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两会丨车载芯片“卡脖子”,两会代表解题新思路?

yixing 汽车 2021-03-20 10:49

“推进国产车载芯片产业化。”

这句话在本届两会建议中被频繁提起,突破车载芯片“卡脖子”难题似乎已经成了智能汽车发展的“关键先生”。

两会丨车载芯片“卡脖子”,两会代表解题新思路?

长安汽车董事长朱华荣

自2020年疫情爆发以来,“芯片停供”的消息就络绎不绝。从大众中国被曝汽车芯片缺货,日本半导体工厂火灾导致断供,欧洲车载半导体芯片厂商遭遇大规模罢工,到有媒体报道称欧美政府正在起草一份方案报告,全面停供中国汽车芯片。

据悉,除了紧急调整全球生产工作的大众,目前至少有六家汽车厂商几乎停止生产,一些销量一般的车型直接停产,把稀缺的芯片资源让位给热卖车型。

2021年,也许有些车型就彻底买不到了。

汽车“芯”痛

事情为什么会变成这样?

在全球疫情影响下,芯片工厂开工严重不足。再加上2020年初有不少机构预测,年内汽车销量会大幅降低,导致很多工厂没有开足机器,减产的减产,停工的停工。

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与此同时,全球人民隔离在家时间变多,网购大幅发展,对笔记本、游戏机等电子产品的需求猛增。于是,很多晶圆厂就决定改造生产线,转而投产消费电子类的芯片。需求量大,利润还高。

万万没想到,中国顺利度过疫情后,新能源汽车的市场需求暴涨。本身随着产品向智能化、电动化迈进,各种智能网联功能都要依托芯片来实现,一辆电动车的半导体使用量是传统燃油车的两倍。据统计,中国汽车产业规模占全球30%以上,每年新车销售量高达2800万台,每年进口汽车芯片的金额就超千亿元。

这时,车厂举目四望,才发现往日的产线多数都已经被改造了。

情急之下,大众向供应商博世和大陆索要赔偿。毕竟德国的零部件供应商向来谨慎,奉行低库存的战略,没有准备存货的习惯。这下,也要为半导体突然供应短缺付出代价。

缺的是什么“芯”?

那么, 汽车上缺的到底是什么“芯”?有没有可能用消费电子类芯片暂时顶上呢?

目前汽车上应用的数据处理芯片分为三类:智能运算为主的AI芯片、算力较强的主CPU、算力较弱的MCU。

而现阶段芯片短缺主要集中在动力控制域,也就是主芯片MCU,还有一些ESP等零部件芯片。

最关键的是,汽车芯片需要工厂和供应链有长期认证,而且对质量要求非常之高。

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图片来自网络

整体而言,一块合格的汽车芯片要满足几个条件:

适应更加恶劣的工作环境:比如发动机舱要求-40℃-150℃,车身控制要求-40℃-125℃,还要克服湿度,发霉,粉尘,盐碱自然环境(海边,雪水,雨水等),EMC,以及有害气体侵蚀等艰苦条件。运行中不能出现任何失误:必须要在高低温交变、震动风击、防水防晒、高速移动等各类变化中持续保证稳定工作,并且在ESD静电,EFT群脉冲,RS传导辐射、EMC,EMI等干扰下可以正常工作,还不能影响车内其他设备。使用寿命要长,故障率要低:一般汽车的寿命周期都在15年50万公里左右,同时车厂对车规级半导体的故障率零容忍。

据瑞萨那珂工厂的从事车载半导体生产的技术人员透露,哪怕一个小小的车载半导体发生作业不良,就可能引起交通事故、导致人员死亡。因此,必须保证“零不良率”。

保持极高的产品一致性:这就需要严格的良品率控制以及完整的产品追溯性系统管理,甚至需要实现对半导体产品封装原材料的追溯。供货周期长期有效:汽车半导体产品生命周期通常会要求15年以上,而供货周期则长达30年。

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为了满足以上种种严苛的要求,汽车厂商需要花半年到一年时间进行“产线认定”,深度参与芯片厂的产线建设。好不容易符合要求之后,就认准这家芯片厂这条生产线生产出来的芯片。即使哪天产线出现问题,修补起来的成本也比更换工厂的成本低得多。

因此,车企特别要求半导体供应商拥有可靠稳定的供应链,能全生命周期支持整车厂处理任何突发危机。

比起手机、电脑等生活中常见的芯片,生产一块汽车芯片可是难于上青天。除此之外,还要考虑成本控制、产品功耗等等复杂问题。

即便顺利完成了以上几步车规级认证,才算刚刚敲开了汽车行业的大门。

如何破题?
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