随着汽车智能化进程不断的推进，其计算平台的算力等级也在直线飙升。如果说L2级汽车自动驾驶所需芯片算力为10 TOPS，那么业界普遍预计L3+级算力将达到1000TOPS。提升计算效率已经成为汽车智能化发展的关键一环。然而，车规级大算力芯片的开发不仅面临功耗、散热、电磁、质量等多重挑战，芯片算力也存在物理上限。如何应对这些挑战将是车用计算芯片厂商发展的着力点。

软件定义汽车催生算力需求

随着智能化、电动化、网联化的发展，汽车产业正在发生巨大改变，“软件定义汽车（SDV）”逐渐成为业界共识。相关统计数据显示，目前约90%汽车行业的创新来自汽车软件和电子领域。受到这一趋势的影响，智能汽车的设计架构也在发生巨大改变，从传统的分布式ECU架构向域控制器集中式架构演进。

广汽研究院智能网联技术研发中心副主任梁伟强就指出，“芯片的集成化程度越来越高，算力越来越大，已经成为智能汽车向集中式架构发展的关键，对扩展智能驾驶场景、提升智慧座舱的交互体验至关重要。芯片的算力和集成度直接决定了电子电器架构的形态，从而决定了智能汽车的性能和表现。”

算力的提升对于汽车的供应链管理，解决汽车产业缺芯问题，也有巨大帮助。根据地平线副总裁李星宇的介绍，目前汽车需要管理汽车芯片料号超过1000种，一辆汽车用到的芯片达到300颗，未来随着智能汽车的进一步发展数量还会更大。车厂需要进一步简化架构，大幅度减少对汽车芯片种类的需求，提升单芯片本身的性能和集成度是解决这一问题的重要方向。

在此情况下，越来越多芯片厂商投入到算力比拼的战场当中。英伟达作为行业龙头，最新推出的自动驾驶芯片Atlan，单颗芯片的算力达到1000TOPS（每秒1万亿次定点计算），相比此前推出的自动驾驶芯片Orin，算力提升接近4倍。国产厂商方面，地平线拥有国内首款车规级AI芯片征程，征程五算力可达96TOPS。黑芝麻于2021年在上海车展发布新一代A1000pro，算力达到106Tops。

“缺芯”，车企很“受伤”

车规级芯片是指适用于汽车电子元件的规格标准的芯片，小到胎压监测系统TMPS、摄像头，大到整车控制器、自动驾驶域控制器，均包含车规级芯片。

与我们熟悉的消费类芯片——手机芯片、电脑芯片、电视芯片相比，车规级芯片虽然不需要非常先进的制程工艺，但对于性能指标、使用寿命、可靠性、安全性、质量一致性的要求极高，具有准入门槛高、研发周期长、资金投入大的特点。

随着汽车拥抱电动化与智能化后，汽车芯片需求迅速提升。然而，过去一年，半导体产业供应短缺，多个下游应用领域受到影响。由于车规级芯片严苛的生产条件，代工厂更愿意将产能安排给利润高的消费级芯片，这使得车规级芯片在市场越发短缺，车企不得不采取减产、减配甚至上调价格的措施。

进入2022年，车规级芯片供应短缺情况仍在继续。

媒体报道部分车企今年2月芯片订单交货周期相比去年10月延长了5至15周，甚至部分稀缺芯片的交付时间长达99周。

芯片供不应求的态势下，汽车市场上演车辆涨价、交付延期、暂停接单等“剧情”，车规级芯片供应问题亟待解决。

治理“芯”病，两会车企代表积极建言

全球“缺芯”大势下，国内车企也无法“独善其身”。今年两会期间，针对汽车产业芯片短缺问题，各大车企代表积极发声，为车规级芯片出谋划策。

全国人大代表、长城汽车总裁王凤英对推动中国车规级芯片产业快速发展提出建议，她建议从短期、中期与长期三个时间角度进行车规级芯片产业链部署：短期优先解决“缺芯”问题；中期完善产业布局，实现自主可控；长期要构建产业人才的引进与培养机制，实现可持续发展。

全国人大代表、广汽集团董事长曾庆洪就如何加快推动汽车芯片产业链发展提出了5点建议，包括保供稳供；稳定市场，加强执法监督力度；强化政策引导、加快汽车芯片整体产业链布局；强化节点攻关，有序突破研发、制造、封测等卡脖子关键领域；加大人才引进力度等。

全国人大代表、上汽集团董事长陈虹从“产业链补链强链”角度，建议加强政策保障促进国产大算力芯片发展：建议通过政策引导，多方协同，建立车规级芯片统一的技术规范和标准，并成立第三方检测认证平台；建议国家牵头设立专项资金，鼓励芯片企业、汽车企业共同参与，加快形成国产大算力芯片研发、制造和应用能力。

全国人大代表、小康股份创始人张兴海认为，提高车规级芯片国产化率、实现进口替代迫在眉睫，但短期内无法一蹴而就，需要更多发挥我国体制机制优势，以国家的力量推动国产芯片产业崛起。张兴海建议从顶层设计、推动外资芯片产线国产化项目快速落地、鼓励整车企业与芯片企业跨界携手、联合创新等角度推动国内车规级芯片产业发展。

缺芯、汽车智能化与电动化大势下，推动国内车规级芯片发展势在必行。两会车企代表上述建言，主要从政策引导、多方协同合作、技术突破等角度推动车规级芯片国产化发展，这些建议也与工信部的想法不谋而合。

稍早之前，工信部对外表示将多措并举维护汽车工业的稳定运行，具体包括：

加强供需对接，搭建汽车芯片在线供需对接平台，畅通芯片产供信息渠道，完善产业链上下游合作机制。

加大生产协同。引导整车和零部件企业优化供应链布局，合理排产、互帮互助，提高资源配置效率，最大限度降低缺芯影响。

提升芯片供给能力。进一步支持整车、零部件、芯片企业协同创新，稳妥有序提升国内芯片生产供给能力。

加强国际合作。汽车是一个高度国际化的产业，我们必须坚持全球化发展方向，推动跨国芯片企业增加中国市场供给，加大本地化生产布局，增强产业链供应链韧性和稳定性。

自研汽车芯片格局

俗话说“春江水暖鸭先知”，国内整车企业早已开始布局相关芯片产品研发，这一点较上文中，以小米等为代表的手机企业明显不同。

2018年4月，造车新势力之一的“零跑汽车”，联合大华股份研发AI自动驾驶芯片，如今公司自研芯片早已落地，截止2022年2月，公司连续11个月交付车辆同比增长超200%，今年2月份同比增长447%，2022年已经交付整车11520台，约为去年总数43121 台的26.72%。

比亚迪作为转型较为成功的传统车企，已经成为全球唯一一家掌握“三电”核心技术的新能源汽车厂家。除此之外，公司旗下“深圳比亚迪微电子”研制的车规级IGBT芯片，已经占据市场18%的份额，国内已有至少7家车企与比亚迪合作。

除此之外，小鹏汽车此前也已进军自研汽车芯片领域，甚至家电企业美的都跨界进军自研汽车芯片，但是进度不尽如人意。

但根据天风证券统计，我国目前汽车电子国产化率尚且不足1%，巨大的市场空间为从业企业带来巨大的国产替代红利。

在生产端，由于车规芯片对应的多数是成熟制程芯片，国内早已具备28nm成熟工艺芯片制造能力，而且在封测领域，具有长电科技、通富微电、华天科技等三家全球TOP10企业，国产产业链足以应对车规芯片制造，同时在由于其他国家的防疫、基建能力加持下，国产车规电子芯片产业链，有望进一步接替海外厂商产能，即全球汽车半导体产能有机会向中国转移。

具体而言，汽车计算、控制类芯片国产化率不足1%，传感器国产化率不足4%，功率半导体、存储器、通信等国产化率分别为8%、8%、3%。

车规芯片国产化率不足，国内汽车芯片供应新机遇

车规电子国产化率低，主要是由国内车企长期以来严重依靠进口的运营策略导致的，这就造成大环境不重视芯片设计领域，故此车规芯片国产化可谓是“先天不足”。其次是国内没有推出车规标准，国外AEC-Q 和 AQG324等标准在国内水土不服，无法适应我国新能源车技术发展，而缺乏车规标准及验证体系，又直接导致车规产品缺乏验证机会以及产业配套环节能力薄弱。

以2020年为例，全球前五大主要芯片厂分别为英飞凌、恩智浦、瑞萨、德州仪器、意法半导体。而在top25中，国内上榜企业仅有闻泰科技一家，且仅位列第19位。

虽然国内有大量从业公司，但是均处于第二梯队甚至第三梯队。诸如主业包含IGBT芯片的斯达半导、士兰微等；在汽车智能化领域，晶晨股份、瑞芯微、北京君正、韦尔股份、兆易创新等为头部企业；其他细分领域包括澜起科技、中科创达等，在国内或许是头部企业，但是在全球范围内，竞争力较差。

国产车规芯片遇“危”，“机”在哪

在新能源车时代，上述问题不解决，将直接制约国产车智能化程度进一步提升。因为目前新能源车算力主要来自于MCU芯片，未来伴随自动驾驶广泛普及，为应对城市道路等复杂场景，自动驾驶系统需要进一步提升算力。

基于此，想要将整车行业智能化程度进一步提升，就要实现MCU向SoC过渡。因为单一功能的单一芯片只能提供简单的逻辑计算，无法提供强大的算力支持，新的EE架构推动汽车芯片从单一芯片级芯片MCU向系统级芯片SoC过渡。

在此背景下，相较于车载MCU的平稳增长，SoC市场显著放量，根据Global Market Insights的数据，全球车规级SoC市场或将从2019年的10亿美元达到2026年的160亿美元，年均复合增速达到35%，远超同期汽车半导体整体增速。

以座舱为例，数字座舱渗透率不断提升，车内数量不断增加，屏幕尺寸不断增大，智能座舱快速普及，一芯多屏逐渐成为主流，也带动智能座舱SoC芯片的快速放量。

SoC应用在智能汽车上主要有智能座舱以及自动驾驶两方面，相比于自动驾驶SoC，座舱域SoC由于要求相对较低，成为SoC落地智能汽车的先行者。高通、恩智浦、德州仪器、英特尔、联发科等各家不断更新其座舱SoC产品，在中高端数字座舱域，目前高通呈现垄断地位。而在自动驾驶芯片领域，CPU+XPU 是当前主流。

但这并非意味着车规MCU就将被历史淘汰，相反在未来很长一段时间内，MCU芯片将稳定增长，且由于其均为成熟工艺制程，国内芯片厂足以应对其生产。因为MCU芯片是车辆ECU芯片的主芯片，也是EE架构的基本单位，每个ECU负责不同的功能。

根据需求不同，MCU芯片可分为8 位、16 位和 32 位。

其中8位MCU主要应用于车体各子系统中较低端的控制功能，包括车窗、座椅、空调、风扇、雨刷和车门控制等。

16位MCU主要应用为动力传动系统，如引擎控制、齿轮与离合器控制和电子式涡轮系统等，也适合用于底盘机构上，如悬吊系统、电子动力方向盘、电子刹车等。

32位MCU主要应用包括仪表板控制、车身控制以及部分新兴的智能性和实时性的安全功能。在目前市场的主流MCU当中，8位和32位是最大的两个阵营。这也意味着，整车智能化率越高，MCU芯片需求越大，市场容量天花板越高。

车规芯片国产化率不足，国内汽车芯片供应新机遇

根据IC Insights估计，预计全球MCU市场规模从2020年的65亿美元，达到2026年的88亿美元，年均复合增速达到5.17%，略低于同期汽车半导体增速。同时我国MCU发展与世界齐头并进，预计2026年市场规模达到56亿元，年均复合增速达到5.33%，与世界同期基本持平。

现阶段，不仅是国内市场MCU市场由海外大厂把持，全球市场也呈现出较为明显的寡头竞争局面。CR7占比达到 98%，这主要是因为车规级MCU芯片下游认证周期较长，企业轻易不敢变更供应商。

就目前而言，四维图新已经通过收购杰发科技切入MCU市场，以及娱乐信息系统 IVI SoC 芯片、车载音频功率放大器 AMP芯片等，形成了导航业务、高级辅助驾驶及自动驾驶业务、车联网业务、芯片业务、位置大数据服务业务为主的智能汽车业务。

此外，还有主要布局智能座舱、智能电控、智能驾驶、测试工具、地图服务五大领域的光庭信息，以及涉及智能座舱、智能驾驶和网联服务的德赛西威等，均为智能车国产化贡献绵薄之力。

相信在整个产业链的共同努力下，汽车智能化产业链终将迎来国产替代放量的那一天。

来源：中国电子报，贝克街探案官，全球半导体观察