在整个2023广州车展之上,电动智能汽车是绝对的主角,但不为人所知的是,一辆电动智能汽车上需要用到超过1000颗芯片,是一部智能手机的10倍!更令人想不到的是,汽车芯片的国产化率只有约10%,90%依赖国外进口。
中国要想从汽车大国成长为汽车强国,就必须打破“缺芯”的瓶颈,而作为中国汽车的强“芯”者,中国电科也低调地参加本届广州车展,毫无保留地展出面向电动智能汽车的精尖自研芯片产品,让中国汽车不再忧“芯”。
汽车芯片必须实现自主可控
在中国电科展台,你会惊讶于其研发生产的芯片品类之丰富,这家企业展示的芯片产品覆盖功率、传感、模拟、数字、通信等品类,可以广泛应用于底盘、车身、动力、整车控制、智能驾驶、座舱网联等应用系统。
品类齐全只是基础,难能可贵的是,中国电科不仅能够多品类供应,还在汽车芯片的全产业链上实现了自主可控,目前已经实现了汽车芯片设计、制造、封测、软件、认证、材料、装备、仪器的全产业链布局。
众所周知,芯片的国产化,是一项需要长期艰苦奋斗的事业。中国之所以汽车芯片的自给率偏低,正是因为过去的基础比较薄弱,导致没有太多国产汽车芯片可用,而由于投资规模巨大且投资回报周期较长,致使很多企业望而生畏。
不过,中国电科却毅然选择逆风而行。其基于集成电路领域技术积累,坚持打造“特色IDM模式”,布局高可靠BCD、高低压兼容CMOS、特色互补双极、RFCMOS、BiCMOS特色工艺,覆盖模拟、数模混合、光电、功率驱动等产品,坚实推进汽车芯片产业发展,增强产业链、供应链韧性和稳定性。
在电科集团总监、重点项目工程办公室主任李海鹏看来,这是中国电科作为央企义不容辞的责任,必须为实现中国汽车芯片的自主可控作出自己的贡献,从而保障汽车芯片产业链供应链的安全性和稳定性。
已实现多品类大批量上车
解决有无的问题,只是第一步,芯片产品必须具备市场竞争力,才能被整车企业认可,而中国电科目前的芯片产品,已经实现了大批量上车。
在功率类芯片方面,中国电科展出了750V/1200V系列SiC芯片,已量产交付千万颗,装车应用百万部。面向新能源汽车电驱应用,突破系列模块封装关键技术,形成专业化的车规级模块生产能力,实现全国产化SiC功率模块的研制和批产,系列全SiC框架式模块和塑封模块在新能源汽车实现台架验证和上车应用。
在传感类芯片方面,惯性IMU在国际上首次累计实现百万级上车,截至2022年12月建成年百万产能,已于2022年3月通过AEC-Q100车规认证;压力芯片累计交付百万颗,拥有MEMS压力传感器自动化生产线两条。
在控制类芯片方面,中国电科研制的MCU产品已完成基于ARM Cortex-M0、M3、M4内核多系列、数百余款产品的设计和推广。CKS32F103、CKS32F407系列产品通过AEC-Q100车规认证,入选“中国芯”优秀技术创新产品,并在东风、上汽、蔚来等自主品牌车型批量供货。
近年来自动驾驶、座舱网联系统对芯片算力提出更高要求,国内也涌现出主攻大算力芯片优秀企业。但汽车作为出行工具,行驶安全是一切功能的基础,这也是整车系统中安全等级最高领域,但鲜有国内芯片企业的身影。“中国电科坚持有所为有所不为,立足于汽车产品的实际,先保证每一辆车安全地跑起来。”中国电科汽车芯片技术发展研究中心主任、芯片院副院长刘伦才表示:中国电科作为央企,勇挑重担,目前正集中力量攻克电子驻车、安全气囊点火等高安全等级芯片,确保新能源汽车不但跑的快,跑的远,还要跑的稳,做到正在意义上的“行稳致远”。
强“芯”的同时也要铸“魂”
“缺芯”和“少魂”是当前中国智能网联汽车发展的两个拦路虎,而在“从芯片到汽车”的链条中,操作系统对于底层硬件设备和上层的软件应用起到承上启下的衔接作用,是智能网联汽车的“灵魂”,在芯片的供应链、生态链和产业链都是重要一环。
作为国家战略科技力量,中国电科不仅在芯片制造的各环节加强布局,也正通过操作系统着力建设汽车芯片生态,推动国产芯片上车应用。在车用操作系统领域,中国电科普华基础软件深耕15年,广泛适配国内外芯片,是国内首个搭载国产车型规模量产的车用操作系统。中国电科在展台展示的普华车用基础软件平台,包括从安全车控域到智能驾驶域的操作系统及工具链的解决方案。产品采用AUTOSAR汽车开放系统架构国际标准,严格遵循ISO 26262设计开发要求,通过德国莱茵ASIL D最高安全等级产品认证,有成熟的芯片适配体系,能为汽车芯片提供快捷的芯片适配支持。截至2022年底,已经搭载不同种类的国内外芯片,累计量产超过1200万套。
面对汽车电动化、智能化、网联化的技术发展趋势,中国电科向行业首个开源了普华EasyAda安全微内核,并与中国汽车工业协会、中国一汽等 21 家单位开展开源共建合作,凝聚生态合力,打造中国标准,建设智能网联汽车软件系统中国方案,支撑中国智能网联汽车产业的快速发展。
汽车芯片的未来是星辰大海
汽车芯片的市场有多重要?有关报告显示,2022年,全球汽车芯片市场规模约为3100亿元。随着持续进行开发及需求不断增长,预计于2030年前,全球汽车芯片市场将超过6000亿元。这为市场参与者带来重大增长机遇。
从全球半导体产业来看,汽车芯片在的比重也在逐年加速提升。汽车芯片中模拟、驱动、功率、物理量传感、智能计算类芯片的需求越来越多。汽车芯片总体上朝着集成化方向发展,特色与先进工艺是汽车芯片发展的基础,汽车电子电气架构的不断演进是汽车芯片发展的牵引力量,网联与高度智能化是汽车芯片发展的未来目标。
这对以中国电科为代表的中国芯片企业来说,显然是巨大的市场机遇,而想要抓住机遇,就必须在技术研发上走差异化的竞争路线。刘伦才介绍,中国电科坚持打造特色工艺线,瞄准特色模拟、功率驱动等特色芯片需求,以IDM模式坚实推进汽车芯片研发。
当然,要汽车芯片的实现自主可控,还需要汽车产业认清和平衡好中外半导体资源的关系,李海鹏呼吁,我国在利用好全球资源的同时,也需要加大资源投入进行汽车芯片技术的研发工作,为汽车产业技术创新、全球环境可持续发展贡献中国力量与智慧。