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汽车芯片也会被“卡脖子”?

2020-10-20张恒

中国汽车界 2020年9期
关键词:卡脖子车载芯片

文 / 张恒

美国政府对华为的打压,已经持续数年,近两年来不断升级。最新一次限制措施,是在8月17日阻止联发科向华为供货。

对于美国政府的真实意图,有各种揣测。有人根据措施不是一步到位这一点,认为美国使用的是“添油战术”,目的在于打压,而非让华为无法运营。实际上,美国在全球、在全产业链范围内实施不遗余力、甚至不顾形象的围追堵截,除了要整垮华为,很难有别的解释。至于美国技术成分的限定,从25%到15%,这只是反映了美国政府对芯片生产链条的认识不断深入的过程。包括闹剧一样的“90天延期”,都是各方力量制衡的结果,绝非初始意愿。

华为早已布局汽车芯片,而汽车上电子芯片使用日益广泛,价值也不断提升。很不幸,它们也大量依赖进口。这就难免令人产生疑问,我国汽车生产,是否也会在芯片这个环节,被“卡脖 子”?

该问题很复杂,涉及到汽车芯片的权重、产业链条的情况、技术现状,还涉及中企能力和发展问题。

车载芯片天下三分,欧美有其二

为了快速厘清汽车芯片产业现实,我们将很多复杂情况做了简化。

首先,汽车上用到芯片的地方不少,车载芯片主要集中ECU、VCU和车机系统、传感器上。

虽然特斯拉的FSD芯片,制程达到14nm,但总的来说,汽车芯片厂商并不像手机厂商那样,将芯片制程提升作为生死攸关的大事,一些传感器用芯片仍采用150nm工艺。由于空间关系,汽车对于芯片尺寸、能耗和散热的容忍度比手机等IC产品高得多;对于工作温度范围、耐用性、寿命等要求,则远远超过手机,毕竟车要在恶劣环境下(高低温、尘埃、湿热条件)工作十几年。

其次,汽车芯片的价值几何?

大家都知道,汽车的价值组成中,芯片占比不断提升。但走向如何,莫衷一是。

目前汽车芯片业的市场规模就是个谜,从377亿-660亿美元的估算都有。从全球整车市场规模来看,每辆车的芯片价值400美元左右(其实单车差异很大)。那么尴尬的问题就来了,其实目前汽车芯片的市场规模并不大,其中一半还被功率器件(IGBT)切走。

值得一提的是,如果电动化比例继续提升的话,IGBT增速将快于其他汽车芯片。

有预测认为,到2025年,全球汽车芯片市场规模大致为1200亿美元,比2018年翻一番,更远期的预测,则千奇百怪,很难采信。但其重要性日益提升,似无疑义。

汽车电子业集中度一般,但欧、美、日等工业国仍占据统治地位。欧洲厂家(恩智浦、英飞凌、意法、博世)占据了36.2%的市场份额,美系厂家(TI、安森美、亚德诺)占据15.7%,日系厂家(铠侠KIOXIA、索尼、瑞萨)占据14.3%,以上大致占据2/3的市场份额。

因此,国内车企获得车载芯片的大多数途径是进口。不过,车载芯片大多不是国内车企直接采购获得,大多数通过Tier1供应商整合在自己系统里出售给主机厂。

理论上,按照华为此前遭遇的待遇三连(不允许进入美国市场、不准与美国公司合作/贸易,不准使用美国技术的供应商接受华为订单),中国车企被“卡脖子”是可能的。

封杀难以操作

但是,“封杀”的实际操作会有天大的困难。

汽车芯片虽然在性能要求上与IC芯片有区别,但生产链条大同小异,分为设计、晶圆制造、封装(生产)、测试、生产设备、刻蚀材料和芯片设计软件(EDA)几个环节。

目前,中国成为车载芯片的重要市场。如果某些中企触及芯片价值链的上游环节,华为的遭遇重演,不会让人意外。

其中,美国占据主导技术垄断地位的是EDA环节。剩下几样,在西方世界中呈现技术扩散状态,分工合作之下,共同组建了完整的链条,让砂子变成芯片。

设计方面的领导者是高通、英特尔、ARM、AMD、三星等,华为海思算是后起,著名的麒麟系列芯片在ARM架构上开发。但华为消费者业务负责人余承东承认,9月份之后,麒麟芯片就无以为继了。华为只做了设计,但没有生产。

在7nm级别上,良品率最高的是台积电,没有之一。但台积电必须使用荷兰阿斯麦(ASML)的EUV(极紫外线)光刻机,后者全球市场份额100%。阿斯麦使用了美企光源,所以没有美国的参与,EUV不可能制成。

美国因此有能力双重制约阿斯麦(瓦森纳协议和技术来源),以及其下游的台积电。

中企只在芯片测试上达到国际水平,在设计、材料和晶圆制造上落后5-10年,而设备和封装技术则落后10年以上。中国可以稳定生产28nm以上制程的芯片,14nm处于试制阶段,良品率不能保证。

汽车芯片方面,中国也有能力生产IGBT芯片。比亚迪的IGBT 4.0芯片已经量产,并已搭载在唐EV车型上。虽然是个例,但证明了没有根本性技术障碍,只是良品率、性能和成本的差异。

那么问题很清楚了。虽然现在汽车芯片大都为进口,但不存在美国一剑封喉的关键节点,其技术已经扩散。美国可以命令美企断供,但欧洲和日本企业马上可以接过中国订单。关键在于,欧企和日企,都可以排除美国技术的情况下生产几乎所有汽车芯片。美国断供,只会毁掉自己的市场份额。

而且,对于车企来说,只是芯片的用户,而且是间接用户。从应用范围上,汽车只是消费品,是典型的民用产品。与华为采购芯片的性质不同,后者在5G网络技术上的领先让美国难以接受。

早晚“对线”

不过,和自动驾驶有关的芯片(FSD),依旧是欧美的天下,为英伟达、英特尔、高通、德仪、Mobileye把持,但中企正在崛起,地平线、黑芝麻等都拥有自己的解决方案,华为发布了支持L4级别自动驾驶能力的计算平台——MDC600,搭载华为设计的AI芯片昇腾310。但它们中间,除了英特尔为“全能选手”,其余都只有设计能力,都需要找代工方生产。

如果以当前国际水平为标尺,世界上没有任何一个国家全盘掌握芯片全链技术。美国如此,中国也如此。美国的筹码,在于拥有车规级芯片产业标准的制定权(譬如车规级芯片的北美AEC产业标准、零失效供应链品质管理标准),还在于贸易金融服务体系(SWIFT),以及统和西方国家的出口管制体系(瓦森纳协议为代表)。在车载芯片领域,这些优势并不直接与技术相关。

目前,中国成为车载芯片的重要市场,占据全球市场份额35%,美国出手干预的意愿和效果都很低。一旦涉及芯片产业链条的各个环节,就会遇到阻碍。如果某些中企触及芯片价值链的上游环节,华为的遭遇重演,不会让人意外。

在车载芯片价值不断提升、中企不断崛起的过程中,中美“对线”,可能性将越来越大,只是人们吃不准在什么时候。前提是,美国届时仍然握有游戏规则的修改权限。

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