2024 年 11 月 9 日,在湖北省车规级芯片产业技术创新联合体 2024 年度大会上,一款具有重大突破意义的芯片 ——DF30 高性能车规级 MCU 芯片正式发布,这一成果填补了国内车规级芯片领域的一项空白,为我国汽车产业的自主可控发展迈出了坚实的一步。
取得一定突破但市场份额仍较低:目前国产车规级芯片在部分领域已取得突破,像比亚迪半导体、芯驰科技、杰发科技、地平线等国产供应商在功率半导体、存储芯片、计算芯片和控制芯片等方面已实现量产销售。然而,整体上国产车规级芯片的市场份额仍然较低,供应商仍以进口厂商为主,国产厂商市占率整体低于 20%。尽管国内企业在中低端 MCU 芯片上逐渐赶上,但高端市场主要被意法半导体、英飞凌、德州仪器、瑞萨电子等外资厂商占据。
产业链逐步完善但仍有提升空间:从产业端看,我国芯片产业布局车规芯片的企业相对完善,涉及领域覆盖车规芯片标准、设计、制造、封装、应用等全产业链。并且,产业内的企业合作与联盟不断加强,如湖北省车规级芯片产业技术创新联合体,成员单位已扩展至 44 家,为国产车规级芯片的研发和产业化提供了有力支持。不过,在一些关键技术环节和高端设备方面,我国仍然依赖国外,产业链的自主可控程度还有待进一步提高。
政策支持力度大但面临挑战:我国将智能网联汽车、集成电路等纳入国家发展战略,多地政府针对汽车芯片产品领域的技术研发、技术培育出台相关产业政策,支持和鼓励车规级芯片发展。但国产车规级芯片产业不可避免地面临外部挑战,例如国际竞争压力、技术封锁等。同时,车规级芯片研发难度较大,具有安全指标要求高、使用容错率低的特点,这对国内企业的技术研发和产品质量控制提出了很高的要求。
DF30 芯片由东风汽车牵头组建的湖北省车规级芯片产业技术创新联合体研发。它是业界首款基于自主开源 RISC - V 多核架构、采用国内 40nm 车规工艺开发,并且实现全流程国内闭环的高端车规 MCU 芯片。该芯片已通过 295 项严格测试,功能安全等级达到 ASIL - D 的最高标准。其具备 “高性能、强可控、超安全、极可靠” 四大特性,能够应对各种复杂多变的车载应用场景。无论是在极端的高温酷暑,还是严寒冰冷的恶劣条件下,都能确保车辆稳定运行。
在应用领域PG电子通信方面,DF30 芯片适配国产自主 AutoSAR 汽车软件操作系统,具有完善的开发环境,可广泛应用于动力控制、车身底盘、电子信息、驾驶辅助等关键领域。这不仅为我国汽车产业的智能化、电动化发展提供了有力的支持,也为国产汽车品牌的崛起奠定了坚实的基础。
湖北省车规级芯片产业技术创新联合体成立于 2022 年 5 月,由东风公司联合 8 家企事业单位和高校共同组建。经过多年的努力,联合体终于在车规级芯片领域取得了这一突破性的成果。目前,创新联合体成员单位已扩展至 44 家,涉及领域覆盖车规芯片标准、设计、制造、封装、应用等全产业链。这一强大的产业联盟为 DF30 芯片的研发和产业化提供了坚实的保障,也为我国车规级芯片产业的未来发展奠定了良好的基础。
东风汽车研发总院院长杨彦鼎表示,车规级芯片作为汽车产业的核心部件,对汽车产业健康可持续发展至关重要。DF30 芯片的发布,对推动国产芯片替代,构建安全稳定的产业链、供应链,助力汽车行业和上下游企业高质量发展具有重要意义。随着我国新能源汽车和智能网联汽车的快速发展,车规级芯片的市场需求将持续增长。相信在 DF30 芯片的引领下,我国车规级芯片产业将迎来更加广阔的发展前景。
在 DF30 芯片发布的背后,是我国半导体产业不断努力和创新的结果。近年来,我国半导体产业在政策支持、资金投入和人才培养等方面不断加大力度,取得了一系列重要的成果。DF30 芯片的成功研发,不仅展示了我国在车规级芯片领域的技术实力,也为我国半导体产业的发展增添了新的动力。
在国产车规级芯片产业的发展进程中,产业协同共进宛如一座坚实的桥梁,连接着各个关键环节,构建起繁荣的产业生态。
芯片设计是整个产业链的源头,企业需要深入了解汽车复杂的功能需求,从动力控制到驾驶辅助,从车身底盘到电子信息系统,设计出高性能、高可靠性的芯片架构。这不仅要求设计企业具备先进的技术能力,更要与汽车厂商密切沟通。就像 DF30 芯片的设计,东风汽车等车企为设计企业提供了精准的需求方向,使芯片能完美适配汽车应用场景。
晶圆制造环节则是将设计蓝图变为实体的关键步骤。国内的晶圆制造企业在提升工艺水平上持续发力,与芯片设计企业紧密配合,针对车规级芯片的特殊要求,优化生产流程,保证芯片的高质量生产。同时,封装测试企业也至关重要,他们为芯片提供最后的质量把关和性能优化。在这个过程中,各方协同合作,解决了从芯片的微小封装到复杂测试环节的诸多难题。
此外,高校和科研机构是产业生态中不可或缺的智慧源泉。他们为产业输送了大量专业人才,这些人才带着前沿的知识和创新思维,投身于车规级芯片产业的各个环节。同时,科研机构与企业开展联合研发项目,攻克了一系列技术难关。政府也发挥了关键作用,通过制定优惠政策、提供资金扶持等方式,为产业发展营造良好的政策环境,引导资源向车规级芯片产业汇聚。正是这种全方位、多层次的协同共进,让国产车规级芯片产业生态日益完善和强大。
市场需求持续增长:随着我国新能源汽车和智能网联汽车的快速发展,汽车单车芯片的数量和价值将显著增加。根据相关预测,到 2030 年,MCU 在单车价值所占的比例将从目前的 10% 增长到 25% 甚至到 30%,车规级 MCU 市场的潜在规模巨大,这为国产车规级芯片产业提供了广阔的市场空间。
技术创新加速:国内企业将不断加大研发投入,在芯片架构、制造工艺、封装测试等方面进行技术创新。例如,DF30 芯片就是业界首款基于自主开源 RISC - V 多核架构的车规级 MCU 芯片,这展示了我国在芯片技术创新方面的努力和突破。未来,国产车规级芯片将不断提高性能、降低功耗、提高可靠性,以满足汽车产业日益增长的需求。
国产化进程加快:在国家政策的支持和市场需求的推动下,国产车规级芯片的国产化率将逐步提高。国内车企正加快通过投资、合资、自主研发等途径来构建安全和成本可控的芯片供应链。以东风集团为例,到 2025 年,东风集团计划实现 60% 的国产化率,这将有力地推动国产车规级芯片的应用和发展。
产业协同合作加强:车规级芯片产业的发展需要产业链上下游企业的紧密合作,包括芯片设计企业、晶圆制造企业、封装测试企业、汽车厂商等。未来,产业内的企业将加强协同合作,共同攻克技术难题,提高产业整体竞争力。同时,企业与高校、科研机构的合作也将不断加强,促进技术成果的转化和人才的培养。
未来,我国车规级芯片产业将继续加强技术创新,提高产品质量和性能,不断缩小与国际先进水平的差距。同时,还将加强产业链协同合作,推动产业上下游企业之间的深度融合,共同打造具有国际竞争力的车规级芯片产业集群。相信在不久的将来,我国的车规级芯片产业将在全球市场上占据重要的地位,为我国汽车产业的发展提供更加有力的支持。