大國科技博弈的大背景下，半導(dǎo)體成了首個被共同關(guān)注的行業(yè)。

為搶占未來科技發(fā)展的制高點，今年以來歐洲、美國、日本、韓國等多個主要市場相繼出臺政策扶持本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅2022年，全球芯片產(chǎn)業(yè)的資本投資總量就預(yù)計高達(dá)1900億美元。

其中美國，在發(fā)展本國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的同時，甚至還制定了一系列限制其他國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施，以保障其在半導(dǎo)體領(lǐng)域絕對的領(lǐng)先性。

根據(jù)路透社最新報道，拜登政府計劃下個月擴大對華AI和芯片制造出口限制。

考慮到當(dāng)前智能化和電氣化的快速發(fā)展，驅(qū)動汽車對半導(dǎo)體，包括先進(jìn)半導(dǎo)體的需求大幅提升，不難預(yù)料這一系列的“限芯”措施也將一定程度上制約中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

芯片博弈或加劇缺芯

從《2022芯片與科學(xué)法案》的簽署，到EDA禁令、高端GPU銷售禁令的相繼發(fā)布，美國限制中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動作正層層加碼，不斷延伸至設(shè)備、芯片設(shè)計、晶圓代工以及芯片供應(yīng)、應(yīng)用等各個環(huán)節(jié)。

作為半導(dǎo)體最主要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，汽車產(chǎn)業(yè)注定無法在這場博弈中獨善其身。

目前來看，從國內(nèi)芯片的研發(fā)，到汽車芯片的供應(yīng)，再到依賴于芯片所開展的相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新，都有可能因為這些禁令而受到影響。

8月9日，美國正式簽署《2022芯片與科學(xué)法案》，其中明確要求獲得資金補貼的企業(yè)未來10年內(nèi)不得擴大在中國或其他相關(guān)國家的先進(jìn)芯片制造。

圖片來源：拜登推特

幾天后，美國商務(wù)部發(fā)布一項臨時最終規(guī)定，對設(shè)計GAAFET（全柵場效應(yīng)晶體管）結(jié)構(gòu)集成電路所必須的ECAD軟件實施出口管制，據(jù)悉，這種工藝目前主要用于2nm、3nm等先進(jìn)制程。

而在此之前，外媒報道稱，美國商務(wù)部還曾要求美國所有芯片生產(chǎn)設(shè)備制造商必須獲得相關(guān)許可后，才可以向中國出口14納米及以下芯片的生產(chǎn)設(shè)備。

要知道美國是半導(dǎo)體設(shè)備頭號強國，而在芯片的各個核心環(huán)節(jié)，國內(nèi)短板最明顯的就是在上游的原材料、設(shè)計工具和中下游的芯片制造及封測環(huán)節(jié)，這使得國內(nèi)半導(dǎo)體一直大量依賴進(jìn)口。特別是汽車半導(dǎo)體，自供率不足5%，在汽車MCU等核心技術(shù)領(lǐng)域，本土芯片企業(yè)市占率甚至不足1%。

如今《2022芯片與科學(xué)法案》要求芯片企業(yè)“在美國投資，在美國研發(fā)，在美國制造”，并提出了排華性的補貼政策，這對于有跨國業(yè)務(wù)的芯片企業(yè)而言，今后可能將不得不面臨“二選一”的難題。迫于壓力，不排除一些跨國芯片廠商會放緩在國內(nèi)的產(chǎn)能擴張計劃。

雖說目前車規(guī)級芯片的需求主要集中在28納米及以上的成熟制程芯片，據(jù)9月6日美國商務(wù)部發(fā)布的《2022芯片和科技法案》部分的實施戰(zhàn)略，在該法案計劃為美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供的高達(dá)527億美元政府補貼中，明確約100億美元將用于擴大在汽車等領(lǐng)域使用的成熟制程芯片制造，不難預(yù)料這會對國內(nèi)汽車芯片的供應(yīng)造成一定的影響。

圖片來源：三星電子

近期，臺積電、三星、英特爾、美光科技、SK海力士等就已經(jīng)宣布了一系列的在美擴張計劃。

其中三星此前被曝提出了在11家工廠投資2000億美元的潛在計劃，其中兩家工廠將位于美國得州奧斯汀，另外9家將位于得州泰勒。英特爾則與加拿大資產(chǎn)管理公司Brookfield Asset Management達(dá)成了合作，共同投資高達(dá)300億美元，用于英特爾此前宣布的在美國亞利桑那州錢德勒的制造擴張。

美光科技9月初宣布，計劃于2030年之前投資150億美元，在愛達(dá)荷州博伊西建造一座新的尖端存儲器制造廠，據(jù)悉該工廠將重點為美國本土市場的汽車和數(shù)據(jù)中心等行提供內(nèi)存芯片。SK海力士則計劃在美國選址建立一家先進(jìn)芯片封裝工廠，并于明年第一季度左右破土動工。

無論這些企業(yè)擴產(chǎn)計劃是被動還是主動，都會一定程度上影響在國內(nèi)的產(chǎn)能釋放。更何況在晶圓加工方面，臺積電本身就占據(jù)了絕對的大頭，市場占有率超過了50%，對比之下，中芯國際市占率不過5%。

鑒于此，考慮到近兩年因為疫情以及智能電動汽車快速發(fā)展帶來芯片需求激增等原因，汽車行業(yè)正面臨芯片短缺以及漲價的困擾，芯片法案的落地，短期內(nèi)或?qū)⑦M(jìn)一步加劇這些問題。

圖片來源：納芯微電子

據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示，電動化帶來的汽車芯片需求量可能是傳統(tǒng)燃油車的2倍，隨著未來智能化走向L4、L5級別的自動駕駛，帶來的新增半導(dǎo)體需求量可能是傳統(tǒng)非智能汽車的8—10倍。以一款豪華車型為例，據(jù)納芯微電子創(chuàng)始人、董事長、總經(jīng)理王升楊介紹，從傳統(tǒng)燃油車過渡到智能電動車之后，其單車芯片價值將從600多美元快速提升到接近3000美元。

而即便本土企業(yè)積極擴產(chǎn)，新增產(chǎn)能的釋放是需要時間的?！半m然近兩年國內(nèi)晶圓廠商也在積極擴產(chǎn)，考慮到新工廠從規(guī)劃到穩(wěn)定生產(chǎn)大約需要3—5年時間，預(yù)計未來兩三年內(nèi)芯片產(chǎn)能的短缺仍難以彌補，或出現(xiàn)車規(guī)芯片所需的成熟工藝晶圓產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性短缺情況?！?近日，在第四屆全球新能源與智能汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會上上，中國汽車技術(shù)研究中心有限公司黨委委員、副總經(jīng)理吳志新就表示。

王升楊也認(rèn)為，盡管今年很多行業(yè)的芯片供應(yīng)出現(xiàn)了明顯緩解，由于汽車對芯片需求量的快速增加和汽車對晶圓工藝的一些特殊要求，導(dǎo)致汽車芯片的供應(yīng)在最近幾年里面可能還會保持一個持續(xù)緊張的狀態(tài)。

不止斷供，更是抑制創(chuàng)新

如果說芯片法案中排華性補貼政策意在促進(jìn)半導(dǎo)體制造回流美國，那么對EDA、高端GPU等的斷供，則是想從根本上遏制國內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新。

眾所周知，全球EDA市場主要被Synopsys、Cadence和 SimensEDA“三巨頭”所壟斷，IP則由美國和英國壟斷了90%以上的市場，均是高度依賴國外。如今美國宣布了對EDA禁令，意味著未來中國企業(yè)研發(fā)高性能計算芯片將面臨更大阻力。

事實上，美國一系列“限芯”措施對中國汽車產(chǎn)業(yè)帶來的潛在風(fēng)險遠(yuǎn)不止于此。作為科技創(chuàng)新的源動力，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還關(guān)系到了其他各行各業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，包括汽車行業(yè)正在推進(jìn)的電氣化和自動駕駛變革。

特別是當(dāng)前汽車的智能化發(fā)展，已經(jīng)對先進(jìn)芯片提出了較大的需求，部分用于智能駕駛及智能座艙的AI芯片已經(jīng)采用的是7nm甚至5nm制程?！斑@意味著，我們在未來十年左右要實現(xiàn)高端汽車芯片的自主設(shè)計和制造，才能保障國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)順利實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。美國對高端芯片的制裁，將會影響我國智能駕駛關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，必須要通過自力更生才能實現(xiàn)突破發(fā)展?！比涨?，江汽集團(tuán)總經(jīng)理李明在一場行業(yè)活動上如是說。

以美國最新發(fā)布的高端GPU銷售禁令為例，雖然現(xiàn)階段相關(guān)產(chǎn)品主要用于人工智能算法的訓(xùn)練，面向的是超算中心和各大型數(shù)據(jù)中心，不難預(yù)料，隨著自動駕駛逐漸進(jìn)入以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的新發(fā)展階段，各大車企及自動駕駛企業(yè)紛紛開始打造自動駕駛訓(xùn)練中心，這類芯片在自動駕駛領(lǐng)域也將大有可為。

目前，已經(jīng)有多家企業(yè)在基于英偉達(dá)的A100芯片進(jìn)行這方面的探索。例如蔚來，已經(jīng)確認(rèn)正使用NVIDIA HGXA100構(gòu)建綜合全面的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)AI驅(qū)動的軟件定義汽車。不久前，小鵬汽車聯(lián)合阿里云在內(nèi)蒙古烏蘭察布建成了自動駕駛智算中心“扶搖”，采用的也是英偉達(dá)A100芯片。

圖片來源：小鵬汽車

正因為如此，對于美國最新發(fā)布的高端GPU銷售禁令，小鵬汽車CEO何小鵬直言“這會對所有自動駕駛云端訓(xùn)練帶來挑戰(zhàn)。”

黑芝麻智能首席市場營銷官楊宇欣也認(rèn)為，美國對高端GPU的禁售，短期之內(nèi)對自動駕駛研發(fā)的影響有限，因為目前國內(nèi)的自動駕駛企業(yè)對用于自動駕駛訓(xùn)練的芯片做了一定的儲備。

但鑒于自動駕駛是對算力需求量非常大的行業(yè)，行業(yè)發(fā)展過程中會持續(xù)產(chǎn)生算法訓(xùn)練的的需求，這一限制可能會對未來自動駕駛技術(shù)演進(jìn)過程中大算力計算平臺的儲備有影響，并且這個影響是相對潛在和深遠(yuǎn)的。

畢竟如果只是單純地限制車端所使用的芯片，最終可能只會影響部分功能的開發(fā)，但對用于AI算法訓(xùn)練的GPU芯片的進(jìn)行限制，某種程度上相當(dāng)于是扼住了國內(nèi)進(jìn)行自動駕駛技術(shù)創(chuàng)新的咽喉。因為如果沒有芯片，就意味著無法開展大規(guī)模訓(xùn)練，而自動駕駛的演進(jìn)，又離不開大規(guī)模的AI算法訓(xùn)練。

圖片來源：毫末智行

日前，在第六屆HAOMO AI DAY上，毫末智行CEO顧維灝就表示，隨著自動駕駛先后經(jīng)歷以硬件為驅(qū)動的1.0時代和以軟件為驅(qū)動的2.0時代，接下來即將很快發(fā)生并持續(xù)發(fā)展的將是3.0時代，依靠的是數(shù)據(jù)驅(qū)動，通過數(shù)據(jù)自己訓(xùn)練自己，實現(xiàn)自動駕駛的持續(xù)迭代。話里話外，高性能GPU的重要性不言而喻。

投資咨詢公司Automobility的合伙人Bevin Jacob甚至警告稱，未來美國可能會對美國公司向中國出口的人工智能和自動駕駛芯片進(jìn)行“嚴(yán)格審查”。尤其隨著博弈的持續(xù)升級，不排除未來這部分技術(shù)創(chuàng)新也會受到相應(yīng)限制的可能。

李明也認(rèn)為，雖然這些目前都還沒有進(jìn)入到美國的出口管制清單當(dāng)中，但國內(nèi)車企都需要未雨綢繆。

如何突圍？

在美國陸續(xù)發(fā)布限制向中國出口先進(jìn)制程芯片及其生產(chǎn)設(shè)備的措施背后，其限制中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決心昭然若揭。短期內(nèi)，這些措施毋庸置疑會給相關(guān)領(lǐng)域帶來實質(zhì)性影響，比如汽車。

但另一方面，這又何嘗不是在倒逼本土加速自主創(chuàng)新。

“這一系列措施的出臺，對中國芯片產(chǎn)業(yè)意味著留給我們的時間更少了，需要加快芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和布局，另外也會加快中國車企用國產(chǎn)芯片的進(jìn)度?！?黑芝麻智能首席市場營銷官楊宇欣就表示。

例如在GPU領(lǐng)域，目前用于自動駕駛的芯片替代方案已經(jīng)是有的。楊宇欣指出，接下來主要是推動國產(chǎn)替代方案應(yīng)用到自動駕駛領(lǐng)域，這需要時間和機會驗證，而禁售可能會加速國產(chǎn)替代方案的驗證進(jìn)程。

其他領(lǐng)域亦如此。尤其在電動化和智能化發(fā)展趨勢下，當(dāng)前汽車對芯片多樣性和量的需求雙雙大幅增加。據(jù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示， 2020年中國汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模約為118億美元，預(yù)計到2030年將達(dá)到159億美元，年復(fù)合增長率為5.4%。

然而從市占率來看，目前國產(chǎn)車規(guī)級芯片的自給率不足5%。這意味著本土其實還有很大的發(fā)展空間，關(guān)鍵是怎么把這些市場拿回來。

對此，全國政協(xié)經(jīng)濟委員會副主任苗圩認(rèn)為，在先進(jìn)制程發(fā)展受阻的情況下，一定要先把固有的優(yōu)勢保持住?！耙驗樵诳偭可希冗M(jìn)制程芯片占車規(guī)級芯片的比例還比較低，市場需求整體以成熟工藝制程為主，而且國內(nèi)在28nm及以上制程方面產(chǎn)能其實也有不足。”

圖片來源：麥肯錫

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年—2022年，全球先進(jìn)生產(chǎn)工藝產(chǎn)能年復(fù)合增長率為26%，其中成熟生產(chǎn)工藝產(chǎn)能增長復(fù)合率僅為2%左右，新增產(chǎn)能嚴(yán)重偏向先進(jìn)工藝。但從汽車行業(yè)應(yīng)用來看，14nm以下先進(jìn)工藝產(chǎn)品僅占市場總體規(guī)模的6%。

楊宇欣則認(rèn)為，現(xiàn)階段國產(chǎn)車規(guī)級半導(dǎo)體的主要挑戰(zhàn)還是在于量產(chǎn)上車，要解決這個問題，需要從廣度和深度兩個維度展開，廣度就是芯片種類要全，能夠支撐國產(chǎn)智能電動車發(fā)展，深度即芯片產(chǎn)品的性能和功能等能夠逐漸走向成熟。另外，中國車規(guī)級半導(dǎo)體要想逆勢突圍，關(guān)鍵還在于國內(nèi)的汽車芯片廠商和車企要緊密合作，互相信任，攜手前進(jìn)。

中汽創(chuàng)智科技有限公司CEO李豐軍也建議，在芯片需求的定義上，未來應(yīng)該由整車廠、Tier1以及核心芯片企業(yè)三方聯(lián)合推動。

“國內(nèi)芯片企業(yè)大多是初創(chuàng)企業(yè)，過去一段時間大家主要是根據(jù)自身發(fā)展和知識經(jīng)驗來定義芯片，很多對當(dāng)今整車企業(yè)或核心Tier1的應(yīng)用需求考慮不夠充分，對芯片所必須的工具鏈與基礎(chǔ)軟件匹配也不夠完善。另外，不少自主芯片企業(yè)采用的是與國外對標(biāo)的形式來定義芯片，缺乏技術(shù)積累和平臺化理念，這些對后續(xù)控制器升級換代時的開發(fā)周期、開發(fā)效率、開發(fā)成本、開發(fā)質(zhì)量等都會造成一定的影響?！?李豐軍表示。

而從智能汽車的演進(jìn)趨勢來看，軟硬件協(xié)同發(fā)展是必經(jīng)之路。因此，在追求芯片發(fā)展的同時，還應(yīng)該將軟件納入考慮。

如李豐軍所言，芯片是基石，軟件是靈魂，軟件和芯片密不可分，共同構(gòu)成了“中國芯”?！艾F(xiàn)有一些芯片的性能之所以無法充分發(fā)揮，就是因為無法實現(xiàn)算力、算法、數(shù)據(jù)的高效協(xié)同。特斯拉為什么可以從英偉達(dá)芯片成功切換成自己的芯片，也是通過軟件和芯片協(xié)同優(yōu)化來實現(xiàn)的?！?/p>

納芯微電子創(chuàng)始人王升楊亦認(rèn)為，過去兩年國產(chǎn)汽車芯片雖然進(jìn)展明顯，但絕大部分其實是原位替換。不可否認(rèn)這是最快的路徑，也是最能幫助客戶解決缺芯的途徑，不過考慮到中國汽車半導(dǎo)體最大的機會，是蓬勃發(fā)展的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈主體在中國，在此過程中會產(chǎn)生大量對芯片的需求，對于本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)而言，最大的機會在于——從原位替換轉(zhuǎn)向和產(chǎn)業(yè)里的頭部客戶深度合作，在深刻理解應(yīng)用的基礎(chǔ)上共同定義面向下一代、面向未來的產(chǎn)品。

換言之，現(xiàn)階段國產(chǎn)芯片除了給客戶提供保供價值之外，還應(yīng)該可以為客戶提供更多的價值來源。而這，需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同合作。

圖片來源：黑芝麻智能

值得關(guān)注的是，目前行業(yè)已經(jīng)在積極朝著這個方向發(fā)展，以地平線、黑芝麻智能等為代表的本土芯片企業(yè)都已經(jīng)在著手構(gòu)建自己的生態(tài)圈，爭相與主流車企及Tier1進(jìn)行深度合作。另外，也有不少整車廠自己下場“造芯”。

對于這種現(xiàn)象，苗圩認(rèn)為，在車企和車用芯片的協(xié)同發(fā)展上，車企一定要擔(dān)負(fù)起“鏈長”的責(zé)任?！败嚻蟛灰欢ǘ家ピ煨荆欢ㄒ?，對于跨行業(yè)合作要有總體的考慮，只有做到了這點，才能夠形成良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)?！?/p>

而盡管當(dāng)下本土芯片企業(yè)面臨諸多掣肘，甚至包括整個新能源汽車與智能網(wǎng)聯(lián)汽車供應(yīng)鏈都受到了很多政治因素的干擾，在朝著短鏈、區(qū)域鏈多點供應(yīng)的方向發(fā)展，在苗圩看來，供應(yīng)鏈需要靠近市場布局、靠近工廠布局的基本原則是不會變的。

畢竟，企業(yè)生存商業(yè)本質(zhì)是要有商業(yè)回報。對于一家企業(yè)而言，沒有什么比先活下去更為重要。

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