工业和信息化部主管 中国电子报社主办
收藏本站投稿

半导体

如何破局车规级芯片?

由于多种因素影响,去年以来全球范围内芯片供应出现短缺,许多行业均受到困扰,汽车产业尤为严重。今年两会上,多位代表委员呼吁完善车规级芯片产业布局,稳定汽车芯片供应链。那么,何为车规级芯片?国内企业如何发展车规级芯片?

车规级芯片受关注,市场需求不断增长

与消费级、工业级产品相比,车规级芯片稳定性要求高、研发周期长、技术门槛高、资金投入大,因此,发展车规级芯片面临的挑战也更多。2021年出现的汽车芯片供应短缺,一度使得部分汽车企业不得不“停产待芯”,这也暴露出我国在车规级芯片上发展不足的问题。

这些问题引起今年两会期间多位代表委员的重视。全国人大代表、上汽集团董事长陈虹建议,应着眼“产业链补链强链”,推进车规级、大算力芯片的本土化,支持国内汽车芯片产业链协同发展。全国人大代表、小康集团董事长张兴海认为,当前,提高车规级芯片本土化率已经成为国家产业重要战略方向。

从全球市场供应情况来看,目前为止汽车缺芯的局面尚未完全逆转。AutoForecast Solutions数据显示,截至2月13日,今年全球汽车市场由于芯片短缺造成累计减产量约为52.74万辆。创道投资咨询总经理步日欣指出,汽车芯片市场规模较大,产业链条复杂,短期内难以完全达到供需平衡。2022年汽车芯片的供应短缺现象还会存在,但主要体现在结构性缺货。据了解,按功能分,汽车芯片可分为MCU、AI芯片、功率芯片、模拟芯片、传感器、存储器等多种类型芯片。赛迪顾问集成电路中心高级咨询顾问池宪念表示,2022年,MCU、AI芯片、功率芯片这三大类型车规级芯片可能会继续呈现供不应求的局面。在此情况下,发展车规级芯片成为稳定汽车供应链,推进高端芯片产业发展的重要策略。与此同时,车规级芯片的未来市场也被广泛看好。德勤公司预测,2025年全球芯片行业市场规模将达6300亿美元,其中新能源汽车正成为拉动芯片行业增长的重要驱动力,未来5年,汽车芯片复合增长率约10%,增速位居第一。

汽车向新四化发展,车规级芯片更趋严格

一般而言,芯片分为消费级、工业级与车规级等不同等级。与消费级、工业级芯片产品相比,车规级对芯片的稳定性、安全性方面要求最高。具体来说,车规级芯片在环境要求、抗振动冲击、可靠性、一致性等方面都有着更严格的要求。以温度为例,一般民用产品的温度要求是0℃~70℃,发动机周边器件的温度要求为-40℃~150℃,乘客舱为-40℃~85℃。在抗振动冲击方面,由于汽车在运动环境中工作,很多产品会遭遇更多的振动和冲击,因此抗冲击要求要求会比一般消费类产品高很多。随着汽车向智能化、电动化、网联化、共享化方向发展,其对芯片的要求更加宽泛和严格。

中国电子技术标准化研究院研究员陈大为在此前演讲中总结了车规级芯片的几个特点:一是高可靠性,具体到车用体现为应对室外环境及EMC的要求严苛;二是高安全性,即实现复杂电路下的功能安全;三是零缺陷率,需要实现更高的批次一致性,同时具备10~15年的长期供货能力。

芯驰科技副总裁徐超也指出,高可靠车规芯片至少有6个设计维度要考量,包括性能、功耗、价格、可靠、安全、长效。一颗车规芯片,从设计到上市,需要2~3年的时间,2~3年之中车型不断升级和迭代。一辆车的整个生命周期更是需要10年之久。如何把芯片供到5~10年,同时支撑这个车5~10年供应售后的保障,是考验芯片供应商的一个重要课题。

近年来,我国在车规级芯片方面取得一定进展。比亚迪通过旗下子公司比亚迪半导体的自主研发,在车规级MOSFET和IGBT方面取得进步,深沟槽型SiC功率模组在真车实验中的性能表现优于国外供应商的产品。华为自研的5G基带芯片巴龙、AI芯片昇腾以及CPU芯片鲲鹏开始在车用领域发挥作用。吉利旗下芯擎科技自主研发出7nm车规级SoC芯片“龍鹰一号”,采用7nm工艺,集成88亿个晶体管,将于2022年第三季度实现量产。闻泰科技全资子公司安世半导体完成对英国新港晶圆厂(Newport Wafer Fab) 的收购,扩大车用半导体的制造能力。

然而,从总体上看,我国车规级芯片的发展仍然不足,与国际先进水平相比还有很长一段路要走。

加强标准化工作,牵引汽车芯片发展

标准是经济活动和社会发展的技术支撑,是国家基础性制度的重要方面。发展车规级芯片离不开相关行业标准的推进与规范。陈虹在提案中就建议通过政策引导,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。陈大为则指出,从发展现状来看,我国国产汽车芯片的高可靠芯片设计能力依然不足。由于国内芯片业的发展历程较短,且以消费类芯片占比居多,高可靠设计能力有待进一步提升。而我国车规芯片的系列标准仍旧缺乏,特别是缺少车规芯片的基础准入标准。因此,加强国产汽车芯片标准化工作将是未来发展的重要方向之一。

事实上,国际标准组织就非常善于综合运用政策、标准、认证等手段,牵引产业的发展。这一点值得我国借鉴。比如国际标准化组织(ISO)就在IEC 61508的基础上专门针对汽车电子电器系统制定车用安全标准《ISO 26262道路车辆功能安全》,该标准涵盖车规芯片包括需求规划、设计、实施、集成、验证、确认和配置的整体开发过程。为实现汽车芯片的稳步发展,我国也需要对产业链各阶段制订标准,进行规范,包括围绕设计、生产流片、封装测试、建立检验、应用验证来分别制定相应的标准,从而引领指导国内汽车芯片的良性发展。

加强标准工作的同时,车规级芯片的发展也需要产业各环节各企业的协同推进。产业界应当认识到,车规级芯片标准化工作的推进与行业发展程度是密切相关的,两者相互促进。标准化工作应当关注行业发展进程,与行业的发展相互配合,在满足行业需求的同时,引领行业的发展。

责任编辑:陈炳欣


声明

1、本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2、本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3、作者投稿可能会经我们编辑修改或补充;4、如本站的文章或图片存在版权,请拨打电话010-88558835进行联系,我们将第一时间处理。

相关链接

视频

专题

聚焦2022年全国两会

北京3月5日电 第十三届全国人民代表大会第五次会议5日上午在北京人民大会堂开幕。近3000名全国人大代表肩负人民重托出席大会,认真履行宪法和法律赋予的神圣职责。人民大会堂万人大礼堂气氛隆重热烈,主席台帷幕正中的国徽在鲜艳的红旗映衬下熠熠生辉。

2021年中国家电市场报告

3月3日,中国电子信息产业发展研究院(又称赛迪研究院) 发布了《2021年中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2021年,我国家电市场全面复苏,零售规模达到8811亿元,同比增长5.7%,整体基本恢复至疫情前2019年的水平。

落实工作会精神 推动高质量发展

2022年要聚焦制造强国和网络强国建设目标,把工业稳增长摆在最重要的位置,统筹推进强链补链、技术攻关、数字化转型和绿色低碳发展,加大对中小企业支持,提升信息通信服务供给能力。工业和信息化部政务新媒体“工信微报”推出“落实工作会精神 推动高质量发展”栏目,刊发工信系统2022年工作新思路,敬请关注。

2022年全国工业和信息化工作会议

12月20日,全国工业和信息化工作会议在北京以视频形式召开。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神及中央经济工作会议精神,认真贯彻落实党中央、国务院决策部署,总结2021年工作,分析当前形势,部署2022年重点任务。

新思想引领新征程·红色足迹

党的十八大以来,习近平总书记在地方考察调研时多次到访革命纪念地,强调要从中国革命历史、优良传统和精神中汲取养分。追寻红色足迹,感悟初心使命。即日起,本报推出“新思想引领新征程·红色足迹”专栏,跟随习近平总书记的红色足迹,访当事人、忆当年事,重温总书记的重要论述和重要指示精神,生动回顾红色圣地光荣的革命历史、优秀的革命传统...

世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

会议

2021世界VR产业大会云峰会

10月19日—20日,由工业和信息化部和江西省人民政府共同主办的2021世界VR产业大会云峰会在南昌举办。国务委员王勇出席大会开幕式并发表讲话,江西省委书记易炼红,工业和信息化部副部长王志军,江西省委常委、南昌市委书记李红军出席开幕式并致辞。

2021世界显示产业大会

6月17日,由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2021世界显示产业大会在合肥市开幕。安徽省委书记李锦斌出席开幕式并宣布大会开幕,安徽省省长王清宪、上海合作组织秘书长弗拉基米尔·诺罗夫、工业和信息化部副部长王志军出席开幕式并先后致辞。

2021世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

5月8日-10日,由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办的2021世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会在广州召开。5月9日,广东省委书记李希出席开幕式,工业和信息化部部长肖亚庆、广东省省长马兴瑞、国家广播电视总局副局长孟冬、中央广播电视总台编务会议成员姜文波出席开幕式并致辞。

CITE2021第九届中国电子信息博览会开幕论坛

4月9日,第九届中国电子信息博览会(简称CITE2021)在深圳举办。深圳市人民政府市长陈如桂、广东省人民政府副秘书长陈岸明、工业和信息化部电子信息司司长乔跃山出席开幕式并先后致辞。

2020世界显示产业大会

11月20日,由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2020世界显示产业大会在合肥市举行。在开幕式上,工业和信息化部部长肖亚庆、韩国驻华大使张夏成发表视频致辞。安徽省委副书记、省长李国英,工业和信息化部副部长王志军出席开幕式并致辞。

世界显示产业大会

本周排行