国产车规级芯片发展现状、问题及建议

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2024年6月3日发(作者：)

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国产车规级芯片发展现状、问题及建议

武亚恒　张弘　胡凯　吴志玲　许江华

中科芯集成电路有限公司 江苏省无锡市 214000

摘 要： 据Auto Forecast Solutions（AFS）的最新数据显示，因全球“缺芯”加剧，截止8月29日，全球汽车累

计减产达688.7W辆，日产、本田、福特、通用等车企相继发布停产或减产计划。面对紧缺的车规级芯片，

国内厂商纷纷抢抓机遇，全面布局车规级芯片，以解决关键核心芯片“卡脖子”问题，打破国外垄断局面，

全力保障我国汽车产业健康稳定发展。

关键词：车规级芯片　“缺芯”　“卡脖子”

Development Status, Problems and Suggestions of Domestic Specifi cation Chip

Wu Yaheng

Zhang Hong

Hu Kai

Wu Zhiling

Xu Jianghua

According to the latest data of Auto Forecast Solutions (AFS), due to the intensifi cation of global “chip shortage”, as of August 29, the global automobile

Abstract

：

production has been reduced by 688.7w, and Nissan, Honda, Ford, GM and other automobile enterprises have successively issued plans to stop

production or reduce production. In the face of the shortage of vehicle specifi cation level chips, domestic manufacturers have seized the opportunity

to comprehensively layout vehicle specifi cation level chips, so as to solve the “bottlenecks” problem of key core chips, break the foreign monopoly

situation and fully ensure the healthy and stable development of China's automobile industry.

cation chip, “chip shortage” and “bottlenecks”

Key words

：

vehicle specifi

1　国内车规级芯片发展现状

全球车规芯片长期被美、欧、日/韩所

垄断，受中美贸易冲突、新冠肺炎疫情、自

然灾害等影响，已造成瑞萨、意法半导体、

德州仪器等车规级芯片厂家出现不同程度停

产或减产导致交期延长，当前车规芯片供需

失衡，MCU缺货最为严重，交期甚至被拉

长至24～30周，Tier1及整车厂均受影响。

Tier1厂商如大陆、博世受到不同程度缺芯影

响，下游整车厂，日产、本田、福特、通用

等车企相继发布停产、减产计划；AFS预测，

2021年全球汽车将减产810.7万辆。涨价几

乎成了全球芯片行业的主旋律，台积电、三星、

联电等半导体巨头再一次集体掀起涨价潮，

对国内车厂的供应链管理体系将造成巨大影

响。可见，大力发展自主可控的国产车规级

芯片具有重大战略意义。

1.1　国产车规芯片发展的重要性

随着传统汽车向新能源汽车和智能网联

汽车的发展，电动化、智能化、网联化、共

享化的汽车需求更多车规级芯片且算力要求

较高。当前，欧、美、日/韩为代表的发达

国家分别占据37%、30%和25%的市场，长

期垄断车规芯片行业。行业内TOP8企业占

据60%以上市场份额，恩智浦、英飞凌和瑞

萨名列三强，分别占据14%、11%和10%的

市场份额。前瞻产业研究院统计，2020年汽

车半导体市场规模约460亿美元，我国自主

车规级芯片产业规模仅占4.5%，进口率超

90%，核心器件包括MCU、电源、传感器、

功率器件等多种芯片。自从汽车进入电控时

代，一辆普通汽车至少安装40种芯片（MCU

超70颗），高端车型需安装超150种芯片

（MCU超300颗），且电控汽车具有节能、

环保、效率高、噪声低等优点。据盖世汽车

的数据，自2015年来，IEC（传统内燃机汽

车）半导体单车价值增长23%，从338美元

提升至417美元，而新能源汽车、自动驾驶

汽车也带来全新增量机会。据盖世汽车统计，

2019年MHEV（轻型混动车）单车半导体价

值531美元，PHEV（插电混动车）为785美

元，BEV（纯电动汽车）为775美元。

发展国产替代自主可控的车规级芯片，

是保证汽车电子系统高安全、高可靠的重要

关键核心。我国车规级芯片严重依赖欧美等

海外市场，车规级芯片的供应链产业链的安

全性、可靠性将直接影响我国汽车电子产业

的发展；MCU是车规级芯片紧缺最严重的芯

片，目前国产MCU厂商在汽车领域应用尚

不多，且需通过严格的认证，如可靠性标准

AEC-Q100、质量管理标准ISO/TS 16949、

功能安全标准ISO 26262等。消费类芯片可

容忍的产品寿命设计约2～3年，车规级芯

片需10～15年；一款芯片通常需要2～3

年完成车规认证后才能进入车厂供应链，一

旦进入，一般要拥有长达5～10年的供货周

期。一旦车规级芯片出现“缺芯”、断供等风险，

将直接损害我国汽车电子产业健康发展。

1.2　国产车规芯片发展的可行性

三足鼎立，群雄逐鹿，汽车电子已成一

条绕不开的赛道。过去几十年里，传统车企

始终牢牢掌握汽车行业的话语权，但在一年

前，国内新能源汽车赛道出现三类大玩家，

一类是以理想、蔚来和小鹏为主的造车新势

力；一类是以吉利、比亚迪、长城为主的传

统民企；一类是以一汽、东风、长安等为主

的国企。近期以华为、阿里、百度等为首的“造

车新势力”加入新能源汽车行业，动作频频，

或发布新车或公布汽车智能化解决方案，随

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表1　不同等级芯片技术要求

MCU领域的兆易创新、北京君正、全志科技、

中颖电子等，IGBT领域的比亚迪半导体、中

参数要商业级芯工业级芯车规级芯

求片片片

车时代电气、斯达半导、士兰微等，MEMS

领域的韦尔股份等，封测领域的长电科技、

温度0～+70°C-40～+85°C

-40

～+125°C

华天科技、通富微电等。国内车规级芯片厂

湿度低

根据使用环

商基本具备车规级芯片的材料、设计、制造、

境而定

0%～100%

封测、设备等全产业链服务平台，形成了一

JESD47

JESD47(Chips)

AEC-Q100

定的产业基础，但在部分高端材料、EDA工

验证

（Chips）

ISO16750

AEC-Q101

具及IP、高端工艺、制造设备等方面仍存在

ISO16750

（Modules）

（Modules）

ISO16750

（Modules）

短板。同时国家大基金（一期募资1387亿元、

出错率<3%<1%0

二期募资2000亿元）大力支持中国发展集成

电路产业的发展，支持集成电路龙头企业做

使用时间1～3年5～10年10～15年

大做强，私募资本也闻风而来。因此在国家

供货时间高至2年高至5年高至30年

政策的支持下，通过加大国有资本和社会资

本的投入，依托国内半导体产业基础，大力

着互联网、手机等行业巨头的参与，新能源

发展国产车规级芯片具有十分的可行性。

汽车行业势必将掀起一场巨浪。

国家部委强烈支持车规级芯片产业发展。

2　国内车规芯片发展存在问题

针对汽车芯片供应紧张问题，2月26日，工

中国是全球最大的单一汽车消费市场，

信部电子信息司和装备工业一司主办了汽车

电动化、智能化、网联化、共享化的发展趋

半导体供需对接专题研讨会，并发布《汽车

势将推动国内车规级芯片的数量猛增，国产

半导体供需对接手册》，旨在解决汽车半导

化车规级芯片已有一定的产业基础但仍存在

体的供应短缺问题。同日，科技部部长王志

一些问题：

刚表示，将主要聚焦集成电路、软件等领域

2.1　国内车规芯片产业链分散、产品种

的一些关键核心技术和前沿基础研究，利用

类分散，使得国内车规级芯片企业难以发展

国家重点研发计划等给予支持。3月1日，工

壮大

业和信息化部总工程师、新闻发言人田玉龙

国外车规级芯片龙头企业多采用IDM模

表示，芯片产业需要在全球范围内加强合作，

式，集芯片设计、制造、封装、测试等全产

共同打造芯片产业链。3月24日，工信部党

业链一体化，芯片产品线丰富，功能覆盖面

组成员、副部长辛国斌指出，“汽车芯片是

广，能够为客户提供多样化、系统化的解

关乎产业核心竞争力的重要器件，需要统筹

决方案，如英飞凌车规级芯片多达2000多

发展和安全，坚持远近结合、系统推进，提

种，广泛应用于车身控制、自动驾驶控制、

升全产业链水平，有力支撑汽车和半导体产

视觉传感等领域。国内大部分车规级芯片公

业高质量发展”。3月29日，针对近期汽车

司多采用Fabless（无工厂芯片供应商）或

显示屏供应短缺的最新情况，装备工业一司、

Foundry（代工厂）模式，规模较小、产业

电子信息司提出，汽车协会和液晶协会要搭

分散，技术和资金难以形成合力。目前国内

建供需对接平台，汽车企业和显示屏企业要

通过车规级认证的芯片企业及芯片产品均较

建立战略合作关系，双方加强协同，努力缓

少，其稀疏的芯片产品线也难以为客户提供

解汽车显示屏供应紧张问题。

完整的解决方案。

以车企车规芯片国产化需求为牵引，依

2.2　车规级芯片的特殊技术、工艺要求

托国产半导体产业基础，大力发展国产车规

挡住厂商进入车企的步伐

级芯片。我国巨大的汽车市场为车规级芯片

一是车规级芯片比消费级芯片的技术门

发展提供重大机遇，据统计，2020年全球汽

槛要求更高，需满足温度、振动、电磁干扰、

车销量为7680万辆，国产汽车销量为2531

长使用寿命等要求，还要通过可靠性标准

万辆，占比接近33%，庞大的汽车市场将催

AEC-Q100、质量管理标准ISO/TS 16949、

生海量的汽车芯片需求。比亚迪、吉利、上

功能安全标准ISO26262等严苛的长周期认

汽、长安等整车及设备厂商已有车规级芯片

证，大部分芯片企业尚不具备转型进入能力；

国产化需求，将牵引国内汽车电子产业发展。

二是微控制器芯片、功率半导体芯片、模拟

国内车规级芯片厂商已具有一定产业基础，

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时代汽车

芯片等车规级芯片一般采用40nm、55nm等

制造工艺，工艺先进性不足，芯片企业难以

产生转型进入的动力；三是车规级芯片具有

种类多、用量小、单价低的特点，短期内难

以形成规模效应和高额利润。

2.3　下游企业拉动不足、车规级芯片

国产化率低，国内汽车供应链自主可控能力

不足

一方面，传统汽车领域一级系统供应商

与二级芯片供应商开发协同效应显著，供应

链格局较为稳定，新兴企业难以跻身。国内

车规级芯片厂商应用规模小，无法实现自我

造血，也无法在整车应用中检验芯片性能，

制约芯片的迭代升级。另一方面，汽车行业

为快速推出高性能换代产品，普遍倾向采购

国外先进芯片产品，导致国内同类芯片失去

机会。

3　国内车规级芯片发展建议

为了助推国内车规级芯片大力发展，解

决国内车规级芯片产业发展中产业链供应链

的稳定性和安全性问题，提出以下几点建议：

打破传统供应链层级，构建产业发展“芯”

生态。通过需求端和供给端深度融合，依托

市场需求，针对急需且技术门槛较低的芯片，

优先开展国产替代，解决短期内芯片供应不

足问题，同时不断提升国内车规级芯片能力

建设；针对高门槛芯片，设立整车、系统、

零部件、芯片等重大联合攻关专项；鼓励整

车企业联合投入或建立产业联盟，分梯次梳

理汽车行业中长期车规级芯片需求，引导芯

片企业有针对性的开展研发制造；出台产业

引导相关政策，针对使用国产化芯片的整车

企业开展“首台套”补贴等制度，带动产业

链上游发展,加强产业链上下游间耦合度，

构建产业发展“芯”生态。

依托国内功率器件和SOC芯片产业基础，

围绕重点优先发力。国内功率器件领域具备

一定技术积累和市场规模，应加大推广力度、

扩大市场占有率；智能汽车快速发展，国内

在高算力计算芯片、车规级通讯芯片等领域

起步早、技术成熟度高，具有先发优势，应

加大产业扶持力度，培育龙头企业；加快智

能汽车产品转型升级，整车企业与国内芯片

企业强强联合，积极谋划布局下一代国产车

规级芯片。

抢抓新兴市场机遇，持续做强做大龙头

（下转第52页）

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AUTOMOBILE EDUCATION

| 汽车教育

参考文献：

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作者简介

王菊梅： （1992—），广安职业技术学院、硕士、

助教。研究方向：报废汽车回收。

杨建新： （1989—），广安职业技术学院、本科，

助教。研究方向：交通安全。

（上接第27页）

企业。通过收购兼并、互补融合等举措快速

提升行业核心竞争力，推动符合车规级芯片

制造企业的产线改造和能力提升,探索建立

IDM生产模式，打造行业龙头企业。加强产

学研用协同创新，把技术创新突破与市场规

模效应有机结合；加大研发投入，挖掘和转

化高校及科研院所的先进科研成果；加强知

识产权布局，加大高校、科研院所对集成电

路人才的培养和车规关键核心技术攻关，鼓

励具备先进技术的企业优先发展；打造国家

级车规测试验证平台，建立健全车规级芯片

的标准法规技术体系和认证体系。

片，定要沉下心志、耐住寂寞、保持定力，

才能为中国汽车产业平稳健康发展提供有力

支撑。

息化周报（中央级）.2021-06-07（026）.

[8]智能网联汽车如何打造中国方案[N]. 李克

强.新能源汽车报. 2020-12-14 （005）.

[9]突破缺芯困境 需大力发展汽车芯片产业链

[J].张颖.汽车与配件.2021（10）.

[10]汽车“芯”问题[J].汽车观察.2021（05）.

[11]全球车企都“芯荒”[N].吕江涛.中国经

济周刊.2021（07）.

[12]全球汽车芯片短缺影响几何[N].俞懋峰、

刘春燕.中华工商时报.2021-04-02.

[13]对汽车芯片供应短缺的分析[J].夏梦阳.智

能网联汽车.2021（02）：72～73.

[14]“缺芯”漫延下的汽车业何去何从？李永

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[7]智能网联汽车发展趋势[J].李雅琪.中国信

4　总结

面对全球车规级芯片“缺芯”的局面，

大力发展自主可控的国产车规级芯片既是

机遇也是挑战。虽然国产车规级芯片的产业

发展存在不少短板，在供应链的稳定性和安

全性方面存在较多风险等问题，但是在国家

部委的强烈政策支持下，依托国内半导体产

业基础，通过建立健全车规级芯片的标准法

规技术体系和认证体系、建立健全国内车规

级芯片的供应链产业链的保护机制、加强核

心技术联合攻关等手段，发展国产车规级芯

作者简介

武亚恒： （1986—），男，汉族，河南人，工程

师，硕士研究生。研究方向：电机控制、

芯片设计及集成电路产业发展。

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本文标签： 芯片汽车产业发展企业