汽車芯片國產(chǎn)化為何步履艱難？技術(shù)差距到底有多大？

前段時間中興遭到美國商務(wù)部“封殺”事件引起了廣泛討論。芯片作為核心產(chǎn)業(yè)，有不少專家學(xué)者提出應(yīng)該舉國之力攻克我國現(xiàn)代工業(yè)的“芯病”。

芯片，是指內(nèi)含集成電路的硅片，體積微小，是手機(jī)、計算機(jī)或者其他電子設(shè)備的核心所在，可以將其看作電子設(shè)備的“大腦”。在信息時代，芯片是各行業(yè)的核心基石，汽車、電腦、手機(jī)、家電、高鐵、電網(wǎng)、醫(yī)療儀器、機(jī)器人、工業(yè)控制等各種電子產(chǎn)品和系統(tǒng)都離不開芯片?？梢哉f，芯片產(chǎn)業(yè)是一個國家高端制造能力的綜合體現(xiàn)，是全球高科技領(lǐng)域的戰(zhàn)略必爭制高點。

當(dāng)前中國核心集成電路的芯片占有率

目前全球 IC 產(chǎn)業(yè)進(jìn)入深度調(diào)整的轉(zhuǎn)折期，傳統(tǒng)個人電腦業(yè)務(wù)進(jìn)一步萎縮，智能終端市場增速放緩，智能汽車等新興應(yīng)用成為驅(qū)動 IC 發(fā)展的重要力量。

1汽車芯片國產(chǎn)化為何步履艱難？

從今年初，科技部認(rèn)定的164家獨角獸清單可以看出端倪。從各領(lǐng)域分布數(shù)量看，164家獨角獸企業(yè)主要分布在電子商務(wù)領(lǐng)域和互聯(lián)網(wǎng)金融領(lǐng)域，二者分別有33和21家獨角獸企業(yè)，硬件層面的創(chuàng)新企業(yè)屈指可數(shù)，芯片企業(yè)也只有比特大陸和寒武紀(jì)2個作為代表。

芯片一個相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈很長，而且需要各領(lǐng)域協(xié)同的行業(yè)。簡單的區(qū)分就涉及軟件、計算機(jī)、新材料，制造裝備、精密加工，化工原料等不同行業(yè)。雖說我國在全產(chǎn)業(yè)鏈上都有所布局，但很少有能做到國際頂尖的企業(yè)。

芯片這個領(lǐng)域，投入很大，周期很長，風(fēng)險很高，市場競爭很激烈。過去中國企業(yè)，還真沒幾家能玩起來。比如消費級電子產(chǎn)品的手機(jī)芯片，雷軍就說過“芯片行業(yè)10億起步，10年結(jié)果?！毙酒兄瞥鰜?，至少要賣幾千萬件才能收回成本。如果只賣100萬件，對不起，每個芯片的平均研發(fā)成本就要1000多塊錢。芯片比市面的手機(jī)還貴，這生意就沒法做。車規(guī)級芯片更是如此。而且芯片研制出來，放到市場賣，還要面對行業(yè)巨頭，傳統(tǒng)芯片巨頭在這個領(lǐng)域深耕很多年，他們不會拱手讓出市場地位。

世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)并購規(guī)模及增長情況

另外芯片技術(shù)迭代很快，新一代技術(shù)就是比舊一代技術(shù)強(qiáng)，芯片追趕者一個沒追上，就會被殺死在半路。幾十億元的投資，說沒就沒，沒有幾家企業(yè)能冒得起風(fēng)險。

2技術(shù)差距到底有多大？

目前擁有汽車芯片設(shè)計能力的公司都是一些行業(yè)巨頭，如英特爾、高通、英偉達(dá)等。而有能力同時設(shè)計和制造處理器芯片的大廠只有英特爾和三星。

而我國集成電路(IC芯片)產(chǎn)品由于技術(shù)、品質(zhì)等方面還存在諸多不足，總體水平與國際巨頭存在2-5代的差距，同時還存在“供不應(yīng)求”的問題，自給率不到10%，因此長期高度依賴進(jìn)口。

盡管目前芯片大約占新能源汽車制造成本的10%，但隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的到來，芯片所占的成本將持續(xù)提升。預(yù)計2020年每輛車將使用1000顆芯片，因此汽車芯片也是汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。

目前我國汽車芯片需求持續(xù)增長，汽車產(chǎn)量和汽車半導(dǎo)體成分是兩個主要因素：

汽車產(chǎn)量方面，中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示2016年我國汽車產(chǎn)量超2900萬輛，全球占比穩(wěn)步升高；

汽車半導(dǎo)體成分方面，IHS數(shù)據(jù)顯示，我國2016年每輛汽車半導(dǎo)體成分約為 235 美元，遠(yuǎn)低于日本、美國、歐洲水平。

眼下，我國作為全球最大的單一汽車市場，集成電路(IC芯片)已經(jīng)連續(xù)5年進(jìn)口額超過2000億美元，尤其是2017年我國半導(dǎo)體芯片進(jìn)口花費已經(jīng)接近原油進(jìn)口的兩倍。

國際上主流的芯片誕生場景是：在中國品牌的服務(wù)器上用著美國的eda軟件設(shè)計芯片，芯片中可能還用到了來自英國ARM公司的IP，然后到新加坡進(jìn)行芯片加工制造，在香港交貨以后，送到江蘇封裝測試。我國的大部分芯片也在類似的流程里誕生。這次危機(jī)告訴我們，這樣的流程有多脆弱。上述環(huán)節(jié)，除了封裝尚能自足外，最頂尖的技術(shù)能力全部都被卡脖子。

我們具體看一下當(dāng)前我國在集成電路各個環(huán)節(jié)的情況：

IC設(shè)計：大陸地區(qū)在這個領(lǐng)域主要有以下企業(yè)：紫光集團(tuán)、華為海思、中興微電、匯頂科技、國科微、士蘭微、上海貝嶺和中電華大等。近幾年我國IC設(shè)計的成長還是有目共睹的，受益于本土市場的催動，2015 年我國 IC 設(shè)計業(yè)實現(xiàn)了26.5%高速增長，規(guī)模達(dá)到1325億元，且占我國集成電路產(chǎn)業(yè)的比重由2012年的28.8%提升至2015年的36.7%。2016年，我國IC設(shè)計業(yè)繼續(xù)保持了24.10%的高速增長，規(guī)模達(dá)到了1644.30億元。根據(jù)2017年的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，我國大陸地區(qū)IC設(shè)計業(yè)規(guī)模僅次于美國和我國***地區(qū)。

封裝測試：這個領(lǐng)域大陸地區(qū)主要的企業(yè)有太極實業(yè)、華天科技、通富微電、晶方科技、蘇州固得這幾家，看著雖然企業(yè)數(shù)量不多，但是我國大陸地區(qū)在半導(dǎo)體封測上還是具有很強(qiáng)的實力的。在封裝領(lǐng)域，我國企業(yè)技術(shù)水平和世界一流水平已經(jīng)不存在代差，體量已經(jīng)進(jìn)入世界前三位，且發(fā)展速度顯著高于其他競爭對手。2012年，中國大陸地區(qū)集成電路封裝測試業(yè)的收入僅為805.68億元，2016年變?yōu)?523.2億元，是2012年的1.89倍。

晶圓制造：集成電路的三大環(huán)節(jié)，大陸地區(qū)在制造領(lǐng)域最弱小。在晶圓制造方面，大陸地區(qū)有中芯國際、華虹半導(dǎo)體、福建晉華和晶合科技等潛力股。雖然當(dāng)前大陸地區(qū)晶圓制造不強(qiáng)，但近年發(fā)展勢頭很猛。據(jù)SEMI統(tǒng)計，2017到2020年全球計劃興建晶圓廠62座，其中26座將落戶中國，占比達(dá)到40%。

縱觀整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，還有一個領(lǐng)域我們不得不重視，那就是半導(dǎo)體設(shè)備，晶圓制造產(chǎn)業(yè)落后和設(shè)備落后有很大的關(guān)系。

3是否能實現(xiàn)追趕

中國真的沒有芯片技術(shù)嗎？答案是否定的。單純的計算速度，我們沒有問題。畢竟在上一屆全球超算大賽中，自研申威處理器奪得第一也算出盡風(fēng)頭。上個月，中科院旗下的寒武紀(jì)科技公司發(fā)布了我國自主研發(fā)的Cambricon MLU100云端智能芯片，理論峰值速度達(dá)每秒128萬億次定點運算，達(dá)到世界先進(jìn)水平。

問題的關(guān)鍵在于，即便你有了芯片，即便你的芯片計算速度在實驗室中比別人的還快。但是：

這個CPU在應(yīng)用場景中的算力如何？是不是大打折扣？

你有了芯片，有系統(tǒng)嗎？有應(yīng)用嗎？有生態(tài)嗎？

主要原因有四：

一是，我國芯片產(chǎn)業(yè)起步較晚，缺少技術(shù)儲備，國內(nèi)難以找到相關(guān)的高端技術(shù)人才來支持研發(fā)。根據(jù)中國工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進(jìn)中心發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2017年中國集成電路從業(yè)人員總數(shù)不足30萬人，缺口40萬人。

二是，摩爾定律表明，芯片產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代速度快，投資較高，回報較慢。一般企業(yè)很難有雄厚的資金和資源能力。

三是，技術(shù)門檻高。相比其他消費類電子芯片，汽車芯片對可靠性要求更高。一般消費類電子芯片工作溫度在零下20攝氏度~70攝氏度，而車載芯片的工作溫度必須滿足零下40攝氏度~85攝氏度，還要能經(jīng)受住冷熱沖擊、電磁兼容、抗干擾等壓力。這對汽車芯片供應(yīng)商形成了一定的技術(shù)門檻。

四是，行業(yè)協(xié)同機(jī)制的缺失。

4如何實現(xiàn)突破

業(yè)內(nèi)眾所周知，芯片產(chǎn)業(yè)有三大壁壘：資金、技術(shù)、人才。芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要投入大量的人力、物力、財力，而且這些投入在短期內(nèi)難以看到成效，單個企業(yè)的單打獨斗是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。說到底，集成電路產(chǎn)業(yè)是一個國家綜合國力的比拼。

國內(nèi)芯片企業(yè)應(yīng)加快開展國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)協(xié)同和國際化合作，引進(jìn)高端技術(shù)和人才，提高芯片的設(shè)計、工藝、驗證等水平。

隨著高級汽車駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)（V2X）、新能源汽車等新產(chǎn)品和新功能層出不窮，算法芯片、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、新型MEMS傳感器等技術(shù)飛速發(fā)展。此背景下，全球芯片企業(yè)整合并購動作頻繁，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重心向中國轉(zhuǎn)移。并購、合并也成為了汽車芯片企業(yè)的發(fā)展新方向。

國外半導(dǎo)體行業(yè)收購事記

國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)收購事記

表中數(shù)據(jù)來源：DRAMeXchange

事實上，早在2014年，國家先后出臺了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》、《關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策問題的通知》等鼓勵性文件，成立了注冊資本為987.2億元的首個國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，來扶持芯片產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)企業(yè)，尤其是加大對龍頭企業(yè)的扶持，鼓勵企業(yè)增加對重點領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)投入。繼2014年國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金開始運營后，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金第二期方案已上報國務(wù)院并獲批，二期募資規(guī)模將超過1500億元。而中國企業(yè)也試圖采取走出去并購的模式，提高技術(shù)水平。

而隨著“中國制造2025”等利好政策和“中國芯”等概念的提出、芯片進(jìn)口替代需求強(qiáng)烈，政府方面的大力支持都將促進(jìn)國內(nèi)廠商自主研發(fā)芯片，以獲取產(chǎn)業(yè)鏈上的高附加值。

而隨著創(chuàng)新投入的不斷加大、創(chuàng)新機(jī)制的日益完善、知識產(chǎn)權(quán)意識的逐漸提高，我國芯片產(chǎn)業(yè)去“空芯化”，雖任重道遠(yuǎn)，仍有望實現(xiàn)。

中國的科技短板不僅僅是芯片，科技創(chuàng)新一日千里，沒有人能預(yù)見什么技術(shù)是下一個“芯片級的大國重器”，或許只有“企業(yè)家精神”的高揚才能實現(xiàn)面向未來的創(chuàng)新。