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“缺芯”潮下,如何消除新能源汽车焦虑?
海南省科学技术协会 | 2021-09-17 10:11:27 | 阅读:5619 | 字体大小:

◎ 科技日报记者 王祝华

近期全球汽车芯片短缺将会造成2021年全球汽车产量下降的消息,让整个汽车行业尤其是新能源汽车陷入焦虑。

众所周知,芯片是整个信息时代发展的基础。电动化、网联化、智能化作为汽车行业发展方向,芯片成了支撑汽车产业转型升级的关键。

“第三届世界新能源汽车大会”(WNEVC 2021)9月15日-17日在海口召开。其间,针对行业焦虑,多位专家从汽车产业深度变革对芯片的机遇和挑战,以及自主汽车芯片产业化发展路径等方面进行了深入探讨。

零排放实现、驾驶员变乘客,未来无汽车不智能,这是可以预见的汽车发展宏观趋势和方向。而智能时代的汽车对芯片的应用,从最前面的车灯,到最后面的摄像头,还有中间部位上百种电子设备,无不渗透。

在国家对新能源汽车系列支持政策和“双碳”目标驱动下,近几年新能源汽车快速发展,更是带动全球芯片需求量快速增加。

“去年我国新能源汽车销量超过136万辆。美国是以传统燃油车为主力的市场,新能源车的销量同样是逐年上升。”市场、技术两方面的需求,对汽车芯片的发展带来了巨大的机遇,浙江大学先进集成电路制造技术研究所副所长张睿分析,“芯片荒”并不仅仅是影响新能源汽车,而是汽车行业整体的发展。

对我国汽车“芯片荒”背后的原因,除了外部被动因素,内部的主动性问题不应忽视。张睿分析,从芯片制造的角度来看,根本原因是供需不平衡。另外,车规级芯片验证周期非常长,门槛较高,企业必须提前积累。

据统计,目前在我国整个汽车产业规模中,进口芯片占有率达到90%,甚至关键系统芯片全部为国外垄断,其他车身电子简单系统上的芯片自主化率不超过10%。

国家新能源汽车技术创新中心总经理原诚寅表示,随着新能源智能车芯片的成本大幅、快速提升,“中国能在这个巨大的市场中占领多大的份额是我们所面临的问题。”

专家分析,中国已经成为全球最大的汽车市场,车规级芯片国产化已拥有规模基础。虽然我国汽车芯片企业数量较多,但是还未形成核心竞争力,尤其是芯片产业链关键环节缺失。

正所谓挑战与机遇并存,我国汽车行业在2020年展现出了顽强变革能力。2020年2月,国家出台《智能汽车创新发展战略》,提出增强产业核心竞争力,推进车载高精度传感器、车规级芯片、智能操作系统、车载智能终端、智能计算平台等产品研发与产业化,建设智能汽车关键零部件产业集群。优化发展环境,加强产业投资引导,鼓励社会资本重点投向智能汽车关键技术研发等领域。数据显示,2021年以来,我国芯片企业不断获取新的融资,各种极大利好带动产业发展。

深耕芯片技术领域实现盈利

“车规级芯片作为汽车产业核心关键零部件,决定着中国未来汽车市场的走向,是必须自力更生解决的‘卡脖子’问题。”原诚寅表示。

“为什么我们国家能生产芯片,但是我们生产不了汽车芯片,尤其生产不了高附加值的芯片?”张睿抛出的问题同样值得深思。

“我国生产的芯片功耗比进口的高55%,在同样的功耗情况下,国内的芯片性能比进口芯片低8%。我国芯片制造的成套工艺弱于国外先进水平,这个导致了我国生产的芯片比较难形成市场优势。”张睿分析。

芯片制造可以简单地划分成设计、制作、封测这三个阶段。围绕这三个阶段需要有很多的支撑行业或者支撑企业,包括芯片制造所需要的硅片、光刻机、电子特种气体、高精度光刻胶等,以及工艺设备和检测的设备等,每个环节都可能出现技术“卡脖子”情况。

张睿认为,汽车芯片制造领域的竞争实际上是全产业链的竞争。我国目前芯片制造面临的问题,恰恰说明了我们在全产业链上都需要进步。

从技术盈利点分析,对于芯片制造企业的产业发展的优选方案,张睿认为,未来我国在芯片技术上的机遇,需要冲击更先进的制造工艺。“中国企业可以瞄准55纳米工艺节点。这在技术方面有诸多优势,如产品线非常多,寿命非常长等。”

功率半导体器件是新能源汽车电机驱动系统的核心零部件,对整车的性能、可靠性和成本有重要的影响。“对电动车上的功率半导体技术,有4个方面的要求,高电压等级、续航里程、高可靠性和高功率密度,降低体积及成本,这个是现在和今后的方向。”嘉兴斯达半导体股份有限公司董事长沈华表示。

“在车用功率半导体器件领域特别是IGBT领域,国内厂家已经可以提供所有功率段的IGBT产品。”沈华带来的消息让在场的汽车芯片制造企业非常振奋。“斯达公司率先打破了国内车规级功率模块一直被国外厂家垄断的局面。公司碳化硅模块获得了国内外乘用车和商务用车的订单,今年开始量产,明年大规模生产。”

推动中国汽车芯片产业生态建设

“中国汽车芯片产业创新生态,应是行业标准到关键技术攻关,到核心芯片研制,到产品评测认证,到最后实车验证的全生命周期业态。”原诚寅对车企与芯片供应商之间未来互生与再生的关系提出思考并付诸实践。

“芯片行业是一个强绑定的供应链体系,行业壁垒比较高。我们做汽车产业链分析时候发现,新品设计出来后拿到主机厂没有办法快速上车。”

他分析,一款芯片一般需要2到3年时间才能完成车规认证并进入整车厂供应链。一款汽车新产品开发需要36个月到48个月,产品的寿命周期是10年,还有10年的备件的要求。这对芯片生产企业提出了更高的要求。

“目前在汽车芯片的关键技术上,国产企业与海外公司虽然存在一定差距,但差距已明显缩小。不过,在研发层进行突破后,国产汽车芯片企业还面临着生产制造的瓶颈。目前国内能够承担车规级芯片制造的企业非常之少,因此国产汽车芯片的崛起,要靠研发和制造的双重提升。”“因此,我们提出打造个链条,由共性的创新平台牵头,实现信息通畅、企业主导、政府支持、产业成链、生成联盟。”

去年9月份,原诚寅发起并联合多部门成立中国汽车芯片产业战略联盟。原诚寅介绍,汽车芯片联盟自去年9月正式成立后主要围绕着以下几方面做了诸多工作。首先是推出汽车芯片的商用保险,让车企敢于使用国产汽车芯片;其次是协同产业链各界,共同推动汽车芯片的标准体系建设,预计会在年底有相关成果对外发布。除此以外,联盟也在积极推动汽车芯片的测试验证流程,促进汽车芯片厂商与整车企业的上下游供需对接,包括联合开发等。(来源:科技日报)




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