国产车芯，危与机

在大国博弈的背景下，半导体成为第一个被关注的行业。

为了抢占未来科技发展的制高点，今年以来，欧美日韩等多个主要市场相继出台了扶持本土半导体产业发展的政策。据相关统计，仅2022年，全球芯片行业的总资本投资预计将达到1900亿美元。

其中，美国在发展本国半导体产业的同时，甚至制定了一系列限制他国半导体产业发展的措施，以确保其在半导体领域的绝对领先地位。

据路透社最新报道，拜登政府计划下月扩大对中国AI和芯片制造的出口限制。

考虑到目前智能化和电气化的快速发展，驾驶汽车对半导体包括高级半导体的需求大大增加。不难预测，这一系列“限芯”措施也将在一定程度上制约中国汽车工业的发展。

筹码博弈或加剧核心短缺

从《芯片与科学法案2022》的签署，到EDA禁令、高端GPU销售禁令的相继出台，美国限制中国芯片产业发展的动作越来越多，延伸到设备、芯片设计、代工、芯片供应和应用。

汽车行业作为半导体最重要的应用领域之一，注定无法独善其身。

目前从国产芯片的研发，到汽车芯片的供应，再到依赖于芯片的相关技术创新，这些禁令都有可能受到影响。

8月9日，美国正式签署《芯片与科学法案2022》，明确要求接受财政补贴的企业在未来10年内不得在中国或其他相关国家扩大先进芯片制造。

几天后，美国商务部发布临时最终法规，对设计GAAFET结构集成电路所必需的ECAD软件实施出口管制。据悉，该工艺主要用于2nm、3nm等先进工艺。

在此之前，外媒报道称，美国商务部还要求美国所有芯片生产设备制造商获得相关许可后，才能向中国出口14纳米及以下芯片的生产设备。

要知道美国是半导体设备第一强国，而在芯片的核心环节中，中国最明显的短板就是上游的原材料、设计工具，以及中下游的芯片制造和封装测试，这使得国产半导体一直严重依赖进口。尤其是汽车半导体，自给率不到5%。在汽车MCU等核心技术领域，本土芯片企业的市场份额甚至不足1%。

如今《2022芯片与科学法案》要求芯片企业“在美国投资、在美国研发、在美国制造”，并提出了中国专属的补贴政策。对于有跨国业务的芯片公司来说，未来可能要面临“二选一”的困境。压力之下，不排除一些跨国芯片厂商会放缓在华产能扩张计划。

目前汽车级芯片的需求主要集中在28nm及以上的成熟工艺芯片。根据美国商务部9月6日发布的《芯片与技术法案2022》实施策略，明确将有约100亿美元用于扩大汽车等领域使用的成熟工艺芯片的制造，不难预测这将对国内汽车芯片供应造成一定影响。

最近，TSMC、三星、英特尔、美光科技和SK海力士都宣布了一系列在美国的扩张计划。

其中，三星此前被曝出一项投资2000亿美元建设11家工厂的潜在计划，其中两家将位于美国得克萨斯州奥斯汀，另外9家位于得克萨斯州泰勒。英特尔已与加拿大资产管理公司Brookfield Asset Management达成合作伙伴关系，共同投资高达300亿美元，用于其此前宣布的在美国亚利桑那州钱德勒市的制造扩张。美光科技(Micron Technology月初宣布，计划在2030年前投资150亿美元，在爱达荷州博伊西(Boise)新建一座尖端内存制造工厂。据悉，这家工厂将专注于为美国国内市场的汽车和数据中心提供存储芯片。SK海力士计划在美国建立先进的芯片封装工厂，并于明年第一季度左右破土动工。

这些企业的扩产计划无论是被动还是主动，都会在一定程度上影响国内产能的释放。更重要的是，在晶圆加工方面，TSMC本身占据了绝对的大头，市场份额超过50%。相比之下，SMIC的市场份额只有5%。

有鉴于此，考虑到最近两年的疫情和智能电动车的快速发展，如芯片需求激增，汽车行业面临着芯片短缺和价格上涨的困扰。芯片法案的实施可能会在短期内进一步加剧这些问题。

根据相关分析数据，电气化带来的汽车芯片需求可能是传统燃油汽车的两倍。随着未来智能驾驶走向L4、L5自动驾驶，对新型半导体的需求可能是传统非智能车辆的8-10倍。以豪车为例。据纳新微电子创始人、董事长兼总经理王胜阳介绍，从传统燃油汽车向智能电动汽车转型后，其自行车芯片的价值将从600多美元迅速提升至近3000美元。

即使本土企业积极扩产，释放新产能也需要时间。“虽然近两年国内晶圆厂商一直在积极扩产，但考虑到新厂从规划到稳定投产需要3-5年左右的时间，预计未来两三年芯片产能的短缺仍难以弥补，或出现车规芯片所需成熟工艺晶圆产能的结构性短缺。”近日，在第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上，中国汽车技术研究中心有限公司党委委员、副总经理武志新说。

王胜阳也认为，虽然今年很多行业的芯片供应明显有所缓解，但由于汽车对芯片需求的快速增加，以及晶圆工艺的一些特殊要求，汽车芯片的供应可能会在近几年保持持续紧张的状态。

不仅停止供应，还抑制创新。

如果说《芯片法案》中的排华补贴政策意在促进半导体制造回流美国，那么切断EDA和高端GPU则意在从根本上遏制国内的技术创新。

众所周知，全球EDA市场由Synopsys、Cadence、SimensEDA主导，而IP则由高度对外依赖的美国和英国主导。现在美国宣布禁止ed a，意味着未来中国企业研发高性能计算芯片将面临更大阻力。

事实上，美国一系列“限芯”措施给中国汽车产业带来的潜在风险远不止这些。半导体产业作为科技创新的源泉，其发展还与其他产业的技术创新相关，包括汽车产业正在推动的电气化和自动驾驶革命。

尤其是随着目前汽车智能化的发展，对高级芯片的需求已经非常大。一些用于智能驾驶和智能驾驶舱的AI芯片已经采用了7nm甚至5nm工艺。“这意味着我们要在未来十几年内自主设计制造高端汽车芯片，以保证国内汽车产业的顺利转型升级。美国对高端芯片的制裁将影响我国智能驾驶关键技术的创新发展，需要通过自力更生实现突破性发展。”几天前，姜奇集团总经理李明在一次行业活动上这样说道。

以美国最新发布的高端GPU销售禁令为例。虽然现阶段相关产品主要用于人工智能算法的训练，但针对的是超级计算中心和大型数据中心。不难预测，随着自动驾驶逐渐进入数据驱动的新发展阶段，各大车企、自动驾驶企业纷纷开始建设自动驾驶培训中心，这样的芯片在自动驾驶领域将大有可为。

目前已经有很多企业在基于Nvidia的A100芯片进行这方面的探索。例如，蔚来已经确认正在使用英伟达HGXA100构建全面的数据中心基础设施，并在此基础上开发了ai驱动的软件定义汽车。不久前，Xpeng Motors和阿里云在内蒙古乌兰察布建设了自动驾驶的“扶桑”智能计算中心，该中心也采用了英伟达A100芯片。

正因为如此，对于美国最新的高端GPU销售禁令，Xpeng汽车CEO何肖鹏直言，“这将给所有自动驾驶云训练带来挑战。”

芝麻智能首席营销官杨雨欣也认为，美国禁用高端GPU短期内对自动驾驶的RD影响有限，因为目前国内自动驾驶公司已经对自动驾驶训练做了一定的芯片储备。

但是，由于自动驾驶是一个对计算能力需求很大的行业，所以在行业发展过程中，对算法训练的需求会不断出现。这种限制可能会对未来自动驾驶技术演进中大型计算平台的储备产生影响，而且这种影响是相对潜在和深远的。

毕竟如果单纯限制车内使用的芯片，最终可能只会影响部分功能的开发。但在某种程度上，限制用于AI算法训练的GPU芯片，相当于扼杀了国内自动驾驶技术的创新。因为没有芯片，就意味着无法进行大规模的训练，自动驾驶的进化离不开大规模的AI算法训练。

日前，在第六届AI日上，Mimo智行CEO顾表示，随着自动驾驶经历了硬件驱动的1.0时代和软件驱动的2.0时代，下一个即将发生并持续发展的将是3.0时代，即依靠数据驱动，通过数据训练自己，实现自动驾驶的不断迭代。在幕后，高性能GPU的重要性不言而喻。

投资公司Automobility的合伙人贝文·雅各布(Bevin Jacob)甚至警告说，未来美国可能会对美国公司出口到中国的人工智能和自动驾驶芯片进行“严格审查”。尤其是随着游戏的不断升级，不排除这部分技术创新在未来会受到相应的限制。

李明也认为，虽然这些还没有进入美国的出口管制清单，但国内车企需要未雨绸缪。

如何突破？

美国发布限制向中国出口先进工艺芯片及其生产设备的措施背后，其限制中国半导体产业发展的决心显而易见。短期来看，这些措施无疑会对汽车等相关领域产生实质性影响。

但另一方面，这也在倒逼地方政府加快自主创新。

“这一系列措施的出台，意味着留给中国芯片产业的时间更少了。要加快芯片产业的发展和布局，也会加快中国车企使用国产芯片的进度。”芝麻智能首席营销官杨雨欣说。

比如在GPU领域，有自动驾驶的芯片替代品。杨雨欣指出，下一步要推动国产替代方案在自动驾驶领域的应用，这需要时间和机会来验证，禁售可能会加快国产替代方案的验证进程。

其他领域也是如此。特别是随着电动化、智能化的发展趋势，汽车对芯片的多样性和数量需求大大增加。据相关分析数据显示，2020年中国汽车半导体市场规模约为118亿美元，预计到2030年将达到159亿美元，年复合增长率为5.4%。

但从市场份额来看，目前国产车标芯片自给率不足5%。这意味着当地还有很大的发展空间。关键是如何夺回这些市场。

对此，全国政协经济委员会副主任苗伟认为，在先进制造工艺发展受阻的情况下，必须首先保持固有优势。“因为在总量上，先进工艺芯片在车规芯片中的占比还比较低，市场需求主要以成熟工艺为主，国内在28nm及以上工艺的产能其实是不足的。”

据相关统计，2020年至2022年，全球先进生产工艺产能年均复合增长率为26%，其中成熟生产工艺产能复合增长率仅为2%左右，新增产能严重偏向先进技术。但从汽车行业的应用来看，14nm以下的先进技术产品仅占市场总规模的6%。

杨雨欣认为，目前国内汽车级半导体的主要挑战在于量产。解决这个问题，需要从广度和深度两个维度进行。广度意味着需要各种芯片来支撑国内智能电动车的发展，深度意味着芯片产品的性能和功能可以逐渐成熟。另外，中国汽车级半导体要想逆势突破，关键在于国内汽车芯片厂商和汽车企业的紧密合作，相互信任，携手共进。

中企创智科技有限公司CEO李凤军也建议，未来芯片需求的定义应该由OEM厂商、Tier1和核心芯片公司共同推进。

“国内芯片公司多为初创企业。以前人们主要是根据自身的发展和知识经验来定义芯片。很多没有充分考虑当今整车企业或核心层1的应用需求，芯片必备的工具链和基础软件配套不完善。另外，很多自主芯片公司采用与国外对标的形式来定义芯片，缺乏技术积累和平台的概念，会对开发周期、开发效率、开发成本、开发质量等造成一定的影响。当后续控制器升级时。”李凤军说。

从智能汽车的演进趋势来看，软硬件协同发展是必由之路。所以在追求芯片发展的同时，也要把软件考虑进去。

正如李凤军所说，芯片是基石，软件是灵魂，软件和芯片密不可分，共同构成了“中国芯”。“现有的一些芯片性能无法得到充分发挥的原因是无法实现计算能力、算法和数据的高效协同。特斯拉为什么能成功从英伟达芯片切换到自己的芯片，也是通过软件和芯片的协同优化实现的。”

Nanocore Microelectronics创始人王胜阳也认为，虽然这两年国产汽车芯片进步显著，但其实大部分都是原位替代。不可否认，这是帮助客户解决核心短缺的最快的方法，也是最好的方法。但考虑到中国汽车半导体的机会最大，蓬勃发展的新能源汽车产业链的主体在中国，在这个过程中，会对芯片产生大量需求。对于本土半导体产业链的企业来说，最大的机会在于——从原位替代转变为与行业头部客户的深度合作，在对应用深入理解的基础上，共同定义下一代和未来的产品。

值得注意的是，目前行业正在积极向这个方向发展。以地平线和黑芝麻智能为代表的本土芯片公司已经在构建自己的生态系统，竞相与主流车企和Tier1展开深度合作。此外，也有很多OEM厂商自己“造芯”。

对于这种现象，苗伟认为，在车企和车芯片的协同发展中，车企必须肩负起“链条长度”的责任。“车企不一定要造核心，但一定要懂核心。跨行业合作要有统筹考虑。只有做到这一点，才能形成良好的产业发展生态。”

目前本土芯片企业虽然面临诸多制约，甚至新能源汽车、智能网联汽车整个供应链都受到诸多政治因素的干扰，正在向区域链短链多点供应的方向发展。在苗伟看来，供应链需要贴近市场布局和工厂布局的基本原则不会改变。

毕竟企业生存的商业本质就是要有商业回报。对于一个企业来说，没有什么比先活下来更重要的了。