“致敬99.9%华人组成的上海工厂团队;感谢所有足球网站的合作伙伴,我们的供应链国产化率已经超过95%;感谢所有支持新能源汽车产业发展的人!一起上电!”
上个月中旬,位于上海临港的特斯拉超级工厂下线了第100万辆电动汽车。这也是特斯拉在全球生产的第300万辆汽车。
大老板埃隆·马斯克(elon musk)自然喜出望外,负责大中华区政府事务、公关、市场和品牌的全球副总裁陶林不仅转发了老板微博,还感谢了中国团队和中国整个上游供应链。
陶林的博文透露了一个关键信息——这个99.9%的纯中国团队不言而喻,但供应链95%的国产化率却有些耐人寻味。众所周知,缺失的5%无疑是最近两年被社会各界关注并反复提及的汽车芯片问题。
毫无疑问,中国的新能源和智能汽车供应链可以算是“强”的。但是,强不代表没有弱点。毕竟汽车级芯片是整个供应链体系中最薄弱的一环。
01
对未来的担忧
“中国汽车工业的主要问题是,核心零部件仍然受制于人,尤其是在车规芯片上。”
9月6日,国务院发展研究中心产业经济研究部部长王在第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上直言不讳。
王国务院发展研究中心产业经济研究部部长
中国已经全面开放30年了。到目前为止,我们已经建成了全球工业门类最全、工业配套能力最好的供应链体系。
入世后,依靠这样的体系,中国制造业通过长期良性运行,在过去20年中不断突破和升级,推动了国家的经济发展,取得了今天的成就。
然而,站在2022年的历史节点上,我们既要正确认识自己目前的实力,又要清醒地认识到现阶段面临的风险和威胁。
首先,也是最重要的,是美国正在对中国发动的所谓“大国竞争”
今天的美国政府为了保持在科技和经济上的主导地位,正在用尽一切手段打压中国几乎所有的高科技产业,甚至是国民经济本身。
2018年后,随着特朗普政府发起全球贸易战,地缘政治推动全球经济进入新时代。
这种压制包括但不限于多边出口管制、投资限制、排除规则、中断学术和技术交流等。而且,这种攻击并不局限于规则。一旦美国发现规则中的手段行不通,往往会寻求单方面改变规则。甚至很多时候直接践踏现有的规则和道德,采取更直接的违法行为。
最近美国国土安全部下属的“特定入侵行动办公室”上千次入侵中国西北工业大学主机系统,窃取大量数据,就是一个典型的例子。
至于美国国会一个月前通过的“芯片法案”,它是标准的、准确的,试图通过单方面制定新规则来实现所谓的“解除中国威胁”。由于它针对的是中国制造体系中最薄弱的半导体环节,因此也是最有可能在中长期威胁中国汽车供应链的举措。
随着新能源汽车时代的到来,以及汽车智能化、网络化的发展,汽车已经远离了一个多世纪前诞生的机械形态,变成了计算机和机械的奇怪混合体。在此前提下,各种半导体元件早已成为新一代汽车不可或缺的组成部分。
汽车芯片主要分为三大类:功能芯片、功率器件(igbt等。),以及传感器芯片。其中mcu和功率器件的比例最高。
汽车级芯片的另一大特点是对制造工艺要求低,但对可靠性要求高。
所谓对制造工艺要求低是指目前的mcu芯片,主要制造工艺多在65nm、40nm、28nm的成熟区间。至于那些半导体功率器件,其制造工艺甚至是微米水平。
正如上面特斯拉全球副总裁陶林提到的,95%——归根结底,如果解决了mcu自主的问题,最后的5%将有望降低一个数量级,达到0.5%。国内车规芯片供应链的短板本质上是车规mcu的问题,而不是其他。
02
国内半导体企业的突围之路
“在控制核心mcu方面,我们有超过一百个项目正在进行中,这样的高性能和高安全性mcu产品还将用于电池管理、底盘域控制、车身控制、网关控制、电子后视镜、电机控制和adas智能驾驶。”
供应链大会期间,面对媒体的提问,新驰科技董事长张强回答:“所以在整个系列的应用中有非常广泛的客户群。包括现在的造车新势力,传统车厂,欧美车厂。像吉利、当代安培科技有限公司和欣旺达一样,我们正在为每个tier1和汽车工厂做量产项目。”
核心技术董事长张强
如果是用来控制智能驾驶舱整体的人机交互系统,或者是用来提供自动驾驶功能的大功率芯片,就类似于大脑这样的大神经中枢。那么微控制单元就像一个神经节。
对于汽车来说,这个“神经节”起着重要的作用——从迎宾灯、转向灯、雨刷的控制,到防抱死刹车、发动机、辅助转向系统的控制。
汽车电子电气架构从分布式到域集中式,再到车载计算机和域控制器的集中式的演变,也是mcu数量不断增加的过程。
而之前断断续续近两年的车规芯片短缺问题,其实大多集中在mcu需求层面。然而,包括车载产品在内的各种mcu正是国内半导体行业最大的短板。
短板的原因并不复杂,因为这种重要性很高的小事,之前已经被几家海外半导体巨头控制了。尤其是车规mcu,要求和标准都很高,但利润率相对较低,所以很长一段时间内,国内企业很难有迎难而上的动力。
2021年,随着“缺芯”问题的爆发,车规mcu的问题终于得到了广泛的认可。由于价格飞涨,许多企业转向这一领域寻求新的业务。然而,认证准入的问题也摆在了企业面前。
目前,国际汽车规芯片的标准认证主要分为aec-q和iso26262体系。从2022年初开始,国内无晶圆厂工厂已经有20多种产品通过了aec-q100认证,但几乎都是最低级别的三级认证。
比如国鑫科技已经开始出货的ccfc2003pt和ccfc2006pt,可以用于发动机控制,但是只完成了3级的可靠性认证。此外,iso26262比aec-q认证更严格。
但是,毕竟有些企业走了流程,拿到了认证,这就是最高境界了。还是老样子。
“汽车制造商敢于使用中国芯片的一个重要挑战是汽车级认证。”
核心技术副总裁陈在回答记者提问时表示:“核心技术现在是唯一拥有‘四证合一’的,包括工艺认证最高级别的d;soc系列产品的asil b级、b级产品认证;asild级别,针对mcu产品的d级认证,以及aec-q100的1级和2级认证。对于信息安全也非常重要。我们得到的是国家机密认证,比如网关芯片。国际国内能自己提供网关芯片的车规芯片厂很少,但中化是唯一拿到国密认证的,保证了我们的信息安全。”
右下角的asil d代表三维指标的最大化。
这里所说的asil d级是一种半导体产品,满足iso26262标准下s、e(曝光度)和c(可控度)三个维度的最高等级要求。
当然,以上所有的“唯一性”,无论是iso26262还是国家秘密认证,都很可能是短期的。由于mcu产品研发是目前国内半导体企业最热门的项目之一,所以谁也不知道这种“独特性”能持续几周还是几个月。
滚滚大潮下,新驰只领先友商几个名次。
在众多同行业企业中,上海王新微电子技术有限公司是另一家值得特别一提的企业,虽然它没有参加本次供应链创新大会。
信威的优势在于投入了相当大的精力和时间自主研发功夫指令集。
功夫是一个混合精简指令集。相比很多用arm cortex-m0/m3芯“凑合”的朋友,它没有“卡顿”风险的恐惧,性能相对更好。
基于自主研发功夫指令集的新网威kf32a
目前新网威已量产8位kf8a和32位kf32a两款产品,可用于车身和内饰供电、仪表辅助、车联网和车载雷达控制。
03
制造过程仍然是关键问题。
当然,即使我们反复强调mcu在整个供应链系统中的意义,我们也不应该忽视高性能处理器的重要性。
无论是燃油车还是新能源车,网络化、智能化都是大势所趋。未来,随着车辆功能的进一步扩展,会有更多的大功率芯片安装在汽车上。为了满足更高的计算能力需求和优化能耗,这种高计算能力芯片仍然需要依靠先进的制造工艺。
以自动驾驶芯片为例。这几年国内其实也涌现了一大批初创企业,比如寒武纪、地平线、黑芝麻等。大部分都拿出了自己的产品,有的甚至推出了几代。
但无一例外,上述企业目前的旗舰产品都采用了7nm工艺技术。此外,主要的oem足球网站的合作伙伴是tsmc。鉴于美国政府近年来将遏制中国获得先进半导体加工能力作为首要任务,最后的0.5%可能成为无法回避的问题。
“在目前的环境下,‘去美国化’已经成为我们国内所有无晶圆企业不得不面对并立即开始准备的问题。”一位不愿透露信息的企业负责人在会议期间告诉笔者:“tsmc是我们的长期足球网站的合作伙伴。但这是大环境...如果有一天美国商务部又来了一纸通知,美国国会能怎么办?所以自从华为被严厉制裁后,各家其实都在用自己的方式和国内那些半导体代工厂沟通协调,都在为‘可能的那一天’做准备。”
企业能依靠的无非是两个关键:n 2工艺和28nm“赴美”光刻设备。
前者已于去年7月实现量产,并取得了相当大的成功。至于后者,开发者还是需要尽快完成最后的“点睛之笔”。
“受全球新冠肺炎疫情和地缘政治影响,近年来新能源汽车和智能网联汽车的供应链发生了很大变化。未来全球布局的供应链将被改变,短链和区域链的多点供应将是未来供应链的发展趋势;而且供应链也不是单纯的经济决策问题,受到了很多政治因素的干扰。但是,不管怎么变,我觉得作为供应链,靠近市场的布局和靠近工厂的布局是不会变的。”
9月6日,在本届供应链创新大会开幕的第一天,全国政协经济委员会副主任苗伟在发言中点出了这场“大国竞争”中的关键问题。
与《芯片法案》(chip act)试图通过胁迫和砸钱改变全球半导体产业格局的操作形成鲜明对比的是,中国迄今在半导体产业采取的所有措施都是围绕市场需求和产业链运行部署的,要么是通过美国的压迫,
曾几何时,大洋彼岸的经济学家和行业专家在谈论经济和市场时,总是把“看不见的手”作为金科玉律。很多人甚至用这个名字来警告海方不要“直接干预市场”。
然而联系到2018年以来发生的一切,就像是241年前约克镇外“天翻地覆”的精彩画面。