标签: 车规级芯片

北京贞光科技有限公司作为紫光同芯授权代理商，深耕电子元器件领域数十载，专为汽车与工业客户提供车规级安全芯片及配套服务。公司整合硬件供应、软件SDK与技术支持为一体，配备专业团队提供选型咨询与现场指导，助力客户实现完整的芯片应用解决方案。 在全球芯片供应链重构的大背景下，我国车规级芯片产业正迎来前所未有的发展机遇。北京贞光科技有限公司作为 紫光同芯授权代理商 ，深耕电子元器件领域数十载，专为汽车与工业客户提供 车规级安全芯片及配套服务 。公司整合硬件供应、软件SDK与技术支持为一体，配备专业团队提供 选型咨询 与 现场指导 ，助力客户实现完整的 芯片应用解决方案 。本文聚焦国产车规级芯片如何精准对标国际主流产品，全面解析在MCU、功率半导体、智能座舱和自动驾驶等核心领域的替代方案，为行业用户提供具体可行的国产替代路径。 车规级MCU：精准对标国际巨头产品线 车规级MCU作为汽车电子控制的"大脑"，国内厂商已形成完整的对标替代体系： 国产方案 精准对标产品 替代优势 紫光同芯THA6系列 英飞凌TC-387、NXP MPC56系列 双核锁步架构，300MHz主频，ASIL-D安全等级，完美适配动力总成应用 国芯科技CCFC3009PT 英飞凌TC397、瑞萨U2A16 基于RISC-V架构，集成AI协处理器，智能驾驶场景兼容性高 国民技术N32A455 NXP S32K系列 承诺15年以上供货保障，车身控制直接替代方案 兆易创新GD32A503 ST STM32Auto系列 Arm Cortex-M33内核，ASIL-B安全认证，接口完全兼容 北京君正X2000 瑞萨RH850系列 CAN/LIN接口集成度高，低功耗设计与原厂一致 全志科技T7 NXP i.MX RT系列 多核异构计算，智能座舱多屏交互直接替代 士兰微SC32 英飞凌XMC系列 温度范围与可靠性指标一致，电机控制性能对等 芯驰科技V9 瑞萨R-Car系列 ADAS和智能座舱性能参数可比，多屏融合能力相当 功率半导体：直接替代800V高压平台核心器件 功率半导体领域，国产替代已经从中低端延伸到高端应用： 国产方案 精准对标产品 替代场景 智新半导体IGBT模块 英飞凌HybridPACK、ST STGAP系列 800V高压平台，比亚迪、岚图等主流车型验证 斯达半导体SiC MOSFET Wolfspeed C3M系列 高频低损耗应用，电动车逆变器核心器件 士兰微SiC MOSFET 罗姆(ROHM) SCT3040KL 国产SiC产线量产，快充和高效电驱系统直接替代 宏微科技IGBT芯片 富士电机FGH系列 AEC-Q101认证，电机控制器一致性验证通过 智能座舱与自动驾驶芯片：算力匹配的国产方案 高性能计算芯片是国产替代的重点突破领域： 国产方案 精准对标产品 核心指标对比 芯擎科技"龙鹰一号" 英飞凌AURIX TC3xx、高通骁龙8155 7nm工艺对标高通，多屏支持能力相当 黑芝麻A1000 英伟达DRIVE Xavier 算力116TOPS vs 30TOPS，L3+自动驾驶功能支持 地平线征程5 特斯拉FSD、高通骁龙Ride 算力超128TOPS，推理效率更高，成本优势明显 传感器与通信芯片：关键参数一致的平替方案 传感器和通信芯片是汽车电子系统的神经网络： 国产方案 精准对标产品 关键参数对比 纳芯微NSi6611 英飞凌1ED020I12-F2 隔离电压5.7kV vs 5.7kV，SiC驱动能力一致 矽力杰Si823x Silicon Labs SI8233 隔离栅极驱动参数完全兼容，可直接替换 国科微GK7205 NXP TEF810X 77GHz毫米波雷达，检测距离和精度对等 电源管理与接口芯片：引脚兼容的直接替代 电源管理与接口芯片领域的国产替代已实现"无缝对接"： 国产方案 精准对标产品 替代便利性 杰华特Joulwatt JH系列 TI UCC28880 引脚兼容，电源管理参数一致，可直接替换 南芯半导体SC8201 ST L6925D 快充协议完全支持，OBC应用验证通过 安世半导体NXV8201 NXP TJA1463 CAN FD全面兼容，AEC-Q100认证 国产替代路径与实施建议 对于汽车电子设计工程师和采购决策者，实施国产替代可考虑以下路径： 分步替代 ：先从成熟度高的车身电子、基础接口芯片入手，再到MCU和功率器件，最后到智能座舱和自动驾驶芯片 平行验证 ：在研发阶段同时验证国际品牌和国产替代方案，降低切换风险 梯队替代 ：建立国际一线品牌、国际二线品牌、国产高端、国产主流的梯队替代体系 生态融合 ：优先选择开发工具和软件库完善的国产方案，降低工程师学习成本 国产车规芯片替代的未来展望 随着国产车规级芯片的精准对标体系日趋完善，中国汽车电子产业正步入技术自主新阶段。从MCU到功率半导体，从智能座舱到传感器芯片，国产替代方案已形成全面覆盖，为整车厂和一级供应商提供了切实可行的国产化路径。虽然在工艺稳定性、长期可靠性验证方面仍有提升空间，但国产车规芯片已展现出与国际巨头同台竞技的能力。 北京贞光科技有限公司作为 紫光同芯授权代理商 ，深耕电子元器件领域数十载，专为汽车与工业客户提供车规级安全芯片及配套服务。公司整合硬件供应、软件SDK与技术支持为一体，配备专业团队提供 选型咨询 与 现场指导 ，助力客户实现完整的 芯片应用解决方案 。 注：文章来源网络整理 文中观点仅供分享交流，不代表贞光科技立场，如涉及版权等问题，请您告知，我们将及时处理。

为什么这场大会不容错过？ 6月19日，上海，由匠歆汽车联合 上海汽车芯片工程中心、上海汽检 重磅打造的 「 The 3rd AutoSEMI 2025智能汽车芯片产业大会」 与 「 The AutoPEPS 2025智能汽车无钥匙进入大会」 双会并行。 以 “芯智融合，无界交互”为年度主题，聚焦智能汽车最前沿的 芯片技术革新 与 无钥匙交互革命，为行业注入“双核动力”！ 大会背景 ： 颠覆性技术的十字路口 当前，全球汽车产业正经历 “电动化、智能化、网联化”的三重变革： ➡芯片短缺危机倒逼自主可控： 车规级芯片已成为智能汽车的 “大脑”，中国车企加速突破技术壁垒，国产芯片企业如地平线、黑芝麻智能等崭露头角。 ➡无钥匙技术重塑用户体验： 从传统 PEPS到生物识别、UWB精准定位，无钥匙系统正成为车企差异化竞争的关键战场，市场规模预计2025年突破百亿。 ➡政策与资本双轮驱动 ：国家 “十四五”规划明确支持车规芯片研发，而资本市场对智能汽车生态的投资热度持续升温 本届双会，正是站在技术爆发与产业升级的临界点，为行业提供 “技术+场景+生态” 的全维度解决方案！ 部分 已确认演讲单位： 东风汽车技术中心 一汽红旗研发总院智能网联开发院 长安汽车 上汽集团创新研究开发总院 长城汽车 上海汽车芯片工程中心 上海汽检 联合汽车电子 博世半导体 中汽研科技 紫荆半导体 捷德 立功科技 银基科技 复旦微电子 SGS Brightsight 波霎科技 俄罗斯工程院 爱德万 华大九天 紫光同芯 云途半导体 杰发科技 芯驰科技 核心议题 ： 直击痛点 解码未来 AutoSEMI 2025 智能汽车芯片的「破局之战」 ——EDA/IP赋能车规芯片设计 技术攻坚： EDA/IP如何突破车规芯片设计瓶颈？国产EDA工具链如何支撑车规芯片全流程设计？ AI加速IP与先进工艺如何满足大算力芯片需求？ EDA/IP生态如何助力芯片企业降低对国际工具的依赖？ 生态共建： 如何通过 IP复用加速车规芯片开发？ EDA工具如何打通芯片与整车功能安全验证？ 国产EDA/IP如何与国际巨头竞争，构建自主生态？ 安全突围： ISO 26262合规：如何通过EDA工具链实现ASIL-D级车规芯片设计？ ISO 21434落地**：安全IP与验证方法学如何应对车载网络安全威胁？EDA如何优化芯片的DFT（可测试性设计）与可靠性验证？ AutoPEPS 2025 无钥匙系统的「升维革命」 技术迭代： UWB厘米级定位、人脸/指纹生物识别集成方案 安全与体验平衡： 抗干扰加密算法、低功耗设计突破 标准化之争： 车企、供应商如何统一技术协议，避免碎片化 与会企业 ： 全球巨头与创新先锋同台 整车与 Tier 1 ： 比亚迪、上汽、东风、奇瑞、长安、理想、小鹏、博世、大陆电子、联合汽车电子 芯片巨头： 英飞凌、 TI、上海汽车芯片工程中心、地平线、芯驰科技、黑芝麻智能 无钥匙技术领军者： 高通、恩智浦、华为、捷德、银基科技 资本与智库： 中金资本、麦肯锡、中国汽车工程研究院 多维数据 ： 展现行业标杆影响力 AutoSEMI 2025：芯片产业的「超级枢纽」 1、全球参与度 吸引 500+ 来自 32个 国家和地区的参会企业，覆盖芯片设计、整车制造、 Tier 1供应商及投资机构全产业链角色。 2、技术展示规模 30+家 展商展出 300+项 芯片解决方案，涵盖自动驾驶 SoC、车规级MCU等核心领域，现场技术Demo互动 超 500次 。 3、行业决策者浓度 参会者中 68% 为总监及以上级别高管 4、满意度与复购率 会后调研显示 95% 参会者认为 “会议内容远超预期”， 89% 的展商已预签 2025年展位。 立即报名！抢占 “早鸟席位”！ 4月18日前达成合作享9折优惠 展位招募： 仅余 15席黄金展位 扫码锁定与行业领袖面对面机会！ AutoSEMI 2025AutoPEPS 2025往届精彩回顾 市场合作：吴老师 电话 :18217555248 邮箱 :lilian.wu@artisan-event.com 当 “芯”跳与“无感”交织 汽车的未来已触手可及！ 6月19日 上海 与全球技术领袖共绘智能出行新蓝图！ 报名链接： https://my.31huiyi.com/m/7b730000-5fdf-ea7d-1fce-08dd263bde83?theme=light

文章来源：https://semiengineering.com/how-software-defined-vehicles-change-auto-chip-design/ 软件定义汽车的转型正在改变汽车设计的几乎每个方面，从车辆搭载的硬件配置、功能更新节奏到硬件淘汰机制都面临重构。 将核心功能从硬件迁移到软件，不仅能让车企以更低成本快速推出新功能并实现敏捷迭代，更将推动当前约290亿美元的汽车软件市场以每年15%的速度增长至2030年。但这也显著增加了车辆设计的复杂性：硬件与软件需要多层级集成，且必须持续深入理解单个功能或系统的变更如何影响整车其他部分。更重要的是，设计过程中还需预判未来技术演进对系统架构的潜在影响。 "软件定义汽车将持续成为重要趋势，因为软件方案比硬件更具成本优势，"Ansys汽车业务首席技术官Judy Curran解释道，"以早期特斯拉Model 3为例，其价格下探的关键并非电池成本大幅降低，而是通过取消物理按键、仪表盘和传统钥匙（改用卡片钥匙），依托大屏幕实现功能集成。新型电气架构将减少硬件模块数量，转而采用更集约化的集成模块。" 但这绝不意味着设计会变得更简单。关乎行车使命与安全的关键硬件、软件和固件，必须确保在未来十年甚至更长时间内都能支持持续升级。对于这个以快速迭代为特征的行业，既要预测软件十年后的演进路径，又要保证其与当前硬件架构的兼容性，这带来了巨大的工程挑战——其结果往往是过度设计。 既有软硬件体系仅是问题的一部分。这些系统需要的仿真精度在某些维度已超越当前数字孪生技术的能力边界。本质上，它们必须能预判技术趋势、为安全需求持续适配，同时保持足够性能以应对尚未明确的安全标准升级。因此，软件定义汽车的设计师们正面临独特的工作范式：适当超出芯片当前需求的设计成为行业共识。 "行业存在两种思路，"Cadence计算解决方案事业部副总裁David Glasco分析道，"其一是预留充足余量。考虑到整车成本结构，增加几颗处理器或GPU并不会显著影响总成本。比如从8核CPU扩展到12核，芯片面积增加对成本影响有限。其二是采用可现场升级的模块化设计，类似PC时代的插卡式GPU，用户可根据软件需求随时升级。此外，车企普遍要求产品线采用统一架构，这意味着低配车型也会搭载高配硬件，后续通过软件解锁功能来实现价值延伸。" 这种过度设计的需求直接源自主机厂的前瞻性要求。英飞凌美洲汽车市场营销副总裁Bill Stewart透露："客户需求中原本20%的缓冲余量已不再够用。设计方法论正在变革——过去我们会平衡1MB存储的方案，现在必须规划2MB甚至4MB的配置。处理性能、网络技术选择同样如此，我们必须为未来扩展预留空间，毕竟后期无法追加内存或算力。" 这种可扩展性需求始于基础硬件平台。"不同车型的硬件工程复杂度各异，"Rambus汽车业务开发总监Adiel Bahrouch指出，"工程师既要满足当前所有车型需求，又需前瞻5-10年可能出现的功能需求。" 软硬件关系的重构 汽车产业软硬件深度耦合的历史正在改写。"传统车辆每个功能都对应独立的ECU黑盒子，"Bahrouch回忆道，"虽然这种模式运行多年，但无法适应软件定义汽车的全生命周期功能扩展需求。" 长期目标是实现软硬件解耦，尤其对不自研硬件的车企更为关键。"虽然各厂商都想效仿特斯拉垂直整合模式，但多数选择松耦合路径，"Glasco比喻道，"这种关系介于CPU厂商与游戏开发者之间——既不像英特尔与游戏公司完全独立，也不如NVIDIA与游戏厂商那般紧密协同。" 紧密耦合的软硬件关系存在多重隐患。"有些功能攸关安全，有些则不然，"西门子数字工业软件混合虚拟系统副总裁David Fritz举例道，"当系统同时处理后排娱乐视频流和紧急避障时，如何确保极端工况下的芯片性能？芯片设计师和软件工程师都难以独自解决，需要系统级需求管理者通过整车电子系统的数字孪生来协调。" 这意味着开发流程的重构：软件团队需基于未完工的硬件编写代码，硬件团队则要适配尚未存在的软件功能。解决方案除了加强软硬件协同，更需建立多层级仿真体系。 "仿真工具生态正在蓬勃发展，"Stewart介绍，"主机厂采用不同层级的方案：既有快速验证高层功能的轻量级仿真，也有取代硬件在环的全面虚拟验证。我们提供支持故障注入的虚拟原型，开发者可以模拟各类异常场景。" 安全防线构筑 在快速迭代的同时，全设备的安全防护必须持续强化。"安全始终是移动靶，"Stewart强调，"加密算法、网络协议都需要持续升级。功能安全同样关键，必须预判芯片、软件或外部事件可能引发的失效模式，并建立监测防护机制。软件定义汽车放大了这些要素的重要性。" 面对多供应商芯片共存的复杂环境，建立统一安全标准成为挑战。Synopsys科学家Mike Borza指出："主机厂通过SAE等组织推动安全标准。以奔驰为例，他们建立可信根体系，通过物料清单验证每个组件的身份认证，确保网络接入安全。" 可靠性设计：汽车电子的终极考验 在软件定义汽车(SDV)的开发中，确保组件长期稳定运行是最后一道关键防线。系统级设计必须采用军用装备标准来打造普通家用轿车——与数据中心服务器在恒温恒湿环境中运行不同，车载电子系统必须在酷暑严寒(-40℃至85℃)的极端条件下保持正常工作。为此，设计师必须确保所有器件都符合汽车电子委员会AEC-Q100标准规定的严苛应力测试要求，这是汽车级元器件的基本准入门槛。 "快速热管理是核心技术难点，"Cadence的Glasco指出，"电动车电池需要持续进行温度调节以维持稳态。从芯片设计角度看，我们已经掌握宽温域（-40℃~125℃）稳定运行的解决方案。比如后视摄像头必须在0.5秒内完成低温启动，这种'冷启动即满血运行'的要求，早已成为汽车芯片设计的基本功。" 结论 软件定义汽车（SDV）正成为蓬勃发展的汽车行业中一个新兴且快速增长的领域。虽然芯片长期以来一直是汽车的重要组成部分，但SDV的出现要求设计人员采用新的设计思路以应对独特挑战。 这些挑战包括：设计能够支持未来多年软件更新的硬件，这可能需要在初期进行一定程度的超前设计；尽管软硬件团队在汽车领域一直需要紧密协作，但SDV的兴起要求两者在保持深度交互认知的同时实现一定程度的解耦。 此外，设计人员在开发系统时还需统筹考虑安全需求，以及车辆运行环境的复杂多样性。 报名链接： https://my.31huiyi.com/m/7b730000-5fdf-ea7d-1fce-08dd263bde83?theme=light 市场合作：吴老师 电话:18217555248 邮箱:lilian.wu@artisan-event.com

文章来源：https://semiengineering.com/how-software-defined-vehicles-change-auto-chip-design/ 软件定义汽车的转型正在改变汽车设计的几乎每个方面，从车辆搭载的硬件配置、功能更新节奏到硬件淘汰机制都面临重构。 将核心功能从硬件迁移到软件，不仅能让车企以更低成本快速推出新功能并实现敏捷迭代，更将推动当前约290亿美元的汽车软件市场以每年15%的速度增长至2030年。但这也显著增加了车辆设计的复杂性：硬件与软件需要多层级集成，且必须持续深入理解单个功能或系统的变更如何影响整车其他部分。更重要的是，设计过程中还需预判未来技术演进对系统架构的潜在影响。 "软件定义汽车将持续成为重要趋势，因为软件方案比硬件更具成本优势，"Ansys汽车业务首席技术官Judy Curran解释道，"以早期特斯拉Model 3为例，其价格下探的关键并非电池成本大幅降低，而是通过取消物理按键、仪表盘和传统钥匙（改用卡片钥匙），依托大屏幕实现功能集成。新型电气架构将减少硬件模块数量，转而采用更集约化的集成模块。" 但这绝不意味着设计会变得更简单。关乎行车使命与安全的关键硬件、软件和固件，必须确保在未来十年甚至更长时间内都能支持持续升级。对于这个以快速迭代为特征的行业，既要预测软件十年后的演进路径，又要保证其与当前硬件架构的兼容性，这带来了巨大的工程挑战——其结果往往是过度设计。 既有软硬件体系仅是问题的一部分。这些系统需要的仿真精度在某些维度已超越当前数字孪生技术的能力边界。本质上，它们必须能预判技术趋势、为安全需求持续适配，同时保持足够性能以应对尚未明确的安全标准升级。因此，软件定义汽车的设计师们正面临独特的工作范式：适当超出芯片当前需求的设计成为行业共识。 "行业存在两种思路，"Cadence计算解决方案事业部副总裁David Glasco分析道，"其一是预留充足余量。考虑到整车成本结构，增加几颗处理器或GPU并不会显著影响总成本。比如从8核CPU扩展到12核，芯片面积增加对成本影响有限。其二是采用可现场升级的模块化设计，类似PC时代的插卡式GPU，用户可根据软件需求随时升级。此外，车企普遍要求产品线采用统一架构，这意味着低配车型也会搭载高配硬件，后续通过软件解锁功能来实现价值延伸。 这种过度设计的需求直接源自主机厂的前瞻性要求。英飞凌美洲汽车市场营销副总裁Bill Stewart透露："客户需求中原本20%的缓冲余量已不再够用。设计方法论正在变革——过去我们会平衡1MB存储的方案，现在必须规划2MB甚至4MB的配置。处理性能、网络技术选择同样如此，我们必须为未来扩展预留空间，毕竟后期无法追加内存或算力。" 这种可扩展性需求始于基础硬件平台。"不同车型的硬件工程复杂度各异，"Rambus汽车业务开发总监Adiel Bahrouch指出，"工程师既要满足当前所有车型需求，又需前瞻5-10年可能出现的功能需求。" 软硬件关系的重构 汽车产业软硬件深度耦合的历史正在改写。"传统车辆每个功能都对应独立的ECU黑盒子，"Bahrouch回忆道，"虽然这种模式运行多年，但无法适应软件定义汽车的全生命周期功能扩展需求。" 长期目标是实现软硬件解耦，尤其对不自研硬件的车企更为关键。"虽然各厂商都想效仿特斯拉垂直整合模式，但多数选择松耦合路径，"Glasco比喻道，"这种关系介于CPU厂商与游戏开发者之间——既不像英特尔与游戏公司完全独立，也不如NVIDIA与游戏厂商那般紧密协同。" 紧密耦合的软硬件关系存在多重隐患。"有些功能攸关安全，有些则不然，"西门子数字工业软件混合虚拟系统副总裁David Fritz举例道，"当系统同时处理后排娱乐视频流和紧急避障时，如何确保极端工况下的芯片性能？芯片设计师和软件工程师都难以独自解决，需要系统级需求管理者通过整车电子系统的数字孪生来协调。" 这意味着开发流程的重构：软件团队需基于未完工的硬件编写代码，硬件团队则要适配尚未存在的软件功能。解决方案除了加强软硬件协同，更需建立多层级仿真体系。 "仿真工具生态正在蓬勃发展，"Stewart介绍，"主机厂采用不同层级的方案：既有快速验证高层功能的轻量级仿真，也有取代硬件在环的全面虚拟验证。我们提供支持故障注入的虚拟原型，开发者可以模拟各类异常场景。" 安全防线构筑 在快速迭代的同时，全设备的安全防护必须持续强化。"安全始终是移动靶，"Stewart强调，"加密算法、网络协议都需要持续升级。功能安全同样关键，必须预判芯片、软件或外部事件可能引发的失效模式，并建立监测防护机制。软件定义汽车放大了这些要素的重要性。" 面对多供应商芯片共存的复杂环境，建立统一安全标准成为挑战。Synopsys科学家Mike Borza指出："主机厂通过SAE等组织推动安全标准。以奔驰为例，他们建立可信根体系，通过物料清单验证每个组件的身份认证，确保网络接入安全。" 可靠性设计：汽车电子的终极考验 在软件定义汽车(SDV)的开发中，确保组件长期稳定运行是最后一道关键防线。系统级设计必须采用军用装备标准来打造普通家用轿车——与数据中心服务器在恒温恒湿环境中运行不同，车载电子系统必须在酷暑严寒(-40℃至85℃)的极端条件下保持正常工作。为此，设计师必须确保所有器件都符合汽车电子委员会AEC-Q100标准规定的严苛应力测试要求，这是汽车级元器件的基本准入门槛。 "快速热管理是核心技术难点，"Cadence的Glasco指出，"电动车电池需要持续进行温度调节以维持稳态。从芯片设计角度看，我们已经掌握宽温域（-40℃~125℃）稳定运行的解决方案。比如后视摄像头必须在0.5秒内完成低温启动，这种'冷启动即满血运行'的要求，早已成为汽车芯片设计的基本功。" 结论 软件定义汽车（SDV）正成为蓬勃发展的汽车行业中一个新兴且快速增长的领域。虽然芯片长期以来一直是汽车的重要组成部分，但SDV的出现要求设计人员采用新的设计思路以应对独特挑战。 这些挑战包括：设计能够支持未来多年软件更新的硬件，这可能需要在初期进行一定程度的超前设计；尽管软硬件团队在汽车领域一直需要紧密协作，但SDV的兴起要求两者在保持深度交互认知的同时实现一定程度的解耦。 此外，设计人员在开发系统时还需统筹考虑安全需求，以及车辆运行环境的复杂多样性。 报名链接：https://my.31huiyi.com/m/7b730000-5fdf-ea7d-1fce-08dd263bde83?theme=light 市场合作：吴老师 电话:18217555248 邮箱:lilian.wu@artisan-event.com

【哔哥哔特导读】目前，国产车规级芯片市场占有率尚不足30%，而车规级MCU的市场份额更是仅有5%。在供应链自主化的发展趋势下，国产芯片上车面临怎样的现状？随着布局企业越来越多，未来发展前景如何？ 近几年，芯片行业成为了美国对华制裁的焦点领域。外部的压力催生了国产芯片自主发展的必要性。在政策支持和市场需求的双重推动下，国产芯片企业正加速技术创新和产业升级，以应对外部环境的不确定性。 国产芯片自主化发展的重点聚焦在汽车领域。随着新能源汽车和智能网联汽车的快速发展，对高性能半导体芯片的需求大幅增加。在我国从汽车大国向汽车强国转变的过程中，国产芯片自主化是关键的一步。 具体到车规级芯片，目前国产替代进展情况如何?当前国产厂商正在如何布局车规级MCU产品?国产替代的过程中又会遇到哪些瓶颈和挑战?针对这些问题，我们与国内部分车规级MCU厂商进行了探讨。 01 | 300亿市场空间下，车规级MCU国产市占率不足5%，前景广阔 当下车规级芯片市场呈现快速的发展态势。相关数据表明，2024年我国车规级芯片市场规模将突破900亿元，其中车规级SoC市场规模将预计达到341亿元。 《半导体器件应用网》整理自网络 同时，在车规级芯片市场中，作为近几年汽车应用前沿热门领域的BMS和48V系统也在快速发展。 相关数据显示，我国48V系统半导体市场从2021年的12亿元发展到2024年的72亿元，3年时间增长达到6倍。48V系统市场的增长也带动了上游希获微、南芯、杰华特等DC/DC芯片原厂的快速发展。 BMS市场近些年也保持快速增长。数据显示，2022年中国BMS市场规模达到138亿元，同比增长89%，预计到2027年市场规模将突破300亿元。诸如中颖电子、芯海科技等国内芯片厂商也在BMS快速发展的态势下快速发展。 根据相关数据，一辆高端智驾新能源汽车所使用的车规级芯片数量中，每辆车至少需要300颗以上的MCU芯片。 面向巨大的市场，对于车规级芯片市场国产替代前景的乐观判断，几乎成为当下行业的共识。 航顺芯片高级区域总监陈水平看好国产车规级芯片市场的发展前景，“当下国产级车规级芯片市场占有率还不到30%，更高阶控制领域的车规级芯片市场占比就更低。但是过去一年能看到，国产车规级芯片市场在不断更新迭代与进步，这对于处于起步阶段的国产车规级芯片产业来说是非常积极的信号。面对超过70%的市场空间，我对车规级芯片实现国产替代的前景非常乐观。” 上海贝岭执行总监唐振宁认为，目前车规级芯片市场国产化率还很低，国产车规级芯片技术能力也还不够，汽车行业还是大量依靠进口芯片。长期来看，还是必须走国产化道路，加快能力建设，实现自主可控。 02 | 发展蓄势待发，国内厂商发力车规级MCU布局 从发展历程来看，自2018年起，国内部分半导体厂商开始开始谋划布局车规级MCU;2021年缺芯潮的背景下，国产车规级芯片市场迎来了布局热潮;到了2024年，随着认证周期的结束，越来越多车规级MCU推广到市场并投入使用。 上海贝岭执行总监唐振宁介绍，贝岭依托自己30多年在芯片行业技术和资源积累，以及集团内晶圆厂的支撑，布局了功率器件、驱动电路、存储器、电源管理、接口电路、信号链产品等多条车规产品线。 “目前大规模上车应用的产品主要集中在功率器件、电源管理和存储器产品，明年贝岭将推出SBC、高边驱动等新的产品类别，并把已经量产的产品类别做系列化和迭代升级。贝岭充分利用集团内晶圆制造资源，发挥CIDM的优势，在功率器件以及配套的驱动电路方向集中发力，逐步建立市场优势。贝岭点火IGBT产品国内品牌出货量第一，已经在国内外头部客户实现批量出货，配套的驱动电路即将推出，形成配套销售;贝岭3路LED车灯驱动，单品年出货量超1千万颗。” 兆易创新、中微半导等半导体企业正积极布局车规级MCU市场，通过产品迭代和升级，满足中高端汽车控制领域的应用需求。 另外，近几年以杰发科技为代表的专注于车规级芯片设计与生产的厂商也在布局中取得突破。 在国内半导体厂商加大车规级芯片的市场布局与产品研发的背景下，我国车规级芯片实现自主化的前景将更加广阔。 03 | 从消费级到车规级芯片布局，并不容易 车规级芯片市场广阔的发展前景吸引了众多国内厂商入局，但是在布局的过程中也会遇到许多挑战和困难。 航顺芯片在拓展布局车规级芯片市场的历程就是许多布局车规级MCU的国产厂商的缩影。 2013年成立的航顺芯片于2018年正式立项车规级MCU，2019年发布第一颗车规MCU。 据航顺芯片高级区域总监陈水平介绍，相较于消费类MCU，车规级MCU对芯片的可靠性和稳定性要求要高得多。 “我们在从消费类转向车规类的过程中首先遇到的考验是芯片设计端的技术与资金：车规级芯片要满足AEC-Q100车用可靠性测试标准，以及诸多性能测试，为了满足这些要求，我们前期需要跟晶圆厂、封测厂等上游企业进行诸多技术沟通，因此整个产品研发的周期将近一年，在这个周期内需要大量的资金投入，但是产出相对较慢。当产品研发出来并供应到客户后，市场也具有不确定性：如果某款车型或者某个车企销量不稳定，会导致前期的资金投入和备货无法转化为现金流，这对布局企业来说是一个较大的难题。” 客户资源不足是布局车规级芯片市场前期可能会面临的另一个痛点。 陈水平分享：“从消费级转向车规级MCU，前期缺少汽车领域的客户支持，需要我们从零开始积累汽车客户资源，开发市场的过程中也面临诸多挑战。所幸航顺芯片经过这几年在车规级芯片领域的深耕和布局，目前车规级芯片已经实现量产并供应给下游客户。” 另外，目前航顺芯片正在布局从非安全类控制芯片向安全类控制芯片转变。陈水平坦言，实现消费级向车规级芯片转变的0突破后，从非安全类芯片向安全类芯片转变相对更顺利。 “当我们在车规级芯片完成了技术积累和客户开发后，凭借我们专业的汽车设计团队和供应链体系，规划安全控制类芯片要更加容易，预计2025年航顺芯片的安全认证车规级芯片就将上市。” 04 | 挑战一：国产车规芯片在技术和设计上仍有差距 在国产芯片上车的市场热潮下，除了转型布局过程中面临的困难外，车规级芯片厂商在实现布局后也会面对市场与技术的双重挑战。 上海贝岭执行总监唐振宁认为，国内车规级功率和模拟产品和国外比差距已经较小。但在功能复杂的智驾算力芯片、通讯芯片、控制芯片等方面，目前距离国际先进水平还有不小的差距，在芯片设计能力、晶圆制造能力、功能安全、质量可靠性等方面还有很多不足。 具体而言，国内厂商在技术和工艺层面面临首要挑战。 据悉，以车规级芯片算力维度来说，全球领先厂商如英伟达已实现3-5纳米制程工艺的车规级芯片，而国内顶级算力芯片的制程工艺多在14-28纳米之间，工艺层面的算力差距在2倍以上。 除算力以外，目前在车规级芯片接口集成方面也存在差距。 航顺芯片高级区域总监陈水平介绍，目前车规级芯片集成通信接口最常规形式是CAN，通常芯片厂会内置6个及以上的CAN FD通讯接口，另外还包括LIN、以太网、高速USB以及内置蓝牙等等。 “目前车规级芯片接口集成的主要难点在于模拟接口和数字接口的信号设计要求不一致，例如芯片内集成ADC模拟接口，再集成CAN和UART等数字接口，可能会引发数字信号和模拟信号的互相干扰，从而影响传输的稳定性。” 集成接口的另一个技术难点是如何发挥通信效果的最大化。 “当一颗车规级芯片设计好内部走线布局后，很多模块集成在芯片内部，参数设计上芯片可以运行一定兆数的带宽，但是如果设计不好，可能实际运行无法达到所设计的兆数，这其中要解决的痛点是如何打造更合理的芯片设计方案，避免影响主频的稳定性，从而影响更高端算力的达成。” 此外，车规级芯片在高温状态下的性能稳定性，也是如今国产厂商面临的技术挑战之一。 陈水平指出，安全类车规控制芯片要能够满足150℃状态下能稳定应用在发动机管理系统中，这需要涉及到最高等级ASIL-D安全认证，目前国内厂商在芯片设计上还需要时间来沉淀技术。 05 | 挑战二：市场信任度低，国产芯片难上车 除技术瓶颈外，当前国产芯片还面临市场开发与推广的难题。 具体来说，目前国产车规级控制芯片主要应用在车身、域控、动力总成、线控底盘、新能源电池管理、座舱音频等领域，而进入到智驾、底盘、动力等中高端应用领域，目前市场应用几乎来自英飞凌、意法半导体、恩智浦等国际大厂。 虽然目前部分国内头部厂商已经有面向智能驾驶和域控领域的产品上市，但是由于这些领域对于芯片性能的容错率几乎为0，因此汽车厂商对于国产车规级芯片大批量导入持较为谨慎的态度。这表明国产车规级芯片在高端市场的认知度和市场推广力度亟需加强。 航顺芯片高级区域总监陈水平也认为，提升市场接受度是国产车规级芯片进入中高端市场应用的关键挑战。 基于这种市场现状，航顺芯片主要通过小批量客户切入、差异化设计的策略来推广车规级芯片。 “为了提高市场对国产车规级芯片的接受度，我们采取了两种方式：首先，我们会从中小体量客户切入应用，在实际应用中传播市场口碑，提高市场的接受度。” “另外，我们会通过个性化设计来打造车规级芯片功能的差异化，增强芯片的特性：例如有的客户比较注重芯片的算力，我们会在芯片内集成一些资源以满足算力需求;此外，我们还在规划通过内置更丰富的模拟接口来实现车规级MCU对模拟信号的处理需求。总之，通过构建更有针对性的车规级MCU性能，来满足不同客户对于产品的需求。” 06 | 国产厂商发力共谋车规芯片产业未来 尽管面临诸多挑战，但是国产厂商积极努力解决当下面临的诸多技术痛点和市场难题。 为了追赶国际先进车规级芯片厂商的发展，近些年国内芯片厂商加大技术研发力度，提高技术水平，尤其是在芯片制程技术方面，从65nm-28nm向16nm-7nm的先进制程迈进，以提升芯片性能并降低功耗。 另外，国内芯片厂商通过需求端和供给端深度融合，依托市场需求，优先开展国产替代，不断提升国内车规级芯片能力建设。 例如上海贝岭的破局思路是发挥CIDM优势，在供应能力、成本、工艺迭代等方面建立起优势。 上海贝岭执行总监唐振宁认为，随着汽车芯片国产化的推进，国内芯片公司逐步参与到整车设计和部件设计过程中，对汽车系统，方案的逐步深入学习，了解到客户对芯片的真实需求，可以开发更贴合实际应用的芯片产品，随着国产芯片设计和生产技术的不断加速提高，国内车规级芯片和国际先进水平的差距会越来越小。 “我们将重点布局大功率的功率器件，如三电系统应用的IGBT、SiC MOSFET、特高压MOSFET及其配套预驱电路;配套通用产品逐步完成产品系列化。SBC，PMIC，SoC等系统级大芯片要和客户深入合作，形成方案设计配套，做最适合客户需求的产品。充分发挥贝岭产品系列齐全，丰富的特点，利用CIDM的优势资源，持续加大车规芯片研发投入，不断拓展产品市场份额。” 国产车规级芯片厂商破局的另一种思路是加大技术投入，提高芯片的算力和稳定性。 对于国产车规级芯片来说，如何与国外先进厂商产品形成质价比也是开拓市场的重要因素。因此，成本控制也是国产车规芯片未来发展的重点。 对此，航顺芯片高级区域总监陈水平分享，对于芯片原厂来说，非安全类芯片降本需求更加强烈。 “首先，我们会优化芯片集成的资源分配，针对不同性能需求的客户打造更针对性的集成化方案，以此来优化资源;其次，我们会加大研发投入，降低先进制程工艺的成本，例如选择12寸电源40纳米的工艺制程，可以在实现更高端资源集成的情况下精简整体成本;另外，因为芯片研发周期较长，也会带来相应成本，我们会提前半年甚至一年做市场调研，提前做好产品规划，以实现芯片上市和市场应用需求的更好契合。” 07 | 小结 从全球竞争格局和行业重要性来说，车规级芯片实现国产化、早日建立自给自足的芯片供应能力，对于我国芯片行业来说是非常重要的战略布局。 尽管目前国产车规级芯片在技在技术、工艺、可靠性、品牌认知度等方面与国际先进水平存在差距，但是近几年随着布局车规级芯片的国产厂商越来越多，国产芯片上车已经完成了起步阶段;另外，随着越来越多国产厂商加力布局，在技术研发和市场推广上持续投入，国产车规级芯片发展已经蓄势待发。 得益于政策支持和市场需求的双重推动，国产厂商正积极布局并取得显著进展，预示着未来有望实现重大突破。 本文为哔哥哔特资讯原创文章，未经允许和授权，不得转载，