点，专注于汽车芯片的企业则大多数成立于2010年之后，因此距离成为真正的领军企业还需要一定的时间。

涉足汽车芯片的企业可以划分成四种类型，第一类是传统的芯片企业，它们原来的业务规模已经比较大，但是更多聚焦于消费和工业芯片，现在根据行业的需求将业务拓展到汽车芯片赛道。第二类是高科技创业企业，创始人具有高科技公司工作背景，带领团队创业。

第三类是产业链上下游成立的芯片企业，其中汽车厂商比较积极。最后一类是国内企业通过收并购方式收购的国外汽车芯片企业，这些企业也在给国内市场提供大量的供给。

总体来讲我国芯片设计企业近几年发展迅速，但是企业规模跟国际一流的相比，差别还是比较大。目前70家芯片上市公司中，有50多家宣布有车规级产品或者量产应用，但是大部分的车规级产品仅是初步通过了认证，距离上车的道路还很长。

未来几年汽车芯片产品一定会批量上市，因此也建议企业在产品布局上要体现自身产品特色和技术优势，避免陷入低端产品的无序竞争中。

十大类汽车芯片的国产化程度

关于汽车芯片的国产化程度，具体来看，控制类芯片已经上车了，不过涉及到系统、底盘的应用还比较少。目前国内生产控制类芯片的企业很多，部分企业已经实现控制类芯片的量产。

在汽车控制类芯片赛道上，低端的产品已经进入市场，高端高可靠MCU有少量企业在开发，并且已经开始给下游的汽车厂做适配，预计未来3年可以看到国内高安全MCU在量产车上的应用。

汽车存储芯片少部分已经在小批量的系统中实现量产应用。不过对于大部分生产存储芯片的企业来说，国产车规级芯片占比不到5%。总体来讲，相较于其他芯片技术，我国的存储芯片技术和国际水平差距比较少，国内有具有全球影响力的行业龙头，部分企业已经进入车规芯片领域。

 计算类芯片方面，预计未来3到5年有望实现大规模SoC类逐步上车，但是在GPU、CPU类芯片方面，国内还缺少相关企业。在这个领域，个别新兴企业发展比较快，后续希望这些企业进一步升级自身产品，扩大应用，争取能和国际产品同台竞争。

信息安全类芯片方面，已经有初级的产品上车，不过在技术上和国际企业有差距。目前，国内多家IC企业已经有自己的产品，而国密要求将持续推动国产替代的发展。

驱动、模拟芯片的种类比较多，不过市场上国内的产品比较少，满足不了市场需求。目前A股上市公司有20多家模拟的领军企业，多数是发展消费类的产品，产品以量取胜，有几家IC企业则宣布已进入车规级市场。总体而言，驱动、模拟芯片开发难度大，企业开发动力不足，这方面实现大规模国产替代的可能性比较小。

目前国内通信类芯片的厂商比较少，并且大多数厂商规模都比较小，产品布局聚焦，预计三年内能量产应用。值得注意的是，国内需要弥补高端车规以太网产品的空白。

在车联通信芯片方面，我国还是比较有优势的，因为我国在北斗导航、5G应用方面有很好的产业应用环境，并且有相关企业已经加入到这个领域，3年内有望获得比较强的竞争力。

在功率半导体方面，国内和国际差距比较小，我国不少产品已经上车了。国内已经有领军企业，因此3到5年内功率半导体有望实现大规模国产替代。

电源类芯片上，国外已经大规模开发SBC 芯片（系统基础芯片），但是国内就连低端车规产品系列都非常匮乏。目前国内有几家企业在开发车规级电源芯片，但是在这方面要实现国产替代有比较大的难度，因为电源芯片需要稳定的信号输出。

汽车芯片标准体系建设研究成果

对于汽车芯片产业的发展，除了定义之外，还需要详细的技术要求来指导行业进行具体的工作。简单来讲，车规级芯片要求高可靠性、高安全性、高稳定性，其中高可靠性主要针对温度、湿度、抗震动、抗电磁干扰、使用寿命来设置标准，安全性主要在功能安全、信息安全上设置标准，高稳定性主要是要求大批量生产的一致性等。

图源：邹广才博士的演讲PPT

 目前大规模国产芯片要上车应用，上下游如果没有标准作为指导参考，很难实现真正的量产。面对这样的情况，中国汽车芯片产业创新战略联盟作为牵头单位，前后引入了大概160位专家和60余家单位筹备标准体系的建设工作。

图源：邹广才博士的演讲PPT

 2021年6月份，相关工作组发布了《汽车芯片标准体系建设研究策划方案》，到2022年7月份完成了《汽车芯片标准体系建设研究成果》。

此外，工作组还撰写了3份基础研究报告，包括《汽车芯片相关标准现状梳理分析报告》、《汽车芯片技术结构分析报告》、《汽车芯片标准需求调研报告》。

在调研期间，工作组收集了国内外汽车芯片相关的标准2000余项，涉及国内外标准化机构15家，对整车、系统、芯片进行了6级结构分解，界定了芯片的关键性能。

另外联盟也在积极开展国产汽车芯片的测试认证工作。因为国产芯片上车涉及到安全标，所有汽车上和安全相关的元器件都要经过测试和认证。目前，国家新能源汽车技术创新中心在北京经开区建立了国内唯一一个四层级（芯片器件级、芯片系统级、控制器级、整车级）齐全而且能够相互打通的测试认证机构，如果企业有芯片测试的需求可以联系国家新能源汽车技术创新中心。

中国汽车芯片产业创新战略联盟一直定位为行业的技术平台，致力于携手上下游共同打造汽车芯片产业生态。在未来，联盟将继续开展技术探索、成果应用、资源对接、产品推广、人才培养、行业交流、国际合作、产业智库等方面的工作，努力实现汽车芯片的国产替代，和产业上下游共同建立汽车芯片产业链集群，帮助建设国产汽车芯片的产业高地。

- END -

本文由芯师爷原创，内容仅代表演讲嘉宾个人观点，供交流学习之用，如有任何疑问，敬请与我们联系[e-mail]。

▼ 往期精彩回顾 ▼