[汽車之家 技術] 這兩天進博會正如火如荼，汽車也有一個專門的展區(qū)（2H）,，作為汽車媒體我們自然不能放過。但進博會中吸引我的卻不是整車,，而是汽車半導體,。前陣子汽車之家總部街對面的新東方董事長俞敏洪公開表示：“即使華為現(xiàn)在造出了自己的芯片，但沒有美國芯片專利技術,，中國手機一臺也造不出來”,。這句話放到中國汽車制造業(yè)，也同樣成立。

芯片有多重要,？

　　芯片是半導體元件的統(tǒng)稱,，也可以叫作集成電路，是把電路通過高精度加工的方式制作在硅片晶圓表面上的產物,。一顆芯片的生產涉及多達五十多個行業(yè)，工序超過5000道,，以納米為度量單位,。

　　大家上學都學過歷史，知道第二次工業(yè)革命最顯著的是電器以及內燃機的發(fā)明和廣泛使用,。第三次工業(yè)革命雖然還沒有定論,，但現(xiàn)在主流觀點認為是原子能和電子計算機技術，而計算機技術的核心就是芯片,。

　　有這樣一個觀點：近40年來,，汽車的技術革新主要是靠芯片或者說集成電路推動的。

　　聽起來是不是很反直覺,？然而現(xiàn)實就是這樣,。回憶一下幾十年來不斷出現(xiàn)的汽車技術,，你能找出幾個跟芯片沒關系的,？車載收音機、電子點火,、ABS,、變速器控制、電動轉向助力,、胎壓監(jiān)測,、牽引力控制、車載導航,，都離不開芯片,。

　　你要說發(fā)動機？很遺憾,，燃油發(fā)動機技術革新的標志性技術“電子燃油噴射”靠的就是芯片,，指望純機械結構來根據工況判斷和調整噴油量，那得需要多么大的體積,？蒸汽朋克嗎,？電噴系統(tǒng)只有靠微處理器芯片來運算和控制，從此以后發(fā)動機就再也離不開芯片了,。

　　接著從上世紀70年代,，芯片開始在汽車上大規(guī)模應用。到了現(xiàn)在,，走向車聯(lián)網,、新能源和自動駕駛的車,，就更少不了芯片。

中國芯片有多艱難,？

　　芯片產業(yè)可以說是個“點石成金”的行業(yè),，芯片的主要原料是硅，從沙子中提煉,，理論上是把一文不值的沙子變成價格高昂的高科技芯片,。這不可思議變化的背后是巨量的資金和技術投入，所以半導體行業(yè)發(fā)展嚴重依賴政府及軍方的支持,。

　　從1953年開始,，半導體就已經列入五年計劃的重點科研項目中，但隨后的一系列國內外動蕩導致芯片業(yè)基本停頓,。改革開放后,，我國再次發(fā)展芯片產業(yè)，但一直到80年底末都還處于摸索階段,。

　　90年代,，我國才真正開始大規(guī)模投入支持芯片產業(yè)發(fā)展，標志是2000年制定的鼓勵政策《鼓勵軟件產業(yè)和集成電路產業(yè)發(fā)展的若干政策》,。

　　芯片產業(yè)鏈有三大塊：上游是半導體原材料,，中游是設計、制造和封測這三大核心環(huán)節(jié),，下游則是汽車,、手機、高鐵和電腦等使用電子零部件產品,。

　　2016年以前中國半導體業(yè)只在技術含量較低且工序靠后的封裝和測試階段有競爭力,。也就是近兩年，芯片設計業(yè)開始形成競爭力,，制造業(yè)也慢慢起步,。

　　目前，中國芯片制造產業(yè)鏈中,，位于制造前端的芯片設計行業(yè),，華為海思位列全球前十；位于制造末端的封裝測試行業(yè)中,，長電科技全球第三,。全球前20大芯片制造商，仍舊沒有一家是中國大陸的,。中國大陸制造工藝第一的中芯國際,，仍舊與世界水平有極大差距。至于關鍵的半導體制造設備光刻機，干脆就被荷蘭ASML壟斷,。

　　中芯國際創(chuàng)始人張汝京近日公開表示,，我國芯片企業(yè)在應用、封裝測試領域已經達到全球領先地位,，但在產業(yè)鏈前端環(huán)節(jié)仍舊非常薄弱,。

　　根據中國海關公開數(shù)據顯示：2017年中國貨物進口量為12.46萬億元，其中芯片產品進口量約3770億塊,，約17594億元,，占總進口額的14.1%。而2017年的原油及成品油進口額約為11984億元,，芯片進口量幾乎是油品的1.5倍。

　　2017年中國芯片需求量在全球的占比高達50%以上,，但本土品牌芯片只能滿足8%,。

　　值得一提的是，由于大數(shù)據,、人工智能,、車聯(lián)網乃至虛擬幣礦機等需求，使得2017年芯片進口量增幅17.3%,。還記得過去一年多電腦內存條漲價嗎,？與這有很大關系。

　　在汽車芯片方面呢,？車輛的主要功能是交通,，因此可靠性是第一位的，這就要求車用芯片有很寬的工作溫度范圍,、高電壓范圍,、高抗震性、低故障率和高壽命,，對于技術和質量的要求比消費級嚴苛得多,。我國芯片制造業(yè)在消費電子級尚且薄弱，在要求更高的車用芯片方面差距就更大了,。

　　截止2017年,，我國汽車芯片市場規(guī)模約占全球的20%，但是國產汽車芯片在全球占比不到1%,。國內汽車芯片市場基本上是由國外廠商主導,，英飛凌、恩智浦,、瑞薩,、意法半導體和德州儀器等占據著國內絕大部分市場份額。 

　　汽車芯片包括處理器、控制器,、存儲器,、傳感器、光電器件和射頻器件等,，這一類屬于汽車電子細分領域,。汽車未來的發(fā)展趨勢之一是自動駕駛，看重處理器和傳感器,。在汽車電子細分領域,，恩智浦（荷蘭）全球排名第一，英飛凌（德國）第二,。不過在2015年恩智浦收購飛思卡爾之前,，該領域第一是英飛凌。

　　另一個細分領域是功率器件（IGBT）,，用于能源轉換與傳輸,，是新能源車電力驅動系統(tǒng)的核心零部件，當然也廣泛用于輸電,、高鐵和焊機等方面,。在這一領域，英飛凌連續(xù)14年全球第一,�,？梢哉f，發(fā)展新能源車,，繞不開英飛凌,。

新能源與自動駕駛更需要大腦

　　在本屆進博會上，英飛凌全方位展示了在智能汽車,、智慧城市,、智能家居以及智能工廠領域的技術、產品,、生態(tài)能力,。在博覽會前，英飛凌舉辦了第七屆英飛凌開發(fā)者大會,并發(fā)布了新產品,。在會上,，筆者能夠感受到英飛凌以及相關企業(yè)的興奮，因為汽車的未來,，正需要他們的主營業(yè)務,。

　　又或者說，是他們在推動,。因為一項技術要在汽車上應用,，往往在五年甚至更久之前就需要在芯片階段開始規(guī)劃設計,。

　　目前公認汽車未來的兩大趨勢：新能源和自動駕駛。

　　在自動駕駛方面,，作為“大腦”的微處理器和作為“眼睛”的傳感器是核心部件,。全球首款量產的L3級自動駕駛車奧迪A8，雷達傳感器芯片采用的是英飛凌的RASIC系列芯片,。AURIX系列芯片則作為中央駕駛輔助控制系統(tǒng)的微處理芯片,，為自動駕駛功能提供“大腦”這個硬件基礎。

　　在開發(fā)者大會上,，英飛凌還發(fā)布了AURIX的第二代產品AURIX 2G,，采用多核架構，除了性能更強之外,，多核設計采用的是與航空航天安全冗余設計相似的理念,，多核之間可以相互檢查、備份,，有利于汽車安全,，性價比也更高。AURIX 2G在擴展性,、存儲、安全性和應用場景等幾個方面進一步地提升,。

　　英飛凌加入了百度阿波羅自動駕駛計劃,，其系統(tǒng)底層就使用了AURIX芯片。而英飛凌的對手恩智浦,，則早在2017年初就已經與吉利達成長期戰(zhàn)略合作,。今年9月份，恩智浦又宣布與吉利攜手研發(fā)更高一級的自動駕駛技術,。

　　新能源作為另一大趨勢,，除了動力電池和充電網絡，電力驅動系統(tǒng)中所需的功率器件（IGBT）也是關鍵,。英飛凌作為該領域的老牌冠軍,，占據了電動車用IGBT的絕大部分市場，特斯拉Model X使用132個IGBT管,，均由英飛凌提供,。Model 3同樣使用英飛凌的IGBT，另一個供應商則是其老對手意法半導體,。

　　目前備受期待的快速充電技術同樣需要IGBT模塊支持,。當筆者問及快速充電技術的前景時，英飛凌科技大中華區(qū)副總裁及汽車電子事業(yè)部負責人徐輝女士表示：快速充電功能能否解決,，技術不是問題,，關鍵在于高壓充電樁達到一定數(shù)量后,，當?shù)氐碾娋W能否承受是個很大的問題。

　　在國內,，眾多電動車也幾乎離不開英飛凌供應的IGBT,。在今年3月，英飛凌宣布與上汽集團成立合資企業(yè)“上汽英飛凌汽車功率半導體（上海）有限公司”,，主要為中國市場生產汽車級框架式IGBT模塊——HybridPACK,，8月份已經開始供貨。

　　對于英飛凌等汽車半導體企業(yè)來說,，全球汽車市場尤其是中國市場,，有著美好的未來。

　　隨著手機和電腦市場接近飽和銷量放緩,，汽車成為半導體企業(yè)的新戰(zhàn)場,。據普華永道數(shù)據顯示，汽車芯片器件在2000年時,，僅占整車成本的20%,，現(xiàn)在卻達到30%以上，預計2030年將超過50%,。

　　自動駕駛車從L2級開始,，單車成本開始大幅增加，其中硬件是大頭,。據英飛凌數(shù)據顯示,，L2級增加150美元/車成本，L3級則驟增至580美元,，到L4/L5級攀升至860美元,。麥肯錫也有統(tǒng)計顯示，純電動車的芯片成本為704美元,，相比傳統(tǒng)燃油車增加一倍,，未來全無人駕駛等功能完善后，單車芯片成本將超過5000美元,。

　　據中國汽車工業(yè)協(xié)會預估,，2017年國產車單車芯片平均用量為580顆，2022年將增至934顆,，同時期國外品牌的用量更多,，到2022年全球單車平均芯片用量很可能達到1450至1500顆。

　　中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長師建華今年7月份介紹：2018年1-5月,，中國新能源汽車產銷均完成32.8萬輛,，同比增長量分別為122.9%和141.6%。

　　英飛凌科技大中華區(qū)副總裁及汽車電子事業(yè)部負責人徐輝女士在接受對話時表示：中國新能源車發(fā)展太快,，2018年以前一直覺得發(fā)展速度達不到期望,，到了2018年突然很多需求量大增,，但整個行業(yè)的產能卻還沒有準備好。

　　這就是我們常說的,，幸福來得太突然,。

　　中國芯片業(yè)也在不斷成長。根據專利檢索公司QUESTEL發(fā)布《芯片行業(yè)專利分析及專利組合質量評估》報告顯示：中國已經成為芯片專利申請第一大國,，之后是日,、美、歐,、澳和印等國,。而全球芯片專利數(shù)在過去18年增長6倍，中國專利數(shù)增長了23倍,。

　　中興之所以被制裁,，有很大原因是因為它是中國芯片業(yè)中手握專利最多且布局最全面的企業(yè)。華為總裁任正非今年的內部講話中提到：我們與美國之間的差距,，估計未來20-30年,，甚至50-60年還不能消除，美國領先世界的能力還很強,。但是,，我們要將差距縮小到“我們要能活下來”。

　　汽車芯片細分領域,，中國企業(yè)也在發(fā)力,。能夠量產高壓大功率IGBT的企業(yè)已經有兩家了，一個是主供高鐵的中國中車,，另一個是可供汽車的比亞迪微電子,。比亞迪2006年啟動了IGBT項目,，是國內第一家可以設計生產車規(guī)級高壓大功率IGBT芯片的企業(yè),。

　　不可否認進口IGBT更優(yōu)秀，而且以英飛凌為首的外國芯片占據90%以上市場份額,。但中國汽車芯片業(yè)也開始有起色了,。

編輯總結：

　　或許是芯片業(yè)太過靠產業(yè)鏈上游，或許是技術太過高深,，距離我們太遠,，以致于讓很多人覺得這個“大腦”不如發(fā)動機這顆“心臟”重要。然而事實是,，很多時候就連發(fā)動機的技術升級也是要依賴于芯片以及控制技術的提高,，更不用說新能源和自動駕駛這樣更加依賴芯片的技術了。我國在大力發(fā)展新能源以及自動駕駛技術,，但短期來看,，我國芯片制造業(yè)仍舊趕不上歐美巨頭,，但也讓我們看到了差距。中美貿易戰(zhàn)對華芯片產業(yè)的打壓,，反倒讓國內加大了對芯片業(yè)的支持,。雖說很多人覺得在全球化之下沒有必要什么都要拿過來自己做，但芯片這樣重要的東西,，中國“芯”能自強沒什么不好,。對于未來我國汽車芯片能否在世界上有一席之地，值得期待,。