近日，国家新能源汽车技术创新中心（以下简称“国创中心”）与长城汽车股份有限公司（以下简称“长城汽车”）共同揭牌成立“车规级芯片联合实验室”，又一车规级芯片联合实验室落地北京经济技术开发区（北京亦庄）。

“此次联合实验室的成立，是国创中心与长城汽车在车规级芯片领域深化合作的重要标志。”国创中心有关负责人表示。该联合实验室将通过打造“一个平台，三大支撑”，形成政、产、创生态闭环。

其中，“一个平台”是指通过联合实验室向整车、汽车电子、汽车芯片等产业链上下游企业提供测试、认证、咨询、培训等一站式服务；“三大支撑”是指支撑长城及其他车企国产芯片选型评估，支撑芯片企业与主机厂的联动，以及支撑提升产业生态。

聚焦汽车芯片领域，国创中心作为国家级技术创新中心，此前已和开芯研究院、中科海芯、哪吒汽车等建立相关领域联合实验室，并初步建成“芯片器件、芯片系统、控制器级、整车级”四层级一站式车规芯片测评认证平台。

此次合作，不仅有助于提升国创中心和长城汽车在车规芯片领域的综合竞争力，也将促进国内车规芯片测试及认证技术的整体提升。


汽车芯片与日常所说的“芯片”有何不同？

一般地，电子产品的标准分为四个等级，从高到低的顺序依次为军工 >汽车 >工业 >消费电子。军工就不说了吧，拼命用的家伙，等级最高是理所应当的；接下来就是汽车，汽车电子的标准之所以仅次于军工，是因为汽车作为出行工具，其质量直接有关驾乘人员的生命安全；然后是工业电子，比如智能工厂、工业机器人、手臂等等；最后的消费电子芯片，也就是我们日常使用的手机芯片、电脑芯片等等。

不同于消费芯片和工业芯片，车规级芯片对可靠性的要求更高，例如工作温度范围、可靠性、不良率等。


工作环境

温度环境：车规芯片在发动机周边要求-40~150℃之间，乘客舱要求-40-85℃，而消费芯片一般要求是0-70℃之间。（知道为啥某果手机天一冷就不好使了吧……）


运动环境：车规芯片要具备承受频繁震荡和冲击的能力

可靠性：一般汽车设计寿命在15~20万公里，时长远大于消费电子5年左右的寿命。

工艺上：车规芯片不像消费电子芯片疯狂追求先进的制程工艺，更多的是优先考虑制程工艺的成熟性，以保证可靠性。手机芯片现在都做到5nm甚至3nm了，而车规芯片大都还是14nm甚至28nm以上的相对成熟工艺。

制造上：车规芯片的制造，不需刻意要求像手机芯片一般的小型化与轻量化，而更注重可靠性与车规级验证。


车规级验证

车规级验证是指整车制造企业制定的汽车芯片标准，不同的汽车制造企业会有不同的企业标准与验证方式。其中，车规级芯片需要通过AEC-Q系列、ASIL系列（功能安全标准ISO26262）的认定。

AEC是美国汽车电子协会（ Automotive Electronics Council ）的缩写而 Q 就是 Qualification，认证，所以 AEC-Q 就是美国汽车电子协会认证的意思。

AEC-Q 系列认证是车规级芯片的基本门槛。克莱斯勒、福特和通用汽车为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立了汽车电子协会（AEC）。虽然不是强制性的认证制度，但目前已成为公认的车规元器件的通用测试标准。IC设计企业想要进入汽车电子领域，进入汽车电子零部件供应链，AEC-Q系列是必须获得的认证之一。

ISO 26262 标准是汽车供应链厂商的准入门票，为汽车电子电气系统的整个生命周期中与功能安全相关的工作流程和管理流程提供指导。ISO26262 则是根据汽车的使用环境和特点定义了 ASIL 的等级，目前由低到高有 A、B、C、D 四个等级。

对于汽车芯片来说，必须投入大量的验证工作，才能成为一款车规级芯片这样的复杂的验证，也导致整车制造企业往往倾向于维持稳定的，长周期的芯片供货方式。

对于芯片制作企业来说，车规级芯片开发验证花费大、周期长、选型床难，对比消费芯片产量规模又更低，因此车规级芯片往往技术更落后，却成本更高，售价更贵。


底子基础薄弱，国产芯片上车一直是短板

不同的时期，市场对于产品的定义和需求都不尽相同。从燃油车到新能源汽车时代，对智能化的更高需求，使得车规级芯片市场也发生了变化，从而导致整个市场的理念以及战略也要随之变化。

作为行业的参与者，芯擎科技创始人、CEO汪凯博士认为，从芯片的角度来讲，之前车规都是比较简单的。但是随着车子不断的智能化以及电气化之后，非常需要能够有一个很好的高算力的芯片取代目前的小芯片。

对于国产车规级芯片来说，以前更多的是简单替代、打补丁的做法，没有深入的研发与具体的战略规划，导致现在在面对巨大的需求面前，显得有些被动。与此同时，这两年国内外环境的变化，也让更多的终端用户、车企等认识到自主产品的重要性，因此会更多的与成熟的国产企业尝试着去合作，来进一步提升供应链的自主性以及安全性。

“未来电动化、智能化新场景下面，中国车企不是跟随战略，是并跑甚至领跑，新场景下我们要定义自己的应用和产品”，在原诚寅看来，国产汽车芯片厂商不仅要服务国内的车企，更要服务国际车企，提升自身的影响力，这样才意味着我们产业链水平达到世界领先。

不过，话虽如此，成长突围谈何容易。近几年，国产汽车芯片发展是很快，但是国产芯片上车，依旧是短板和痛点。一方面，是自身的底子基础相对薄弱，要解决的问题不单是研发，还要考虑到IP设计能力。投资环境的变差，也影响了企业的融资。另一面，芯片量产后，如何说服整车厂愿意去使用，则是更难的问题。


抢滩高端车规级芯片

汽车产业电气化、智能化进程继续，车规芯片整体需求随之继续提升。据盖世汽车数据显示，2030年，汽车电子芯片市场有望超过1100亿美元，其中中国预计将接近300亿美元。为应对汽车芯片需求增加，海内外车规芯片大厂正在推动研发和扩产。据国际半导体产业协会报告显示，博世、英飞凌、意法半导体等供应商加速8英寸产能建设，预估2023年至2026年，全球8英寸晶圆厂将增加12个，汽车和功率半导体的8英寸厂产能将增加34%。

其中，IGBT、MOSFET这类功率半导体是布局重点。根据Strategic Analytics数据显示，传统燃油车中，价值占比最高的半导体器件为功能芯片，达23%，功率半导体和传感器分别占21%和13%。而纯电动汽车中，功率半导体的价值占比大幅提升至55%，MCU和传感器价值占比分别下降至11%和7%。功率半导体中的IGBT模块更是核心部件，占整车成本可达7%。不仅英飞凌等海外厂商在布局，国内厂商也在推动国产化，国内IGBT和MOSFET厂商还赶上了第三代半导体碳化硅对硅基替代的风口。

国产化进程艰险但热度不减，仍发力扩张

当前，半导体领域受逆全球化浪潮和贸易保护主义的影响，充满了越来越多的不确定性。国内车企纷纷想实现核心技术的自主掌控。

但我国在芯片设计必备工具EDA软件和IP核方面，对外依赖性太高。在测试方面，高端关键检测设备仍是薄弱环节。在标准方面，目前我国还没有自己的标准，也没有国际标准相应的权威机构，这是制约汽车芯片发展和汽车产品走出去的重要环节。此外，我国缺乏在实车层面验证芯片适配性的应用体系，无法实现快速迭代验证。“整个产业最大的一个痛点，就是车载半导体Tier2（供应链中较低层级的供应商或服务提供商）的部分被国外的公司垄断。国外公司在Tier2前五名中市占率为50%左右，前十名占到70%。国内做得最好的功率半导体，还不到10%的占有率。”

现状的艰难并没有浇灭国产化的烈火。相反，国内厂商仍有扩张的动力。

一方面是缺芯期间国产车规级芯片抓住机会入局，“国产车规芯片上了车，相当于上了牌桌。”车规级芯片是一个高技术壁垒的领域，关乎人命，对可靠性、安全性等要求极为苛刻，车厂不会轻易替换供应商。

另一方面是国内汽车产业经历经历缺芯风波后对供应链稳定性更加重视，希望国内供应链也能提供同类或替代产品。

除市场驱动外，我国对车规级芯片的顶层指导也是坚定不移。2023年12 月31 日，工信部印发《国家汽车芯片标准体系建设指南》，提出到2025年，制定30项以上汽车芯片重点标准；到2030年，制定70项以上汽车芯片相关标准。1月19日，工信部副部长在国务院新闻发布会上表示，要加大高级别自动驾驶等技术攻关，进一步提升产品市场竞争力。

与此同时，国外厂商面临着更加严峻的挑战，既要满足国内车企对强大芯片的需求，又要遵守其国家对中国先进半导体出口的更严格控制。“变中求机”，中国汽车芯片产业参与者要趁此机遇，敢于攻坚克难，加强自主研发和创新，共同推动国产高端汽车芯片实现落地应用。