国产化潮涨,汽车芯片自主可控还要多久

花花2025-04-22科普教程16

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“这两天来展台的基本上都是来看国产替代的。”在近日落幕的2025慕尼黑上海电子展上,有头部汽车芯片的代理商FAE告诉记者。“先问晶圆是哪里的,再问材料供应商是谁……一系列流程问下来,主要围绕国产化率。”

当前,汽车芯片市场由海外企业主导。根据IDC数据,截至2024年上半年,汽车半导体市场前十大汽车半导体公司均为海外厂商,前五大厂商英飞凌科技、恩智浦半导体(NXP)、意法半导体(ST)、瑞萨电子和德州仪器(TI)合计市场占有率超过47.8%。

但随着美国宣布对所有贸易伙伴征收“对等关税”,后又对芯片等电子产品豁免所谓“对等关税”,关税大棒阴影之下,国产替代成为“热词”。

同样在4月中旬,21世纪经济报道记者从一家Tier1了解到,该公司计划系统替代美国的电源芯片、通信芯片、驱动芯片、存储芯片、模拟芯片。

从整车看,汽车芯片可分为计算芯片、控制芯片、通信芯片、功率芯片、驱动芯片、传感芯片、电源芯片、模拟芯片、存储芯片、安全芯片等类别。该Tier1拟替换的芯片,是汽车芯片中的中低端类型。

这与汽车芯片的自主化顺序基本一致:IC厂商通常从中低端开始起步,慢慢往高端进阶,如本土模拟IC厂商多以电源管理芯片切入汽车市场。

而眼下,随着OEM、Tier1对国产车规芯片的态度由观望转为拥抱,汽车芯片有望迎来国产化加速。

秀肌肉

慕展期间,英飞凌、ST、TI的展台前人头攒动,国产汽车芯片厂商也展出了在功率半导体、传感器、MCU等关键领域的最新产品和技术突破。

功率半导体是热门单品。华润微(688396.SH)展出的主驱模块基于成熟量产的第二代车规SiC MOS平台;飞锃半导体展出了1200V/2mΩ SiC MOSFET DCM模块和1200V/7mΩ SiC MOSFET TPAK产品。

多家厂商带来了最新的MCU:中微半导体(688380.SH)发布了车规级BAT32A4x9系列,专门针对车身域、连接域、热管理、小三电等应用;纳芯微(688052.SH)展出了联合芯弦推出的实时控制MCU NSSine 系列。

此外,国芯科技(688262.SH)展出了最新车规级MCU、DSP芯片等;武汉芯必达微电子有限公司首次发布了SBC产品——IM1169,支持8Mbit/s CAN SIC。

但汽车芯片的推出,并不意味量产,更不意味着成功“上车”。

尽管目前在MCU、SoC、传感器芯片、IGBT领域,国产品类已经有非常多的上车案例。但整体而言,汽车芯片国产化率仅从过去不到5%上升至15%左右,仍然较低。

为何较低?

车规级芯片的国产化,始于2020年。慕展期间,有汽车芯片设计企业负责人告诉记者,2019年之前汽车芯片“难以取代”,但自2020年“缺芯潮”开始,车规级芯片迎来国产化窗口,逐步从低端往高端替代。

但目前车规级芯片国产化率仍然较低,一方面缘于汽车芯片的替换成本巨大。

从时间成本来看,汽车芯片在生产与装车之间的周期较长,OEM没法说换就换。

21世纪经济报道记者了解到,汽车芯片生产出来后,首先要被纳入Tier1/OEM的审核名单,和同类产品竞争后获得Tier1/OEM的定点。定点后Tier1/OEM使用芯片进行产品研发和测试,经过零部件级测试后进行装车,再通过整车级测试和实验,才能实现装车量产。而装车也要经历从小批量装车再到大规模装车这一漫长的过程。即使在整体流程都顺利的情况下,也要花上3—4年的时间。

从管理成本来看,Tier1/OEM一旦选定一款汽车芯片,再替换要面临较大挑战。

有业内人士告诉21世纪经济报道记者,汽车电子零部件的生命周期很长,以5年为例,如果前2年和后3年该零部件经历了芯片切换,会导致市面上该零部件存在两种硬件状态,这两种硬件状态下的软件不一定兼容。如果软件不兼容,则会导致无法统一进行OTA升级。芯片切换导致的软硬件变更也会大大增加Tier1和OEM软硬件管理成本,他们需要长期维护不同软硬件之间的排列组合。

长城汽车股份有限公司EE架构总工程师曹常锋也在2024世界新能源汽车大会上表示,大部分的国产芯片在工具链和软件的生态上不统一,导致OEM的替换成本较大。

另一方面,国产芯片的质量还有待提高。与国际汽车芯片厂商相比,本土汽车芯片在中低端已经可以实现替代,但在高端芯片方面差距较大。

曹常锋指出,国内缺乏完整的车规级芯片测试人认证流程和能力。举例而言,芯片要通过AEC-Q100的认证,但AEC-Q100测试可以自声明,测试认证过程中一部分的测试项是自声明的,可能导致问题频发。

“好在这几年,中国的自主品牌需要国产芯片,国产芯片需要车企品牌,有相互奔赴的时间窗口期。只要有机会上车就有机会迭代,有机会迭代就有机会做得更好。”有业内人士坦言。

联手突围

目前在实际应用中,电源芯片、通信芯片、驱动芯片、存储芯片、功率芯片(IGBT、MOSFET、SiC)的国产化率相对较高,而高端MCU、SoC以及智能驾驶和智能座舱域控芯片的国产化率仍相对较低。

其中,功率芯片的国产替代进展较快,IGBT主驱模块在电动化浪潮中率先实现国产替代。

在此背后,近几年间,车企通过自建、合资、投资入股等方式布局各类汽车芯片,尤其在功率类芯片布局较为积极。

车企之所以积极布局功率半导体,是因为在新能源汽车中,电驱动总成(主要包括电机、电控、减速器)成本约占整车的10%。其中,电机是非常成熟的产品;电控有一定技术门槛,核心模块在于IGBT。对于车企而言,只要掌握了IGBT,电机、电控让第三方自研,则相当于掌握了系统核心。此外,800V快充技术的普及,也推动车企深度布局功率半导体。

在其他细分赛道,车厂、Tier1、汽车芯片厂商也在联手突围:广汽集团与裕太微电子、仁芯科技等公司联合开发了12款车规级芯片,覆盖电源管理、底盘、集成安全等多个领域;芯驰科技等本土创新企业,通过与车厂、零部件供应商紧密合作,争取“上车”机会。

这也启示汽车芯片厂商与主机厂深度融合。国信证券研究指出,随着软件定义汽车出现,部分主机厂逐步加入至核心零部件设计中,使得汽车供应链中间商减少。供应链简化后,核心半导体零部件厂商能否与主机厂深度合作成为竞争要素。

“汽车芯片厂商有本土优势:相较海外供应商,本土芯片厂商可以在设计之初了解客户的需求和痛点。”有业内人士建议,本土汽车芯片厂商可以组成行业联盟,以良性竞争加速国产化浪潮。

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