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汽车芯片:如何把握“自主可控”“芯”机遇?

2021-05-20 16:27
来源: 粤讯

最近,汽车产业异常火爆。一方面,百度、小米、苹果等科技巨头纷纷加入造车行列,资本高调入局;另一方面,汽车芯片缺货导致全球各大车厂减产停产的新闻此起彼伏,更加引人关注。汽车业俨然进入了“春秋战国”时期,带动着汽车芯片一起站到了风口之上。

危中有机,作为汽车生产大国,汽车缺芯给中国的汽车业带来危机的同时,也让国内产业界深刻认识到汽车芯片“自主可控”的重要性,重塑国内汽车半导体供应链,宝贵的“窗口”时间不期而遇。

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产业链重塑“窗口”闪现

去年底,大众汽车爆出缺芯减产的新闻,彻底撕开了汽车芯片缺货的大幕。如今,半年过去了,汽车缺芯状况仍未改善,多家汽车大厂不得不宣布减产停产。据AutoForecast Solutions此前的统计,截至3月底,芯片短缺已致全球汽车市场累计减产115.7万辆,预计2021年全球汽车市场将因此减产超200万辆。同时,电动化、智能化、网联化的发展趋势,让汽车上的电子设备越来越多,车用半导体的需求量迅猛增长。

以时下火热的自动驾驶为例,蔚来最新发布的ET7车型实现了L3级自动驾驶功能,配置了11个高清摄像头、12个超声波雷达、5个毫米波雷达、1个激光雷达、2个高精度定位单元、1个车路协同感知和1个增强主驾感知,同时还配备了四颗英伟达 Drive Orin SoC芯片。而随着自动驾驶级别的提升,这些器件的数量必然会随之增长。

大众汽车副总裁在今年的SEMICON大会上指出,未来一辆汽车上的半导体将达到6000-10000个。ICV Tank的统计数据显示,2020年全球汽车芯片市场规模已达460亿美元,预计2022年将超635亿美元。

面对如此庞大且快速增长的市场,国内的汽车半导体供应链却高度依赖国外厂商,汽车芯片自给率尚不足10%。目前,汽车芯片的供应主要集中在欧美日等几个大厂商手中,例如:恩智浦、英飞凌、瑞萨、意法半导体、德州仪器、博世、安森美等。

北京国科天迅科技有限公司董事长兼总经理房亮告诉记者:“目前,所有新型汽车内使用的网络通信产品基本是国外厂商主导,如果有一天厂商供应出现问题,被管控或禁运,那么对我国的新车生产将会带来巨大冲击。”

这不是危言耸听!在今年的两会上,多位人大代表都发出了建设汽车安全供应链的建议,解决“卡脖子”技术,实现“自主可控”,真正引发了全国上下的高度重视。

为此,在工信部指导下《汽车半导体供需对接手册》发布,以“牵线”汽车芯片供需对接。同时,政府相关部门多次召开汽车芯片供应研讨会,要求加强各方协同联动,实现信息互通共享,充分挖掘存量芯片和现有产能资源潜力。

一位汽车半导体行业资深人士指出:“经历此次缺芯事件,预计车企、车企的一二级供应商都会加大引进多家供应商并加强做好产品认证,这为国产汽车半导体大发展提供了一个黄金机遇。”

抓住优势机遇 运用核心技术

在美国芯片“卡脖子”策略下,国产替代已是势在必行,汽车半导体领域更是在“缺芯”催化下迎来加速国产化的契机。

国内半导体厂商该从何入手,从而尽快上车汽车供应链呢?

房亮认为:“国内的半导体企业应该结合自己的基础去主攻自己有优势的方向,把这个方向的产品做到极致,对标国外厂商产品,去追赶甚至超越对方,这样才有可能真正实现国产替代。”

在汽车核心技术领域,国科天迅瞄准的是汽车以太网通信。汽车以太网是最近几年开始在汽车上应用的一项新技术标准。宝马、现代、大众等汽车厂商在该技术的使用上已走在前列,有预测显示,绝大多数汽车制造商正计划将汽车以太网运用到所有类型的汽车上。

房亮告诉记者:“自动驾驶、车联网等新兴需求的出现,对车内通信速率的要求会大大提升,上一代的网络技术大概只有几百k到1M比特的通信速率,已远远滞后,现在需要百兆甚至吉比特的通信速率,提高了三个数量级,在这种需求爆发的情况下,原有的技术方案已远远无法满足需求,车载以太网便应运而生了。”

“凭借在航空航天领域对高可靠光纤通信芯片多年的设计和实现经验的积累,北京国科天迅科技有限公司得以迅速进入汽车以太网领域,这对我们来说是一次难得的机遇。”房亮透露。

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起源于中国科学院的北京国科天迅科技有限公司在高可靠通信领域可谓战绩辉煌,其技术积累可追溯至多年来在载人航天等项目中的研发参与。成立6年来,国科天迅在高可靠光纤通信领域已形成完善的产品系列,其中基于FC-AE-1553协议的相关产品在载人航天工程等重大任务中得到应用验证,产品广泛用于中国载人航天、高铁、无人驾驶车辆、智能交通、工业互联网等高可靠领域的通信和控制系统中。

从载人航天到汽车领域,国科天迅的产品在性能和可靠性方面显然具有得天独厚的优势,房亮表示:“做车载以太网,技术难度确实很大,基于在载人航天相关产品的技术沉淀,我们可以实现极致性能,而相比其他同类企业,我们就具有明显优势。”

汽车以太网赛道上 国内厂商大有可为

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车载以太网芯片主要用于核心网关,不同设计的汽车需要的量也不同。“目前大概是几颗到几十颗。未来,随着汽车上智能设备数量的增加,每个设备都需要一个接入芯片,可以预见需求量也会随之增大,预计一辆车上会需要上百颗,这将是一个千亿级的市场。”房亮告诉记者。

据悉,在汽车以太网领域,全球主要的供应商有恩智浦、Marvell、博通、TI等。国内厂商中涉足该领域的还不多,除了国科天迅,成立于2017年的裕太微电子也已推出了相应产品。

面对由国际半导体巨头把持的千亿级市场,国内厂商首要解决的是产品技术上的挑战。房亮指出,“做汽车以太网通信芯片,主要面临五大挑战,一是高速率,要实现复杂电磁环境下的高速率;二是实时性,例如,要满足刹车及时响应这样的苛刻实时性要求;第三是可靠性;第四是全双工通信;第五是通信和供电一体化,即POE。同时,还要在保证性能和可靠性的同时,满足汽车应用的低成本要求。”

尽管挑战重重,但国科天迅基于多年高速高可靠通信芯片的设计经验积累,成功研发出对标美国厂商最新产品的车载以太网芯片,PHY芯片和交换芯片,堪称国内该领域自主研制的第一梯队。

房亮透露:“我们的汽车以太网产品对标的就是恩智浦和Marvell的相应产品,测试结果显示,我们产品的指标与这些厂商今年推出的最新产品的主要指标是一样的,个别指标甚至超越他们。”

目前,国科天迅正在与国家新能源汽车技术创新中心、一汽新能源、北京理工大学等单位开展研发项目合作。房亮预计,未来三至五年,国科天迅的车载以太网产品会实现汽车上的量产,下一步将会把这项自主研制的核心技术向更多领域推广落地,例如工业自动化、工业物联网、无人机、无人车等。通讯员 清泉

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