問兄弟們一個問題，你們覺得國產汽車可以完全不用美國的芯片嗎？

上月初，美國政府對咱們宣布了新一輪的出口限制，把 140?多家中國公司加到了黑名單，禁止購買美國的各種半導體產品。

第二天，咱們國內的四大行業(yè)協會集體發(fā)了一份聲明，對美國的限制表示堅決反對，并表示現在美國的芯片產品和供應鏈已經靠不住，建議謹慎采購。

這一攻一防的，火藥味很濃看著也很解氣，但是乍一想，你看像是高通、英偉達對吧，汽車上的很多芯片好像都是用的美國品牌嘛，大家都在用，真就是可以說丟掉就丟掉的嗎？

先考考大家啊，一臺車上都會用到哪些芯片呢？你肯定會說這還不簡單，高通和英偉達對吧。

但其實呢，這倆只是所有車規(guī)級芯片里非常小的兩個分支，因為車上幾乎所有的功能，包括看得見的和看不見的，只要想實現，就都離不開芯片的參與。

所以車規(guī)級的芯片不僅種類多、用途多，一臺車需要用的數量也很多。一臺純電車里頭，各種芯片加起來就會有三千甚至是四千多顆，就連早些年電子系統(tǒng)相對簡單的燃油車，都得用個七八百顆。

雖然看著很多很雜，但車規(guī)級芯片按用途分，大都逃不過下面這個四個類型：計算和控制芯片、功率芯片、傳感器芯片還有其他芯片。

我們稍微解釋一下它們都是干啥的。

首先就是計算和控制芯片。根據復雜的程度，它們往下還可以再分成幾個分支：

最常見的、結構相對簡單的，就是負責控制車上各種硬件的微型控制器 MCU ，比如車窗、空調、電池電機、剎車就都是一些比較簡單的功能對吧，就都會有對應的 MCU 來控制。

比 MCU 高級一點的呢就是 SoC ，也就是系統(tǒng)級芯片。集成度更高、性能更強，負責的也是算力需求更大的任務，就比如大伙很熟的車機芯片。

再高級一點，現在很多電車有但是燃油車基本用不上的，就是 AI 芯片，主要用來運行智能駕駛系統(tǒng)里面的 AI 模型，需要的算力比較大。像英偉達 Orin 、華為昇騰就都是這類。

那第二大類的芯片呢叫功率芯片。

它們的作用就會簡單一些，主要就是用來搞定跟電源、電路有關的功能，比如讓電流在直流電和交流電之間來回轉化啦，調節(jié)電路里的電壓和電流等等。

新能源汽車上很多跟電有關的部份，比如逆變器、電控系統(tǒng)、 DC-DC 轉換器就都得用上功率芯片。很多車企都在說的碳化硅材料，也就是用在功率芯片上的。

再就是傳感器芯片。因為車上有很多種類型的傳感器嘛，比如攝像頭、雷達還有慣性傳感器，為了提高系統(tǒng)的集成度和可靠性，一般傳感器本身會和信號處理芯片、甚至輸出控制芯片結合在一起，共同成為傳感器芯片。

那至于其他芯片里頭就是一些很細很雜的芯片了，比如用來讓車上各個部件交流的通信芯片、用來儲存各種信息的儲存芯片、用來加密和驗證關鍵數據的安全芯片等等，這里就不展開說了。

總之就像我們前面說的，車上只要是涉及到電信號或者信息處理的部份，就都得靠車規(guī)級的芯片處理信息、發(fā)出指令。

那在這么多種類的車規(guī)級芯片里頭，美國公司的地位是啥樣的呢？

你肯定會說這還要問，肯定是壟斷嘛！確實，在高算力的 SoC 和 AI 芯片上，兩家美國公司高通和英偉達基本就是包圓了，而且很長一段時間以內，地位大概都沒人能撼動。

可在此之外的其他市場，美國公司在全球的市占率其實并沒有很高，甚至還有點低。

就拿車上數量最多的芯片 MCU 來說， 2023 年，全球的車規(guī)級 MCU 市場里，英飛凌、瑞薩電子、恩智浦、意法半導體、微芯科技這五家的市占率超過了 90?％。國內也是類似，九成的份額是被巨頭們吃掉的。

但是啊，這里頭英飛凌是德國的，瑞薩是日本的，恩智浦是飛利浦拆出來的總部在荷蘭，意法半導體是意大利和法國合作的，就剩個微芯是美國的了。

就算把范圍從車規(guī)級的芯片擴展到上游的車規(guī)半導體上，美國的德州儀器在 2023 年也只占了全球不到十分之一。

是不是感覺，美國公司就這啊？確實可以不用你的芯片嘛，我換別家還不成嗎。

這么說吧也對，但到頭來還是沒有擺脫對海外企業(yè)的依賴對吧。

為了避免被卡脖子，咱們的車規(guī)級芯片產業(yè)還是得朝著自主可控的目標走，我想這也是四大協會聲明背后的一句潛臺詞。

那按現在國內的車規(guī)級芯片水平，咱們有可能做到對進口產品的完全替代嗎？

為了解答這個問題，我們找了幾位業(yè)內的老哥聊了聊。

答案嘛，大伙應該也能猜到個大概啊，國產替代，有可能，但非常非常難。

因為國外的芯片企業(yè)起步早、經驗多，現在不僅產品超多，性能和質量穩(wěn)定，甚至還把芯片開發(fā)的工具都給壟斷了。國內的企業(yè)想要擺脫它們的影響，那基本就等于我現在想吃蘋果了，但只能先去種蘋果樹。

能吃上，就是得等。

M 老哥是一個給車企做硬件開發(fā)的工程師，他說他日常工作中涉及到的車規(guī)級芯片，最常見的還是英飛凌這樣的海外產品。國內的產品也有，只不過應用的場景相對低端，性能嘛也只是剛剛夠用。

至于差距為啥會這么大， M 表示國內的芯片廠家面前最大的問題，是沒錢和沒時間。

畢竟想要在西方產業(yè)的影響之外靠自己的摸索從零開始，不僅得從巨頭企業(yè)的手里搶飯吃，還得投進去巨大的時間和金錢成本做研發(fā)和驗證。

這里的驗證其實就是我們常說的車規(guī)級認證，因為車規(guī)級的芯片不比手機電腦上的消費級芯片，不僅工作的條件比較惡劣，還得兼顧跟其他部件的電子兼容性。獲得這個認證，就相當于告訴車企我的芯片用在車上不用擔心壞，放心買。

M 對我們說，他經手的項目大都對車規(guī)級認證有著明確的要求，但國內有能力取得高等級認證的產品，其實并不多。核心原因，其實就是周期長，投入大，小企業(yè)根本頂不住。

就比如用來驗證車規(guī)級芯片能承擔受多少溫度考驗的 AEC-Q100?，里頭就有一長串總計 42 項的測試。評價結果，還會從寬松到嚴格分成四個等級。

最高的等級 grade 0?，就要求芯片可以在零下 40?到零上 150?度的溫度范圍里工作。嚴格嗎？嚴格，遠比消費級和工業(yè)級的標準來的高，比它更嚴的也就只有軍工級了。為了符合認證要求，一個企業(yè)往往需要丟進去 1-2 年時間。

但你想啊，這還只是為了看它能抗什么溫度，其他的方面比如設計、工藝、安全性等，該驗都得驗。

最后加起來，一塊車規(guī)級的 MCU 從設計到量產上車，一般會需要 3.5 到 5.5 年，如果想要成為車企的供應商，還得保證未來 5-10?年的持續(xù)供應和 OTA 升級的能力。

像英飛凌、恩智浦這樣的頭部企業(yè)因為起步早、體量大，就不說別的了，光是產品的車規(guī)認證就基本清一色的都是 grade 0?和 ASIL D 這樣賊高的等級，而且產品種類多、技術也很成熟。

對比之下，國內企業(yè)手里本身通過認證的產品就不多，技術和供應能力對比這些巨頭也沒有什么優(yōu)勢，除了靠更低的成本和價格吃一些低端份額，基本沒啥更多的切入空間。

而這就會形成一個比較難受的惡性循環(huán)：

市場因為有技術壁壘在所以不好進去，現有的企業(yè)很難獲得足夠的銷量和利潤來支持研發(fā)，還沒或者準備入局的企業(yè)看到市場空間這么小，研發(fā)投入進去了沒有相應的回報，也很難有積極性去沖擊巨頭們的地位。

那結果就是質量質量和性能還是比不過進口產品，市場份額依舊上不去。

當然還有另一個比較窒息的情況，那就是即使咱們國內的企業(yè)又有技術、又有資金，想要開發(fā)高制程的、相對高端的車規(guī)級芯片還有一個攔路虎，那就是 EDA 工具。

那啥是 EDA 呢？芯片設計，其實就跟蓋樓一樣，在正式動工以前，建筑師得先用 CAD 這樣的工具在電腦上畫圖建模，再放到仿真軟件里去，提前看看自己的設計有沒有漏洞和問題。

芯片在批量生產以前需要經過不斷的調試，把邏輯、布線、時序、安全性可靠性這些方面都通過仿真驗證好，沒問題了才能投向市場。這個過程就得用上一系列 EDA ，也就是電子設計自動化工具。

而美國企業(yè)在 EDA 上，幾乎可以說是全球壟斷了。

現在，全球的 EDA 工具市場里頭有且只有三個巨頭：新思、楷登還有西門子 EDA 。這哥仨加起來一共吃掉了八成的市場，單看國內市占率也有七成以上，而且從 2018 年開始就啥變化了。

而這哥仨里頭的兩個大哥，就都是來自美國的企業(yè)。

那我說我想打破這種壟斷，不用他們的軟件做驗證不行嗎？很難。

因為這哥仨成立的時間都特別早，基本都是上世紀八十年代，幾十年下來不光經驗積累賊多，還搞出了自己的生態(tài)，從前端設計到后端實現，他們都能幫你搞定，而且還各有所長。就算拋開他們不用，一時半會很難找到對應的替代品。

更狠的是，這哥仨還跟世界上主要的幾個晶圓代工廠比如臺積電、三星和英特爾有很深入的合作，讓自己的 EDA 工具能夠最快的適配最新的工藝。只要客戶想用代工廠的先進制程，就必須用這哥仨的 EDA 工具。

M 老哥所在的公司此前就一直用的是楷登的軟件做開發(fā)，直到后來上了老美的名單，導致沒法使用和最先進制程適配的 EDA 工具，只能迫不得已轉向使用更低制程的，甚至是盜版的軟件。

相對來說情況稍微好一些的，是對先進制程要求不高，和車規(guī)級功率芯片有關的車規(guī)級功率半導體行業(yè)。

我們的另一個采訪對象老高，是國內某家車規(guī)半導體企業(yè)的中高層。

他對我們說 MOSFET 、 IGBT 這樣的功率半導體相比于其它制程相對較高的芯片，在技術上基本不存在高門檻和卡脖子，國內而當企業(yè)只要愿意投入就一定能做出像樣的產品。

市場的數據其實也說明了這點，去年中國企業(yè)在國內的市占率已經超過了外資企業(yè)，里頭像是比亞迪半導體、中車時代還有斯達半導因為近幾年新能源汽車發(fā)展賊快，市場份額也是穩(wěn)中有增。

但是啊在老高看來，國內的車規(guī)級半導體行業(yè)想要健康發(fā)展，阻力還是很大的。

只是這個阻力不是來自技術，而是來自整體的競爭環(huán)境。

據他所說，國內現在因為新能源發(fā)展的勢頭太快，不僅車企這頭的需求大，新入局的企業(yè)也多，時間一長競爭就有點變味了。

比如在和很多車企溝通的時候，老高就經常會被要求說，不僅產品要比國際大廠的標準高，價格還要更低。可一味的壓價只會降低供應商們對質量的把控，導致一些產品還沒有完成車規(guī)級的質量管控就流到市場上了。

他還跟我們說了種非常逆天的情況，部分企業(yè)為了又過認證又省錢，會在認證機構和流程上做手腳，要么是不按標準流程做完所有的測試，要么是用品相最好的一批過認證，后續(xù)供貨的時候再降低標準，其實就是耍小聰明。

我們也找半導體行業(yè)內的其他老哥求證了這種情況的普遍性，他們表示情況確實存在，但對于想要良性發(fā)展的企業(yè)來說，這種犧牲質量卷低價的模式對品牌的口碑損害是很大的。

但這也就要求企業(yè)得有足夠的議價權，能拍著胸脯告訴車企我的東西夠好，我不降價。

那這就又回到公司體量和持續(xù)供貨的能力上了，老高對我們說，相比那些研發(fā)制造經驗深厚的國際巨頭，國內的企業(yè)相比之下基本沒有議價的能力，許多企業(yè)最后只能被迫走上卷低價的道路。

他很無奈的表示：?“?到處都是阻力。?”?

所以說啊，跟其他很多行業(yè)的國產化一樣，在汽車芯片上咱們想要做到完全擺脫美國和海外企業(yè)的影響，短時間內確實非常非常難。

可是難，不代表不需要做。就不說之前巴以之間 BP 機這種安全性事件了，在采訪這前面幾個老哥的過程里，有兩個我印象非常深刻的故事，讓我覺得國產替代非做不可。

一是在芯片產品出現 bug 的時候，海外的企業(yè)就是甩臉色，解決問題的態(tài)度非常不積極，采購量不高的企業(yè)往往只能等下一代的產品更新以后，或許才能把 bug 消掉。反觀國內的供應商就是有啥說啥，有問題積極解決，還會邀請客戶一起參與到新產品的研發(fā)里去。

合作的模式明顯更健康。

二是在涉及到芯片設計軟件 EDA 工具的部分，幾個老哥雖然都說幾乎沒咋用過國內廠商的 EDA 工具，但在操作海外 EDA 工具的時候因為操作界面的語言不通，單是學習軟件的功能怎么實現就要花費很大的精力。Mio 老哥就說自己有一次拿到了一個全是中文的操作手冊，感動的眼淚都下來了。

總之，國產芯片替代絕對是大趨勢，我們都能看到它的好處，不單對于自主可控，對于國內的經濟發(fā)展都是有好處，但各種因素導致了這條路并不好走。想要走好，各個環(huán)節(jié)的努力缺一不可。

比如國內成立了小芯片聯盟，計劃將傳統(tǒng)的單芯片方案通過更先進的封裝和集成技術替換成多芯片方案，來降低生產和使用高算力芯片的成本，也能一定程度幫國內的企業(yè)發(fā)展。

甚至我還聽說，華為現在也有在開發(fā)自己的 EDA 工具系統(tǒng)，真的就是從零開始搞自研，真的 salute 。

而就和當年通過政策激勵而成長起來的新能源汽車產業(yè)一樣，對于車規(guī)級芯片的發(fā)展從國家到地方甚至是企業(yè)層面，都有數不清的軟硬性政策，在頭部企業(yè)牽著行業(yè)往前走的同時，從后面推著行業(yè)往前走。

比如采訪的幾個老哥就都有提到，說自己在做項目的時候都會對車規(guī)級芯片的國產化率有硬性的要求，比如一定要有 30%?的芯片供應商是國內的。而這個政策也確實有效，幾年下來符合標準的國內供應商變得越來越多，國產化率也有一直在穩(wěn)步提高。

雖說遠談不上替代國外企業(yè)，但至少已經有了一些向好的苗頭。

但就像當年有許多新能源汽車企業(yè)做假騙補一樣，如今國內的車規(guī)級芯片產業(yè)還是個比較初級和混沌的情況，良心企業(yè)和黑心老板魚龍混雜，想要真正進入健康的循環(huán)，可能真就還得經過一陣時間不短的淘汰賽了。

萬事開頭難嘛，讓我們再給中國企業(yè)多一些時間和耐心，靜待小樹苗長成參天大樹的那天吧。