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危中有機，作為汽車生產大國，汽車缺芯給中國的汽車業帶來危機的同時，也讓國內產業界深刻認識到汽車芯片“自主可控”的重要性，重塑國內汽車半導體供應鏈，寶貴的“窗口”時間不期而遇。
產業鏈重塑“窗口”閃現
去年底，大眾汽車爆出缺芯減產的新聞，徹底撕開了汽車芯片缺貨的大幕。如今，半年過去了，汽車缺芯狀況仍未改善，多家汽車大廠不得不宣布減產停產。據AutoForecast Solutions此前的統計，截至3月底，芯片短缺已致全球汽車市場累計減產115.7萬輛，預計2021年全球汽車市場將因此減產超200萬輛。同時，電動化、智能化、網聯化的發展趨勢，讓汽車上的電子設備越來越多，車用半導體的需求量迅猛增長。
以時下火熱的自動駕駛為例，蔚來最新發布的ET7車型實現了L3級自動駕駛功能，配置了11個高清攝像頭、12個超聲波雷達、5個毫米波雷達、1個激光雷達、2個高精度定位單元、1個車路協同感知和1個增強主駕感知，同時還配備了四顆英偉達 Drive Orin SoC芯片。而隨著自動駕駛級別的提升，這些器件的數量必然會隨之增長。
大眾汽車副總裁在今年的SEMICON大會上指出，未來一輛汽車上的半導體將達到6000-10000個。ICV Tank的統計數據顯示，2020年全球汽車芯片市場規模已達460億美元，預計2022年將超635億美元。
面對如此龐大且快速增長的市場，國內的汽車半導體供應鏈卻高度依賴國外廠商，汽車芯片自給率尚不足10%。目前，汽車芯片的供應主要集中在歐美日等幾個大廠商手中，例如：恩智浦、英飛凌、瑞薩、意法半導體、德州儀器、博世、安森美等。
北京國科天迅科技有限公司董事長兼總經理房亮告訴記者：“目前，所有新型汽車內使用的網絡通信產品基本是國外廠商主導，如果有一天廠商供應出現問題，被管控或禁運，那么對我國的新車生產將會帶來巨大沖擊。”
這不是危言聳聽！在今年的兩會上，多位人大代表都發出了建設汽車安全供應鏈的建議，解決“卡脖子”技術，實現“自主可控”，真正引發了全國上下的高度重視。
為此，在工信部指導下《汽車半導體供需對接手冊》發布，以“牽線”汽車芯片供需對接。同時，政府相關部門多次召開汽車芯片供應研討會，要求加強各方協同聯動，實現信息互通共享，充分挖掘存量芯片和現有產能資源潛力。
一位汽車半導體行業資深人士指出：“經歷此次缺芯事件，預計車企、車企的一二級供應商都會加大引進多家供應商并加強做好產品認證，這為國產汽車半導體大發展提供了一個黃金機遇。”
抓住優勢機遇 運用核心技術
在美國芯片“卡脖子”策略下，國產替代已是勢在必行，汽車半導體領域更是在“缺芯”催化下迎來加速國產化的契機。
國內半導體廠商該從何入手，從而盡快上車汽車供應鏈呢？
房亮認為：“國內的半導體企業應該結合自己的基礎去主攻自己有優勢的方向，把這個方向的產品做到極致，對標國外廠商產品，去追趕甚至超越對方，這樣才有可能真正實現國產替代。”
在汽車核心技術領域，國科天迅瞄準的是汽車以太網通信。汽車以太網是最近幾年開始在汽車上應用的一項新技術標準。寶馬、現代、大眾等汽車廠商在該技術的使用上已走在前列，有預測顯示，絕大多數汽車制造商正計劃將汽車以太網運用到所有類型的汽車上。
房亮告訴記者：“自動駕駛、車聯網等新興需求的出現，對車內通信速率的要求會大大提升，上一代的網絡技術大概只有幾百k到1M比特的通信速率，已遠遠滯后，現在需要百兆甚至吉比特的通信速率，提高了三個數量級，在這種需求爆發的情況下，原有的技術方案已遠遠無法滿足需求，車載以太網便應運而生了。”
“憑借在航空航天領域對高可靠光纖通信芯片多年的設計和實現經驗的積累，北京國科天迅科技有限公司得以迅速進入汽車以太網領域，這對我們來說是一次難得的機遇。”房亮透露。
起源于中國科學院的北京國科天迅科技有限公司在高可靠通信領域可謂戰績輝煌，其技術積累可追溯至多年來在載人航天等項目中的研發參與。成立6年來，國科天迅在高可靠光纖通信領域已形成完善的產品系列，其中基于FC-AE-1553協議的相關產品在載人航天工程等重大任務中得到應用驗證，產品廣泛用于中國載人航天、高鐵、無人駕駛車輛、智能交通、工業互聯網等高可靠領域的通信和控制系統中。
從載人航天到汽車領域，國科天迅的產品在性能和可靠性方面顯然具有得天獨厚的優勢，房亮表示：“做車載以太網，技術難度確實很大，基于在載人航天相關產品的技術沉淀，我們可以實現極致性能，而相比其他同類企業，我們就具有明顯優勢。”
汽車以太網賽道上 國內廠商大有可為
車載以太網芯片主要用于核心網關，不同設計的汽車需要的量也不同。“目前大概是幾顆到幾十顆。未來，隨著汽車上智能設備數量的增加，每個設備都需要一個接入芯片，可以預見需求量也會隨之增大，預計一輛車上會需要上百顆，這將是一個千億級的市場。”房亮告訴記者。
據悉，在汽車以太網領域，全球主要的供應商有恩智浦、Marvell、博通、TI等。國內廠商中涉足該領域的還不多，除了國科天迅，成立于2017年的裕太微電子也已推出了相應產品。
面對由國際半導體巨頭把持的千億級市場，國內廠商首要解決的是產品技術上的挑戰。房亮指出：“做汽車以太網通信芯片，主要面臨五大挑戰，一是高速率，要實現復雜電磁環境下的高速率；二是實時性，例如，要滿足剎車及時響應這樣的苛刻實時性要求；第三是可靠性；第四是全雙工通信；第五是通信和供電一體化，即POE。同時，還要在保證性能和可靠性的同時，滿足汽車應用的低成本要求。”
盡管挑戰重重，但國科天迅基于多年高速高可靠通信芯片的設計經驗積累，成功研發出對標美國廠商最新產品的車載以太網芯片、PHY芯片和交換芯片，堪稱國內該領域自主研制的第一梯隊。
房亮透露：“我們的汽車以太網產品對標的就是恩智浦和Marvell的相應產品，測試結果顯示，我們產品的指標與這些廠商今年推出的最新產品的主要指標是一樣的，個別指標甚至超越他們。”
目前，國科天迅正在與國家新能源汽車技術創新中心、一汽新能源、北京理工大學等單位開展研發項目合作。房亮預計，未來三至五年，國科天迅的車載以太網產品會實現汽車上的量產，下一步將會把這項自主研制的核心技術向更多領域推廣落地，例如工業自動化、工業物聯網、無人機、無人車等。
