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随着智能化和电动化的发展，全球汽车市场对芯片的需求和重要性日益增加。汽车芯片作为智能汽车的核心部件，已成为行业关注的焦点。2022年，全球汽车芯片市场规模达到450亿美元，预计到2027年将增至800亿美元。尽管市场规模扩大，但市场结构仍较为分散，主要由少数国际巨头如英飞凌、恩智浦和瑞萨电子主导。
近年来，中国在全球汽车市场中的地位迅速提升，从2003年占全球汽车产量不到8%，到2023年已占全球三分之一，凸显其在全球市场中的重要性。面对这一趋势，中国政府提出了汽车芯片的自主可控性要求。
国产车规芯片替代进度，来源：与非研究院
工信部明确表示，到2027年，国产汽车需全部采用国产芯片。这一政策为国内芯片企业带来了巨大机遇，但同时也带来了技术创新和供应链管理的挑战。某汽车主机厂代表对笔者表示，该车厂短期目标是实现芯片国产化率20%~30%，提升国产芯片的可靠性，逐步进入车企和Tier1供应商目录。长期目标是实现芯片国产化率100%。
国产车规芯片替代种类，来源：与非研究院
汽车芯片供应链面临的挑战？
国际挑战：
车规芯片面临的国际挑战，来源：与非研究院
当前国际局势下，汽车芯片供应链面临断裂风险，特别是在IP、代工（28nm）、EDA、测试设备等领域。近年来，全球供应链的不确定性显著增加，尤其是在半导体领域。中美贸易摩擦加剧和全球疫情影响，使供应链脆弱性进一步显现，严重冲击了全球汽车制造商。
例如，2020年底至2021年初，由于马来西亚的疫情封锁政策，全球半导体供应链遭遇瓶颈，导致汽车制造商生产计划受阻，甚至部分车企停产或减产。美国对中国技术的限制加剧了供应链风险，中国政府推动汽车产业链国产化，目标是到2027年实现供应链的完全自主可控。面对挑战，汽车行业需寻求多元化供应链解决方案，并加强自主研发。
随着中美技术竞争加剧，美国政府对中国企业实施出口限制，包括禁止向中国出口先进半导体设备和技术。这使中国企业在获得关键技术和设备方面面临更大困难，特别是在28纳米及以下工艺技术领域，这限制了中国在高端芯片制造领域的竞争力。
国际市场对中国汽车芯片的接受度存在障碍，特别是在高端设备和核心技术领域。许多国际企业在面对中国芯片时采取谨慎态度，使中国企业在拓展国际市场时面临更大挑战。在自动驾驶芯片等领域，国际市场对产品性能、安全性和可靠性要求极高，中国企业技术积累相对薄弱，难以与国际领先企业竞争，市场准入难度更大。
逆全球化趋势加剧，国际市场对中国芯片的需求变得不确定。出于保护本土产业和技术安全的考虑，许多国家对中国芯片采取严格的进口限制。这不仅增加了中国企业进入国际市场的难度，还可能导致全球供应链进一步分裂。然而，随着国内技术进步和市场需求增加，中国汽车芯片产业有望逐步在全球市场占据一席之地。
尽管美国政府对中国科技企业实施限制措施，加大了中国企业的国际竞争压力，这也促使中国企业加快自主研发，提高技术水平，以应对国际市场挑战。通过提升产品质量和技术水平，中国企业有望在未来几年内打破国际市场壁垒，获得更多市场份额。
国内挑战：
车规芯片面临的国内挑战，来源：与非研究院
相比国际大环境，国内资本市场的变化，对汽车芯片产业的发展产生了深远影响。
几年前，资本市场对汽车芯片领域表现出极大的热情，大量资金涌入这一领域，推动了行业的快速发展。然而，随着市场环境的变化，特别是科技企业估值泡沫的破裂，科创板IPO的收紧，投资人对汽车芯片行业的信心开始动摇，投资退出的渠道也逐渐变窄。
汽车芯片投入巨大且周期长，中小公司无法持续投入汽车芯片研发、市场和质保。资本市场环境的变化不仅影响了初创企业，也对中大型企业造成了压力。对于初创企业来说，资金链的紧张可能直接威胁到企业的生存。而对于中大型企业，虽然在短期内能够通过内部资源来缓解资金压力，但长期来看，资本市场的冷却可能导致企业在研发投入上的减少，从而影响企业的技术创新能力。
过去，许多投资人通过IPO等方式获得退出渠道，实现资本增值。近年来，A股市场对芯片类企业的估值标准趋于严格，许多企业难以通过IPO实现融资。即使成功上市，企业也面临着如何在公开市场上保持股价稳定和业绩增长的压力。在这种情况下，一些企业选择通过并购重组的方式实现资本退出，这在一定程度上缓解了投资退出难的问题，但也带来了新的不确定性。
国内金融环境的变化，使得资本市场对汽车芯片行业的支持力度减弱，企业需要更高效的资金管理能力和创新策略，以应对未来的市场挑战。
行业自身挑战：
车规芯片面临的行业自身挑战，来源：与非研究院
对于汽车芯片行业自身来说，则面临着复杂的挑战和严峻的竞争局面。首先，汽车芯片种类繁多、数量较少，开发验证周期较长，投入巨大，难以分摊芯片的NRE（非重复性工程）成本。此外，关键IP（如CPU、Bus、Memory）与代工厂的同质化严重，国内企业缺乏自主可控的关键IP和特色工艺，这使得产品在市场上难以形成差异化和竞争优势，导致同质化竞争加剧。例如，在高端EDA工具（电子设计自动化）领域，中国企业仍依赖于国外供应商，如Cadence和Synopsys。这些工具对芯片设计至关重要，其技术壁垒高，开发难度大，使得国内企业在自主研发上面临巨大挑战。
在芯片制造设备方面，中国也面临着技术瓶颈。当前，全球先进的光刻机制造技术主要由荷兰ASML公司掌握。虽然中国企业在中低端设备领域取得了一定突破，但在高端设备的研发和生产上仍然依赖进口。这不仅限制了中国半导体产业的自主可控性，也在一定程度上制约了国内汽车芯片产业的发展。
汽车芯片行业的技术壁垒高，创新难度大。在资本市场趋冷的背景下，企业在研发投入上面临更大的挑战。尽管中国企业在一些基础芯片领域取得了一定进展，但在高端芯片领域仍存在较大差距。当前市场对高算力MCU和SoC的需求日益增加，这类芯片通常用于自动驾驶系统和高级驾驶辅助系统（ADAS）中，要求极高的计算能力和数据处理能力。
最后，进入Tier1和OEM供应链体系的周期长且测试验证流程复杂，尤其是车规标准和功能安全的要求，使得企业面临索赔和召回的风险。这些问题进一步加剧了国内企业在全球竞争中的劣势。
车规芯片“国产替代”面临的难点
国产芯片面临的技术挑战，来源：与非研究院
汽车芯片与消费电子产品中的芯片存在显著差异，主要表现在其必须在恶劣环境中长期稳定运行，要求更高的可靠性。例如，车载微处理器（MCU）需要在极短时间内处理大量的实时数据，如传感器输入、车辆速度和发动机状态等。任何微小的延迟或故障都可能导致严重后果。因此，汽车芯片的设计要求不仅仅是高性能，还包括严格的安全保障和冗余设计。
此外，汽车芯片必须满足如ISO 26262等严格的安全标准，这一标准专门针对汽车功能安全，要求芯片在关键时刻（如制动、转向等）能够快速响应。为此，芯片必须通过多项严格的测试和验证，包括热冲击测试、振动测试和电磁兼容性测试，以确保其在长时间高负荷工作下的稳定性和在各种极端环境下的可靠性。
汽车芯片市场的另一个显著特点是其技术门槛高、开发周期长。与消费类电子芯片相比，汽车芯片需要在更严苛的环境条件下工作，比如动力控制单元（ECU）中的芯片需要在高达150°C的环境中长期工作，而普通消费类芯片通常只需在70°C以下的环境中运行。汽车芯片的开发周期通常长达5到7年，涉及设计、验证、测试和认证等多个环节。汽车制造商对供应商的选择也极为谨慎，通常要求供应商提供长达15年的供应保障，这对企业的技术能力和持续资金投入能力提出了很高要求。
在车规芯片开发中，企业面临诸多挑战。首先是高可靠性和安全性要求，汽车芯片需要在生命周期内保持稳定，并且通过严苛的车规认证，以确保其安全性。此外，芯片设计需要兼顾创新与实用性，从兼容设计过渡到高端、安全、算力和功率方面的创新设计，并且具备车身域控等高集成度的特色芯片。为了满足市场需求，提供Turkey方案（软硬件一体化解决方案）成为一种趋势，这要求企业具备强大的技术团队以及大量的研发投入。
某汽车主机厂芯片入库验证流程
汽车芯片行业的技术门槛高，研发周期长。汽车芯片需要满足高性能、高可靠性和高安全性的要求，通常需要经过长时间的测试和验证才能进入市场。特别是在动力控制单元（ECU）等关键系统中，芯片必须在复杂的工作环境中保持稳定运行，并且具备较长的使用寿命，以满足汽车制造商对产品质量和可靠性的高要求。
质量与安全标准也是汽车芯片的一大挑战。一般来说，汽车芯片的生命周期需要超过15年，且要在各种极端环境下保持稳定运行。此外，车企对芯片的安全性要求也非常高，任何潜在的风险都可能导致大规模的召回或严重的安全事故。例如，在自动驾驶系统中使用的传感器芯片，必须在毫秒级时间内处理大量数据，确保决策的准确性和安全性，这对芯片的实时处理能力和可靠性提出了极高的要求。
关于车规芯片的功能安全等级，AEC-Q100标准的适用性也备受关注。尽管并非所有车规芯片都需要符合这一标准，但对于如转向、制动和动力系统等关键系统，功能安全等级是一个不可忽视的因素。这些系统的可靠性直接关系到车辆的行驶安全，因此在设计这些系统所用的芯片时，必须严格遵守相关的安全标准。随着汽车电子化程度的不断提升，未来可能会有更多的车规芯片需要满足更高的功能安全标准，以确保车辆在各种情况下的安全性。
几点思考：
1.国际化：国产汽车芯片能否出海？
尽管国际市场的准入难度较大，但中国汽车芯片企业仍应积极拓展国际市场。通过提升产品的技术水平和质量，增强产品的国际竞争力，企业可以逐步打开国际市场的大门。此外，企业还应注重品牌建设和市场推广，通过多渠道、多层次的市场开拓，提升产品的知名度和影响力。
例如，企业可以通过参加国际展会和行业峰会，提升自身品牌的国际影响力，吸引更多的国际客户和合作伙伴。同时，企业还可以通过在海外市场建立销售网络和服务团队，提升产品的市场覆盖率和服务能力，为客户提供更加优质的产品和服务。
2.资本：汽车芯片创业还能不能投？
尽管汽车芯片市场有巨大的发展潜力，但对创业公司来说，进入这一领域的难度依然很大。首先，汽车芯片的技术门槛极高，涉及到集成电路设计、半导体工艺、可靠性测试等多个复杂环节。其次，汽车产业的供应链复杂且周期长，从芯片设计到实际应用，往往需要数年的时间。这对创业公司来说，既是时间和资金的考验，也是技术积累的挑战。
然而，市场中并非没有机会。随着汽车市场对智能化、自动驾驶等新技术的需求增加，特别是在细分市场，如先进驾驶辅助系统（ADAS）和车载娱乐系统，创业公司可以通过技术创新和灵活的市场策略找到自己的发展空间。例如，LIDAR（激光雷达）技术作为自动驾驶系统的重要组成部分，其相关芯片的开发成为了众多创业公司的切入点。这类芯片需要处理大量的环境感知数据，并且必须具备低功耗和高可靠性的特点。
此外，车载信息娱乐系统（IVI）也是一个快速增长的细分市场。随着消费者对车载娱乐体验的要求不断提升，具备高效图像处理能力和强大多媒体支持的芯片成为了市场的热点。创业公司可以通过与汽车制造商的合作，快速切入这个市场，并通过持续的产品升级保持竞争力。
在投资价值方面，有半导体投资人对笔者表示，车规芯片市场的长线投资价值值得关注。虽然目前许多公司在汽车芯片领域的盈利能力受到挑战，但随着技术的成熟和市场规模的扩大，车规芯片的盈利前景将逐渐显现。对于投资者来说，重要的是看清市场的长期趋势，选择有技术积累和市场前景的企业进行投资。
比如，动力管理芯片（PMIC）和电动汽车电池管理系统（BMS）芯片是两个增长潜力巨大的领域。随着电动汽车市场的快速扩张，BMS芯片成为了电动车电池安全和性能的核心部件。它们负责监控电池的状态，确保在充电和放电过程中不会发生过热、过压等危险情况。因此，具备高可靠性和智能化管理功能的BMS芯片成为了投资者关注的热点。
此外，随着智能座舱和自动驾驶技术的推广，集成了AI处理能力的SOC芯片在车载应用中的需求也在迅速增长。具备高效数据处理能力和低功耗设计的SOC芯片将成为未来汽车智能化的重要支撑。因此，在这些领域具备技术优势的公司，将在未来的汽车芯片市场中占据有利地位。
3.技术：车规IP是车规芯片的关键任务
在汽车芯片的开发过程中，IP认证是一项关键任务。IP认证的目的在于确保芯片设计的各个模块能够满足车规标准的要求，从而在实际应用中保持高可靠性和安全性。IP（知识产权）模块通常是由第三方公司设计并授权给芯片制造商使用，这些模块可能包括处理器核、加密模块、通信接口等。
随着汽车芯片技术的不断发展，IP认证变得越来越复杂，涉及的技术标准和测试流程也更加严格。发言人提到，许多新成立的设计公司在IP认证过程中遇到了很多问题，其中包括如何满足AEC-Q100（车规电子产品的可靠性标准）的认证要求，如何通过严格的仿真测试等。AEC-Q100测试涵盖了芯片在高温、低温、湿度变化等极端条件下的表现，确保其能够在汽车环境中长期稳定运行。
此外，消费类产品向车规产品的转型也是一大趋势。许多公司尝试将消费电子产品中的芯片技术转移到汽车应用中，但这需要克服诸多技术和工艺上的挑战。车规芯片不仅需要在设计上进行优化，还必须在制造过程中严格控制工艺参数，以确保芯片在各种极端条件下的稳定性。举例来说，一款原本用于智能手机的图像处理器在转向车规应用时，可能需要增加冗余设计，提升抗干扰能力，并通过多轮可靠性测试，才能满足汽车应用的要求。
在汽车芯片领域，普通IP和车规IP在功能安全、仿真覆盖率等方面有着显著的区别。车规IP的设计和验证要求更高，特别是在随机误差、信号一致性等关键技术指标上。车规IP需要在更严格的条件下进行测试和验证，以确保其能够在各种复杂的驾驶环境中稳定运行。
比如，车规IP可能需要支持冗余计算，即在一个计算结果出错时，系统能够快速切换到备用路径，确保车辆的安全运行。为了达到这样的功能安全要求，设计团队需要采用更先进的仿真工具和测试设备，并在开发过程中严格遵守ISO 26262等国际标准。
此外，车规IP还需要在生产过程中进行多次严格的工艺验证，以确保其在批量生产中的一致性和可靠性。这意味着车规IP不仅在设计和测试上要求严格，其制造过程中的每一个环节也需要精细控制。这种严格的要求往往导致车规IP的开发周期长，成本高，但这也是确保其在关键汽车应用中可靠性的必要条件。
国产化未来可期，如何应对挑战？
尽管中国汽车半导体产业在推进国产化进程中面临挑战，但这也带来了重要的机遇。首先，国内芯片企业在技术实力和市场占有率上与国际大厂仍有差距，部分关键技术和设备依赖进口，限制了国产化的进程。然而，通过与国内外企业的合作，推动技术创新和产品优化，国内企业有望缩小与国际大厂的差距，提升全球市场竞争力。
为了加速国产化，国内企业可以通过技术合作、并购获取国际先进技术和管理经验，进而加快自主研发进程。同时，国内市场对汽车芯片需求的增加为企业提供了广阔的发展空间，通过深耕本土市场，企业可以逐步建立技术优势和市场地位，为未来的国际市场拓展奠定基础。
与非研究院认为，国际环境的变化要求供应链本地化，在供应链100%国产化的目标下，传统的国际知名Tier1向国内中小芯片公司提供合作机会。国产车规芯片需要通过如下步骤来应对挑战：
1.建立国产芯片生态，避免重复造轮子。
2.联合OEM/Tier1定制芯片，避免同质化竞争。
3.提升自身造血能力，拓展芯片应用领域。
4.最大程度复用已用芯片设计，在工规芯片基础上提升可靠性，分摊芯片NRE成本。
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