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潘吉明:提升自主可控能力,保障产业供应安全

发布日期:2022-11-12   浏览次数:2741

2022年11月8日-10日,由中国汽车工业协会主办的第12届中国汽车论坛在上海嘉定举办。作为党的“二十大”召开后的汽车行业首场盛会,本届论坛以“聚力行稳 蓄势新程”为主题,共设置“1场闭门峰会+1个大会论坛+16个主题论坛”,以汽车产业的高质量发展为主线,与行业精英一起贯彻新精神,研判新形势,共商新举措。其中,在11月9日下午举办的“主题论坛3:汽车、芯片融合发展”上,上汽集团规划部总经理潘吉明发表精彩演讲。
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我是上汽集团规划部的潘吉明。上汽在推进芯片国产化工作当中,我这个部门是属于集团层面上的牵头部门,今天很高兴由我跟大家介绍一下上汽集团近年来对汽车芯片国产化替代方面的工作和思考。

上汽的汽车芯片国产化,主要是为了保障产业链的供应安全、强化汽车产业发展根基、提升地缘政治恶化的风险应对能力。

国内汽车芯片产业的发展,即牵涉到我国汽车产业发展的高度,也牵涉到从汽车大国到汽车强国建设过程中的根基问题。

一、上汽集团汽车芯片国产化工作的推进情况和思考

首先,我们对汽车芯片的应用情况调研。

我们通过上汽研发总院,调研了汽车芯片应用情况。目前总共应用了11大类芯片,包括电源芯片、主芯片、驱动芯片、传感器芯片、通讯芯片、存储芯片、信号链芯片、射频芯片、图像处理芯片、集成芯片和其他类芯片,大约有1600个型号,90%以上的需求量需要通过进口获得。

汽车芯片的发展趋势,从应用领域看,新能源、智能驾驶、互联互通、信息娱乐是芯片技术发展较快的整车领域,从芯片特点看,高算力、高性能、高集成度、以及领域特色的芯片发展较快。

在国产化应用的推进过程中,我们发现ASIL B 及Grade1等级以下的国产芯片成熟度较高,目前已有较多应用,但ASIL D和Grade0等高规格芯片、与主芯片强绑定的辅助芯片如电源芯片、定制或专用芯片、集成类芯片、低价格芯片方面,由于技术或者市场竞争等原因,推进难度很大。

基于我们的调研结果,结合上汽集团本身情况,我们制定了比较成熟的国产化推进策略。

一是形成了比较成熟的国产化推进机制。由集团技术委员会总体负责,研发总院电子电器部作为联络组负责所有汽车芯片国产化信息的汇总,形成零束负责高算力,研发总院负责其他芯片的分工。

二是制定了三大推进举措。基于生态共建原则,按照“快速落地成熟芯片,实施重大项目攻关,完善产业生态体系”策略,大力推进汽车芯片的国产化。

在快速落地成熟芯片方面,通过组织供需对接会,进行快速装车应用开发,加快扩大国产芯片的应用规模。坚持供应商体系的开放性,通过快速落地成熟芯片项目,向芯片设计企业提供替代机会。遴选通过检测认证、符合技术要求的推荐产品,持续扩大推广应用产品范围和市场规模。

一方面,推动整车企业发挥“链长”作用,联合上游零部件、芯片企业逐级落实符合条件的成熟芯片落地应用。另一方面,推动华域(含延锋)、联电、联创等上汽零部件企业积极做好替代芯片产品的研发测试,配合整车企业进行装车验证和量产应用。

据不完全统计,截至2022年9月底,上汽乘用车、上汽大通、上汽通用五菱三家自主品牌整车企业已有超300款以上国产芯片进入整车量产应用,基本覆盖控制类、通信类、计算类、模拟/电源/驱动类芯片、功率类、传感器类和存储类等各个种类芯片。

在推进重大项目攻关方面,联合产业上下游企业,做好高算力、高规格芯片和车规制造等重点领域的攻关规划,突破高端芯片在上汽整车上的研发和应用。瞄准国内短板,联合国内优秀芯片设计及晶圆制造企业,围绕电驱动系统、电源管理系统、智能座舱系统、辅助/自动驾驶系统等关键部件产品,集中突破一批高端关键芯片产品,提升芯片产业能力。

针对高算力芯片,以研发总院和零束等为主,拉动联创和AI芯片企业实施替代方案研究;针对Grade0和ASIL D级别的高规格芯片,瞄准新能源和智能网联等增量领域,规划一批高规格芯片项目攻关清单,拉动国内控制器企业和芯片企业共同研发;针对国内设计海外制造的芯片,积极推动设计与制造企业合力攻关关键工艺平台,提高汽车芯片的本地化制造比例。

在构建产业生态体系方面,我们通过战略直投和资本投资,参股了约30家芯片企业,覆盖通信、MCU、人工智能、功率半导体等各类产品,通过这种方式,希望能够形成双方更强的业务绑定和合作共赢。

但在推进过程中我们也碰到了很多问题。从汽车行业角度看,主要有两个问题:

一是设计公司的选择问题。由于我国汽车芯片起步晚,国内汽车芯片企业近两年才有产品进入车规体系,可以说大部分都是在2020年才开始有产品,2021年才略有规模,同时还存在很多新创的汽车芯片企业,而上汽集团等整车企业由于缺乏认证能力,需花费大量时间和资源筛选合格供应商。

二是车规标准的调整问题。目前汽车芯片主要沿用AEC-Q100标准,这个标准是为传统燃油车量身定制的,但不完全适用于纯电车的应用场景和工况,整车企业需精通汽车半导体人才,帮助企业根据纯电工况适度调整标准要求。

从汽车芯片企业角度看,有三个问题:

一是检测认证的权威性问题。现在汽车芯片企业只需按AEC规范完成实验,取得实验成果,就可宣告通过AEC认证。但终端客户会要求在指定第三方机构抽查或验证检测报告,每个客户都可能指定不同的检测机构,这就导致汽车芯片企业进入一家企业可能就需要进行一次认证,不仅延长了认证周期,也增加了认证投资。

二是流片费用高的问题。汽车芯片从设计开始就要考虑到工艺问题,一般要经历MPW(Multi Project Wafer)、PP(Pilot-product)、MP(Mass Product)三个阶段,对台积电、中芯、华虹等以大规模属性为主的代工厂来说,前两个阶段的流片费用偏高,也会比较谨慎地对待初创企业和全新产品。
三是工艺设计能力弱的问题。尤其是模拟类芯片,设计与生产线紧密相关,国际主流多采用IDM模式,但国内企业还是以fabless为主,缺乏工艺设计能力,完全依靠企业自身培养或新建,对于刚起步的国内企业来说,周期过长成本过高。

这些问题促使我们进一步思考,我们应该怎么做,才能加快汽车和芯片两大产业的融合发展?

经过长时间的思考,我们认为整车和芯片企业面临的问题,是一种融合性的问题,不是单靠一个产业自身就能解决的,需要以一种创新的、融合的方式来解决。为此,我们联合集成电路和汽车检测第三方平台,发起了汽车芯片工程中心和第三方汽车芯片检测平台的建设。

成立汽车芯片工程中心的目的,是为了加快汽车芯片的研发及产业化进程。在汽车产业方面,希望帮助解决汽车企业所面临的设计公司选择和车规标准调整问题,在集成电路产业方面,希望能够帮助芯片企业降低流片费用,增强工艺设计能力。该工程中心的定位是多品种小批量的生产,也就是说主要是PP阶段之前的服务,成为与台积电、中芯、华虹等大规模制造工厂之间的桥梁。

成立第三方汽车芯片检测平台的,是为了加快汽车芯片的落地应用。在汽车产业方面,希望帮助解决车规标准调整问题,在集成电路产业方面,希望能够成为权威性的检测平台,帮助芯片企业减少认证周期,降低重复认证投资。

未来,这两个平台将携手并进,通过合资合作、人员派遣等各种方式开展更深入合作,形成覆盖研发、制造、封测等各阶段的检测能力。

目前,汽车芯片工程中心正在筹建过程中,规划建设内容如下:

一是设置三大功能。以车规级8寸/12寸工艺线为基础,设置测试认证平台、设计服务平台、汽车芯片专利联盟三大功能模块。

二是开发三大工艺。规划BCD、MEMS和CMOS三大工艺平台,从0.18um工艺开始,逐步突破高功率、BCD-on-SOI等未来方向工艺。

三是形成“三步走”的车规级制造能力。第一步,新建月产能1000片单机台的完整工艺线;第二步,新增设备形成双机台工艺线,获取车规级生产资质;第三步,形成月产能5000片的小批量车规制造能力。

未来,我们也希望有更多的汽车和集成电路企业加入进来,一起打造的车规级芯片设计和制造的公共平台。

第三方汽车芯片检测平台也正在建设当中,计划分三阶段完成汽车芯片检测平台的建设。

第一阶段(2021-2022):建设汽车行业亟需的车规级MCU、SoC主流芯片测试能力(AEC-Q100);

第二阶段(2023-2024):建设全面的、中国特有的汽车半导体元器件测试认证体系(AEC-Q101/102/103/104/200 、AQG324,并建立芯片测试标准体系);

第三阶段(2025-2027):建立支撑车规级芯片研发、测试、认证公共技术服务平台(基础设计知识库、芯片测试用例工具库、芯片基础设计架构库、芯片设计/开发/测试工具库)。 

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