曾经，车规级芯片一直是外资巨头的天下。
2020年底，汽车芯片短缺危机的出现，叠加智能化、电气化变革，让车规芯片重要性持续凸显，汽车芯片国产化随之被提上日程。
过去两年，在汽车芯片的各个细分赛道均涌现了大批本土企业，开展自主突围。为更好地实现车规芯片自主可控，同时打造差异化竞争优势，部分车企甚至亲自下场“造芯”。毕竟对于智能电动汽车而言，芯片的用量和性能优劣，不仅关乎车辆的性能表现，更是决定整车智能化、网联化水平的核心因素。
在产业链上下游的积极联动下，目前车规芯片国产化进展如何？
据盖世汽车研究院最新分析数据显示，在智驾芯片、座舱芯片、MCU等计算控制类芯片，以及功率半导体领域，整体国产化率相较于前两年有明显提升。而在通信、传感器、存储以及信息安全等应用领域，过去两年国产芯片也取得了不错进展，但很多细分技术领域仍然由外资巨头垄断，整体还面临着产品线覆盖范围有限、工艺能力不足、高端芯片制造短板明显、应用支撑少等突出挑战。
车芯国产化，进展显著
如果从车规芯片整体市场格局来看，外资巨头毫无疑问依然占据绝大部分市场份额。
据Semiconductor Intelligence 分析数据显示，2023年汽车半导体市场营收预计达670亿美元，同比增长12%。按销售额排名，Top10供应商依次为英飞凌、恩智浦、意法半导体、德州仪器、瑞萨、安森美、博世、ADI、高通和罗姆半导体，合计占据73%的市场份额。
这意味着，其他大部分玩家仅分得剩下不足30%的市场。其中在中国市场，目前国产车规芯片自供率不过10%左右，不仅国产化率低，而且本土企业规模整体相对较小。
而作为对比，中国新能源汽车产销量已连续9年位居全球首位，照此趋势，接下来整体规模还有进一步提升空间，这将催生巨大的车规芯片搭载需求。据盖世汽车研究院预测，到2030年，中国汽车芯片市场年需求量将超过450亿颗。目前，智能电动汽车上单车芯片平均搭载量已经超过1000颗，未来高阶自动驾驶汽车有望进一步突破3000颗。
巨大增量空间，叠加国内在车规芯片领域的固有“短板”，自主突围势在必行。
令人振奋的是，历经数年追赶，本土玩家在外资巨头盘踞的车规芯片市场，已经初步撬开一道口子。
据相关分析数据显示，2021年的时候，国内车载计算和控制芯片自主率尚不足1%，功率半导体不足10%。但到今年，据盖世汽车研究院最新分析数据显示，车载计算和控制芯片的国产化率已提升至不足5%，而功率半导体则提升到了15%-20%。
具体来看，在计算芯片领域，以智驾芯片和座舱芯片国产化进展相对较快，目前中低算力芯片均已具备较强实力，量产搭载率就是最直接的证明。
据盖世汽车研究院配置数据显示，今年1-6月，仅在智驾域控芯片前装标配量Top10中，自主至少占据4席，分别是华为昇腾610、地平线征程5、地平线征程3和爱芯元智凌芯01，装机量依次为214,530颗、106,157颗、51,665颗和13,158颗（国内新能源乘用车终端销量，不包含进出口和选配，下同），四款芯片合计市占率达18.8%，而2023年只有13.9%，增长显著。特别值得一提的是华为，2023年尚在榜单末位，上半年已快速跃升至第三名，其后，由华为赋能的问界系列持续热销为关键支撑。
另外还有黑芝麻智能、芯擎科技、后摩智能、辉羲智能等，亦在积极布局追赶。而除了第三方供应商，以蔚来、小鹏、理想等为代表的新能源车企，也都已开始下场造芯片。
近日，蔚来宣布该公司自研的首颗车规级5nm智能驾驶芯片神玑 NX9031正式流片成功，在此之前，蔚来已于2023年推出了其自研的激光雷达主控芯片 " 杨戬 "，并成功量产。小鹏汽车自研的智驾芯片据悉已送去流片，预计8月回片。而理想汽车，布局相对晚一些，其芯片项目代号据传是“舒马赫”，也将于年内完成流片。
整体来看，国产智驾芯片龙头企业在大部分技术指标上，已经实现了与国际大厂对标，现阶段正朝着更高算力和性能迈进。
在智能座舱芯片领域，本土厂商也开始占据一席之地，但整体进展略落后于智驾芯片。
1-6月，在智能座舱域控芯片装机量Top10中，本土品牌占据三席，分别是华为、芯擎科技和芯驰科技，装机量依次为90,692颗、88,929颗、32,590颗，对应市场份额分别为3.9%、3.8%和1.4%。而2023年Top10中只有两家本土品牌上榜，合计市占率仅为2.2%。
或许与高居榜首的高通相比，本土厂商还有很大差距——高通座舱域控芯片上半年累计装机量达1,552,947颗，对应市占率为66.7%，但无论如何，历经数年摸索，国产芯片总算杀出了一条“血路”，与国际巨头的差距已经在逐渐缩小。要知道数年前，无论谈起智驾还是座舱芯片，基本看不到国产厂商的身影。
同样改善显著的还有MCU。在车身域和座舱域，国产中低端MCU已进入市场，不少本土方案已经实现上车应用，主要玩家包括比亚迪半导体、杰发科技、兆易创新、芯驰科技、芯旺微等。而在动力域、底盘域和智驾域，MCU国产化率相对较低，但也已经有少量企业在开发高端MCU，并开始配套主机厂。
比如四维图新旗下杰发科技，据最新统计数据显示，目前MCU累计出货量已超5000万颗。芯旺微电子旗下KungFu内核车规级MCU，累计出货量已突破1亿颗，应用覆盖底盘、车身控制、汽车照明、智能座舱、电机电源和辅助驾驶等多个领域。
另一大类则是功率半导体，得益于过去几年新能源汽车在国内的快速爆发，本土玩家也取得了不错进展。尤其在IGBT领域，通过与本土Tier1深度协同，目前国内已基本实现国产替代，现阶段正朝更高端的SiC进击突围。
据盖世汽车研究院配置数据显示，1-6月，在新能源乘用车驱动电控领域，功率器件供应商装机量Top10中，自主占据了6席，分别是比亚迪半导体、中车时代电气、中芯集成、斯达半导、士兰微和芯聚能，合计占据42.7%的市场份额，已经展现强劲冲击力，正引领功率半导体加速国产化。
其中仅比亚迪半导体，装机量就达到了999,214套，占据高达20.8%的市场份额，稳坐头把交椅，为第二名英飞凌的两倍。其后，今年以来比亚迪新能源汽车在终端市场持续热销是关键支撑。
据比亚迪最新公布的销量数据显示，今年1-7月，比亚迪新车销量累计达1,955,366辆，同比去年的1,517,798辆，增长28.83%。据盖世汽车研究院最新预测数据显示，2024年，比亚迪整体销量有望达到376万辆。这意味着，接下来比亚迪在功率半导体领域的表现将继续值得期待。
全面突围，仍待时日
结构性改善的另一面，同时也意味着结构性短缺。
诚然，国产车规芯片历经数年奋力追赶，在部分领域已经取得不错进展，但如果放眼整个车规芯片产业，面临挑战依然不容忽略。
除了计算控制类芯片和功率半导体，在整车上芯片还广泛应用于传感器、存储、通信、信息安全、驱动等领域，在这些细分市场本土企业大多处于产业化初期，尤其在高端芯片应用领域，仍然缺乏成熟解决方案。
过去几年，伴随着智能驾驶快速发展，对摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感器的搭载需求大幅提升，由此驱动传感器芯片市场规模也随之上涨。据盖世汽车研究院分析，2022年，中国汽车传感器芯片市场规模约为210亿元，预计到2025年将超过300亿元。
然而在传感器芯片领域，现阶段国内虽具备一定设计、制造能力，整体国产化率不足4%。具体来看，在图像传感器领域，国内以豪威科技表现较为突出，但与排名第一的安森美相比，仍然还有很大差距。毫米波雷达芯片更为严峻，基本由英飞凌、恩智浦、TI、ST等外资巨头所垄断，国内近年来虽涌现了加特兰、矽杰微等一批本土玩家，整体还处于追赶状态。
据加特兰6月公布数据，目前该公司产品已进入20余家车企，实现超200款车型搭载，截止2024年一季度，加特兰毫米波雷达芯片累计出货超800万颗。而作为对比，英飞凌的77GHz雷达芯片，早在几年前累计出货量就达到了2.5亿片。
激光雷达芯片领域，无论VCSEL芯片还是SPAD芯片，国内同样处于刚起步阶段。不过值得注意的是，以禾赛科技和速腾聚创为代表的头部激光雷达企业，均在积极布局自研芯片，目前来看进展不错。另外，华域汽车电子分公司近日也宣布，该公司通过和灵明光子合作，实现了SPAD芯片应用的实质性突破。
另外，在驱动芯片、存储芯片、安全芯片等领域，境况大都相似。其中在驱动芯片领域，现阶段功能安全要求不高的驱动类芯片已具备国产化能力，比如LED车灯驱动芯片，国产技术较为成熟，以英迪芯微、集创北方、纳芯微等为代表的本土企业，已相继实现车规产品量产。而功能安全要求相对较高的电控驱动、显示驱动类芯片，由于本土车规级工艺不成熟，产品丰富度和制造经验不足，仍然由外资品牌占据主导地位。
存储芯片方面，国内虽有江波龙、北京君正、兆易创新、西部数据等企业实现了小批量应用，车规级NAND FLASH和DRAM整体技术水平仍落后于外资巨头，缺少车规产品应用，尤其是大容量车规NAND FLASH，性能相对偏低。
而通信芯片方面，在CAN/LIN芯片、以太网Phy芯片以及车载SerDes芯片等核心技术领域，过去几年国内也均实现了相应技术突破，相关玩家如紫光展锐、裕太微电子、瑞发科、慷智科技等，但整体同样处于起步初期，产业化不成熟。
国产车规芯片艰难突围背后，挑战是多方面的。相较于欧美等成熟市场，中国芯片产业不仅起步晚，技术积累时间短、人才储备不足，而且还面临关键制造设备国产化率低、性能落后、制造工艺不足等多重痛点。
一个不容忽略的事实是，当前很多活跃于芯片领域的本土企业，都是近几年才推出首款车规级产品，甚至公司首款量产产品。这意味着，与欧美大厂相比，本土芯片企业普遍研制历史周期短，大规模应用适配及测试验证不足，因此在产品质量一致性、工艺稳定性和应用可靠性等方面，相较国际先进水平均存在一定差距。
“值得注意的是，有些产品即使打上‘合格’，也不代表可靠。因为合格测试只是按照标准来做，而可靠性则跟各种应用、各种场景的长期使用密切相关，不是测试合格就可靠，这是两个不同概念，”此前在2024中国汽车论坛上，工信部电子五所元器件与材料研究院高级副院长罗道军表示，“换言之，可靠性与时间有关系，经得起时间检验的质量才能称得上可靠。”
因此，罗道军认为，面对国产车规芯片导入过程中可能出现的潜在风险，建立对车规芯片全生命周期的可靠性保障体系，对车规芯片应用将至关重要。
而除了这些共性问题，在不同细分领域，还有各自特殊的挑战。比如在电源芯片领域，缺乏具备功能安全要求的电源芯片开发经验，高压BCD工艺等特殊工艺制造能力不足。控制芯片则面临关键IP和制造工艺能力严重不足，国内产线开发积极性低等多重挑战。
“其中特色工艺带来的‘卡脖子’问题，我认为会是未来3-5年国产芯片替代里面亟待解决的问题，包括MEMS工艺，”长城资本上海区总经理贡玺认为，“另外，对芯片诉求比较多的主机厂，将会自建芯片检测能力，以形成从Tier2-Tier1-OEM的整体供应商检测能力闭环。”
而高性能SoC，过去两年虽有多家企业成功实现从0到1量产突破，整体还存在工具链及软件生态不足，制造强依赖台积电，EDA受贸易制裁影响大等痛点。尤其是贸易制裁，已经成为国产芯片自主向上主要的“拦路虎”。
7月中旬，外媒报道称，美国正计划对东京电子和阿斯麦展开调查，重点审查两家公司对华出口半导体设备的贸易。作为全球最大的光刻机生产商，阿斯麦占据了高端光刻机市场高达80%的份额，并且还是全球唯一一家能量产EUV的厂商。换言之，要想生产7纳米以下先进制程芯片，绕不开阿斯麦的光刻机。
不仅如此，路透社援引知情人士的消息报道称，美国拜登政府还计划进一步收紧对华芯片出口限制，并将于8月颁布一项新规定，允许美国对外国制造的产品实施管制，只要这些产品使用了哪怕一丁点美国技术。
据悉，在新规定下，出口将受到影响的国家和地区包括以色列、中国台湾、新加坡和马来西亚，而大约6家中国芯片制造厂将被禁止从受美国规定影响的国家或地区进口芯片。此外，美国还计划将大约120家中国实体列入其限制贸易清单，其中包括这6家芯片制造工厂，以及工具制造商、EDA软件提供商等。
尽管目前，上述新规仍在草案阶段，最终内容可能会有所改变，全球芯片产业历经前几年的激烈“拉锯”，从全球化运作转向区域化重构，已经是不争事实。
展望未来，国产车规芯片厂商的突围之路，将仍然机遇与挑战并存，全面突围任重道远。
