汽車芯片的變局、亂局與破局

作者|程鴻鶴 來源|車百智庫(ID：EV100_Plus)

“全球化已死，自由貿(mào)易也瀕臨死亡”，在近日舉辦的一場論壇中，臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀和《芯片戰(zhàn)爭》作者克里斯·米勒進(jìn)行了一場公開對談。

張忠謀認(rèn)為，芯片的全球化已死，自由貿(mào)易已面臨危險(xiǎn)。他進(jìn)一步評估，未來，芯片制造成本將激增遠(yuǎn)超一半，并減弱芯片廣泛運(yùn)用在現(xiàn)代生活中的發(fā)展勢頭。

事實(shí)上，這并不是張忠謀第一次表達(dá)這個(gè)觀點(diǎn)。2022年末，在臺(tái)積電于美國舉辦的晶圓廠移機(jī)典禮上，站在“A Future Made in America”條幅前的張忠謀就曾發(fā)出過類似嘆息。

張忠謀悲觀判斷的背后，是美國不斷落下的芯片鐵幕。

2022年，美國為了拉動(dòng)本土半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，壟斷世界半導(dǎo)體芯片市場的話語權(quán)，通過了《2022芯片與科學(xué)法案》。自那時(shí)起，美國對中國半導(dǎo)體企業(yè)的施壓力度不斷升級。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月21日，美國商務(wù)部又發(fā)布了擬定規(guī)則，細(xì)化了《2022年芯片和科學(xué)法案》的限制條件，在527億美元的芯片補(bǔ)貼流程中，增加了所謂“國家安全護(hù)欄條款”。

需要特別關(guān)注的是，該條款顯示，申請芯片補(bǔ)貼的企業(yè)除了被禁止在中國將先進(jìn)制程芯片的產(chǎn)能擴(kuò)大超過5%外，在汽車中廣泛運(yùn)用的成熟制程芯片的產(chǎn)能也被納入限制條件中，禁止擴(kuò)大超過10%。

美國對華芯片限制政策雖然對汽車只字未提，但對汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無疑有深遠(yuǎn)影響。

美國的芯片鐵幕是如何落下的？美國的技術(shù)封鎖，對中國智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈安全帶來哪些風(fēng)險(xiǎn)？新變局下，中國智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈又應(yīng)如何接招？這些都是本文致力于回答的問題。

一

鐵幕落下

2017年1月，在時(shí)任美國總統(tǒng)奧巴馬卸任前夕，美國總統(tǒng)科技顧問委員(PCAST)會(huì)的一份報(bào)告放在了他的案頭。

這份名為《如何確保美國在半導(dǎo)體行業(yè)的長期領(lǐng)導(dǎo)地位》的報(bào)告足有32頁之長，但讀下來只有四個(gè)字：限制中國。主要負(fù)責(zé)撰寫這份報(bào)告的，是PCAST中旨在促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工作小組。來自英特爾、高通等公司的高管，都是這個(gè)小組的成員。

這份報(bào)告最初由PCAST提交給了奧巴馬，但報(bào)告中的很多意見，顯然為奧巴馬的繼任者——特朗普提供了決策參考，并由此拉開了中美芯片競爭的序幕。

2019年5月，美國前總統(tǒng)特朗普一紙禁令，以“科技網(wǎng)絡(luò)安全”為由，將華為列入出口管制的“實(shí)體清單”。這意味著，所有美國的產(chǎn)品、芯片、器件在沒有許可下不能提供給華為，也不能給華為提供服務(wù)。

接著，2020年5月，美國對華為的禁令進(jìn)一步升級。新版禁令不僅維持了此前對于華為的采購禁止令，并且將其擴(kuò)大到所有采用美國技術(shù)生產(chǎn)的軟硬件都不允許向華為出售。

以一國之力打壓制裁華為，僅僅是這場芯片戰(zhàn)的開端。從2022年開始，針對中國整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的管制接踵而至，將全世界的芯片商都卷入了中美二選一的難題里。 

2022年3月，拜登政府組建“芯片四方聯(lián)盟”；同年8月，拜登在華盛頓簽署《2022年芯片和科技法案》，又在10月推出迄今為止最嚴(yán)格的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)出口禁令；2023年初，媒體曝光美國、荷蘭、日本三國政府達(dá)成秘密協(xié)議，將對中國芯片制造施加新的設(shè)備出口管制和限制......

“資本補(bǔ)貼+政治大棒”，美國的芯片戰(zhàn)略圖窮匕見：強(qiáng)化芯片制造的本地供應(yīng)，并以“長臂管轄”形成對全球芯片產(chǎn)業(yè)的控制，意圖在芯片競爭中徹底“甩開”中國。

用美國商務(wù)部長雷蒙多自己的話說，當(dāng)考慮與中國的競爭時(shí)，美國有一個(gè)進(jìn)攻戰(zhàn)略和一個(gè)防御戰(zhàn)略。“防御戰(zhàn)略就是出口管制，不讓中國獲得美國超高端技術(shù)；但進(jìn)攻性戰(zhàn)略更重要，這就是投資美國。”

二

關(guān)鍵戰(zhàn)場

芯片產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟(jì)全球化的經(jīng)典產(chǎn)物。但如今，幾乎所有人都意識(shí)到，芯片全球化的時(shí)代渺然已遠(yuǎn)，新的賽局即將開始。

而在這場舉世矚目的“芯片戰(zhàn)”中，智能汽車是最為關(guān)鍵的戰(zhàn)場之一。

“軟件定義汽車、數(shù)據(jù)開發(fā)汽車、芯片制造汽車”，在接受《趙福全研究院》采訪時(shí)，中國工程院院士李駿曾這樣總結(jié)芯片之于汽車的意義。

車百智庫研究員閆長海認(rèn)為，在“軟件定義汽車”的產(chǎn)業(yè)趨勢下，汽車逐步由機(jī)械驅(qū)動(dòng)向電驅(qū)動(dòng)和軟件驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，芯片成為產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。

特別是隨著汽車由分布式架構(gòu)向域控制/中央集中式架構(gòu)方向發(fā)展，車規(guī)級AI芯片更成為一輛汽車從“傳統(tǒng)”向“智能”進(jìn)化的關(guān)鍵。

同時(shí)，汽車的智能化轉(zhuǎn)型也為全球芯片市場開辟了一片新藍(lán)海。

每輛智能化程度偏高的單車，芯片數(shù)量都在1000個(gè)以上。新能源汽車芯片使用量是智能手機(jī)的10倍，其需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消費(fèi)電子市場。

車百智庫預(yù)計(jì)，到2030年，中國汽車芯片市場規(guī)模將達(dá)300億美元，數(shù)量將在1000億至1200億顆/年。從長遠(yuǎn)來看，智能汽車的快速增長可以彌補(bǔ)消費(fèi)電子需求下降對芯片市場帶來的不良影響，成為全球芯片市場的重要支撐力量。

但與中國智能汽車的巨大市場不匹配的是，汽車芯片國內(nèi)供給度不到10%，每一輛汽車90%以上芯片都是進(jìn)口或者在外資本土公司手中。從一些小芯片，到關(guān)鍵芯片，特別是智能芯片，需求越來越大，瓶頸越來越高。

車百智庫發(fā)布的研報(bào)《新變局下中國智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響及建議》顯示，隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局重構(gòu)，過去產(chǎn)業(yè)鏈布局以成本與效率為導(dǎo)向的慣例，將部分讓位于國家安全和產(chǎn)業(yè)鏈安全。

這意味著，中國獲得全球化分工紅利的機(jī)遇將減少，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)追趕國際先進(jìn)水平的難度將大大增加。

具體來看，從特朗普政府的貿(mào)易戰(zhàn)到拜登政府的半導(dǎo)體限制措施，美國對華制裁從單純的貿(mào)易限制轉(zhuǎn)變到現(xiàn)在精準(zhǔn)、系統(tǒng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)研發(fā)工具、裝備、產(chǎn)線和應(yīng)用領(lǐng)域的合圍，導(dǎo)致國內(nèi)汽車電動(dòng)化、智能化變革中，芯片、操作系統(tǒng)等核心基礎(chǔ)產(chǎn)品面臨全面被限制的風(fēng)險(xiǎn)。

在芯片領(lǐng)域，英偉達(dá)智能駕駛Soc芯片、高通智能座艙Soc芯片，分別占據(jù)國內(nèi)大部分高端市場。國內(nèi)，華為、地平線等公司產(chǎn)品雖然實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用，但制造環(huán)節(jié)仍存在被“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。

高端AI訓(xùn)練芯片同樣難逃沖擊。

目前，國內(nèi)幾乎所有云服務(wù)商均采用英偉達(dá)芯片支持其數(shù)據(jù)中心AI計(jì)算，且依舊沒有可全方位替代的同等產(chǎn)品。

2022年8月，美國政府就曾限制英偉達(dá)旗下 A100和H100、AMD 旗下MI250等高性能云端訓(xùn)練AI芯片出口中國。此限制措施覆蓋了包括自動(dòng)駕駛廠商在內(nèi)的眾多“智算數(shù)據(jù)中心”，影響我國自動(dòng)駕駛算法迭代和商業(yè)化應(yīng)用。

軟件領(lǐng)域更難言樂觀。

目前，96%的EDA（Electronic design automation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）IP掌握在美國公司手里，核心汽車芯片IP歐洲+美國占據(jù)95%。因此，商業(yè)化工具軟件和技術(shù)一旦斷供，將影響軟件開發(fā)效率和質(zhì)量。

例如，大疆被禁止使用UI設(shè)計(jì)工具Figma，而國產(chǎn)軟件功能范圍小于Figma，替換軟件需組合使用，導(dǎo)致開發(fā)效率下降和成本上升。

正如中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員駱軍委與中國科學(xué)院院士李樹深在一篇文章中所表達(dá)的，在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，美國擰熄了“燈塔”，中國進(jìn)入了“黑暗森林”。

三

自主可控

美國一系列咄咄逼人的舉措，讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的每一位玩家感受到了凌冽寒意，也為中國敲響了警鐘：自主可控不是一碗明晃晃的雞湯，而是中國必須直面的挑戰(zhàn)。

《新變局下中國智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響及建議》研報(bào)認(rèn)為，近年來，汽車芯片國產(chǎn)化進(jìn)程加速，但技術(shù)、產(chǎn)能、人才等仍面臨挑戰(zhàn)。在芯片自主可控之路上，中國應(yīng)從多個(gè)層面出發(fā)，重新設(shè)計(jì)智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。

第一、加快推進(jìn)智能汽車產(chǎn)業(yè)核心零部件自主化戰(zhàn)略。

應(yīng)持續(xù)提升高端芯片研發(fā)能力，重點(diǎn)攻克制造工藝。短期優(yōu)先利用外部制造工藝技術(shù)滿足現(xiàn)階段需求，中長期重點(diǎn)扶持中芯國際、華虹半導(dǎo)體等晶圓代工企業(yè)突破16nm、10nm、7nm等車規(guī)級產(chǎn)線，用5-10年時(shí)間逐步突破建設(shè)完整車規(guī)級產(chǎn)線。

加快推進(jìn)中低端國產(chǎn)汽車芯片裝車應(yīng)用，重點(diǎn)提升自主產(chǎn)能保障能力。支持中芯國際、華虹半導(dǎo)體、比亞迪半導(dǎo)體等企業(yè)晶圓代工與IDM企業(yè)擴(kuò)大 65/55nm、40nm、28nm等主流車規(guī)級芯片制造產(chǎn)線，建立滿足國內(nèi)汽車需求的最低芯片產(chǎn)能，保障芯片供應(yīng)安全。 

同時(shí)，還應(yīng)加快建立覆蓋半導(dǎo)體材料和設(shè)備的28nm以上制程全國產(chǎn)化車規(guī)級產(chǎn)線，提升芯片制造安全；繼續(xù)推動(dòng)跨國企業(yè)來華建設(shè)本土化產(chǎn)線；扶持國內(nèi)上游芯片設(shè)計(jì)工具、半導(dǎo)體材料和設(shè)備企業(yè)研發(fā)，培育“專精特新”企業(yè)；加快建立適應(yīng)中國國情的芯片產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系等。

其二、加大軟件等先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，改變對外依存度過高局面。

應(yīng)提高汽車軟件的戰(zhàn)略地位，加強(qiáng)科技創(chuàng)新，樹立明確的汽車軟件演進(jìn)路線，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新，建立軟硬深度協(xié)同機(jī)制，推進(jìn)車企“鏈長”制度；實(shí)現(xiàn)Hypervisor、OS、中間件等核心基礎(chǔ)軟件的國產(chǎn)化替代；盡快鼓勵(lì)車企使用國產(chǎn)化產(chǎn)品，以備胎機(jī)制推動(dòng)底層軟件上車迭代等。

其三、加大多層次國際合作，推動(dòng)國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同。

加快智能汽車芯片、軟件的國際合作和走出去建設(shè)。鼓勵(lì)跨國車企與中國本土智能化軟件、芯片、操作系統(tǒng)等企業(yè)的合作。在自動(dòng)駕駛相關(guān)領(lǐng)域，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同、與國際互認(rèn)等。

其四、構(gòu)建汽車芯片、軟件人才生態(tài)體系。

加強(qiáng)人才規(guī)劃。完善行業(yè)人才盤點(diǎn)體系，按照職位、技能兩維度梳理汽車芯片、基礎(chǔ)軟件行業(yè)關(guān)鍵人才引進(jìn)和培養(yǎng)目錄；建立關(guān)鍵人才引進(jìn)機(jī)制；通過專項(xiàng)人才補(bǔ)貼和落戶優(yōu)惠等政策吸引留學(xué)生和海外高級技術(shù)人才回流等。

【全文參考】

[1]《美商務(wù)部長曝打壓中國芯片“兩套戰(zhàn)略” 專家：美高官首公開闡明其系統(tǒng)策略》環(huán)球時(shí)報(bào)-環(huán)球網(wǎng)、倪浩 沈維多

[2]《芯片的苦日子 可能剛剛開始》、葉檀財(cái)經(jīng)、葉檀

[3]《美國限芯會(huì)鎖死中國智能汽車嗎？》、電動(dòng)汽車觀察家、王凌方

[4]《社論丨應(yīng)加快各行各業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，推動(dòng)中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展》、21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道

[5]《趙福全對話李駿院士（全）：從“汽車定義軟件”到“熵減”開發(fā)理念》、趙福全研究院

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)：車百智庫(ID：EV100_Plus)，作者：程鴻鶴