正確認識汽車芯片斷供危機 產業新局應從“芯”開始
編者按:去年,我國汽車全年銷量完成2531.1萬輛,同比增速收窄至2%以內,繼續蟬聯世界第一。但不容忽視的是,在汽車芯片、自動駕駛基礎軟件、耐高溫高壓電容、超高速軸承等領域涉及的“卡脖子”難題日益突出。在“十四五”開局的重要節點,汽車產業如何破解相關難題,已經成為業內外關注的話題。近年來,國際大環境深刻告訴我們,科技領域的對話看重實力,雖然不是每個關鍵技術都要靠自己解決,但至少要擁有談判的籌碼,才能平等對話。本報將圍繞汽車產業諸多“卡脖子”難題展開系列報道,希望能夠幫助我國汽車工業早日構建自主可控的供應鏈體系和強大的產業格局。
芯片斷供引發的“卡脖子”危機已經成為當前汽車行業關注的焦點。無論是全國兩會期間來自汽車行業的代表委員建議,還是部分企業因為斷供引起的連鎖反應,汽車芯片這個在汽車諸多零部件中看上去體積不大,卻起著重要決策作用的零部件,讓汽車行業高度重視。事實上,在汽車芯片和其他核心零部件技術領域,中國汽車產業都存在短板,有些甚至隨時面臨著被“卡脖子”的風險。我們應如何正確認識芯片的斷供危機?怎樣才能避免被“卡脖子”風險?未來,面對諸多核心技術領域的短板,如何才能做到自主可控甚至成為世界汽車產業鏈體系中的超級大國,是當前中國汽車人必須思考的問題。
♦正確認識芯片斷供危機
中國汽車芯片產業創新戰略聯盟聯席理事長董揚在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,去年底至今年初的汽車芯片供應緊張,是一種短期現象,是因為一些突發因素造成的,不是芯片產能不足,也并非中國被“卡脖子”,相關問題可能在二季度就可以得到緩解。國際上,芯片大國對疫情恢復的預計不足、對經濟復蘇的判斷也出現一定偏差,這導致芯片生產不足,再加上美國大雪等突發因素,出現了暫時的芯片供應緊張。“所有芯片都或多或少出現暫時的供應不足,也不是只有中國遇到這樣的問題,歐美等國家也面臨同樣的問題。”董揚表示,智能家電、手機企業等加大了芯片的采購,在一定程度上擠占了汽車芯片的產能。董揚強調,目前的芯片問題不是研發問題。總體而言,汽車類芯片的技術發展是均衡的、連續的,長期看不會出現太大的斷供風險。
“我們要正確認識當前芯片的斷供危機。”國家新能源汽車技術創新中心總經理原誠寅表示,當前芯片斷供的因素有很多。疫情影響下,一些芯片流片生產商產能不足,再加上美國等國遭遇自然災害,加劇了這種產能不足,使得全球普遍遭遇芯片斷供危機。受疫情等因素影響,我們對汽車產能的預估不足,而正常企業大多實行訂單式生產,預定的芯片不夠,芯片從訂單到供貨可能需要8~9個月的周期,追加訂單很難短期內供貨。一些消費類產品在疫情期間訂單激增,如中國的一些智能家電生產商,芯片訂單大幅增加,勢必會搶占一些芯片產能。原誠寅判斷,此輪芯片斷供危機可能會到三季度才得以緩解。
在中國汽車工業咨詢委員會主任安慶衡看來,認識不足是造車芯片被“卡脖子”的根本原因。過去,中國汽車產業對新能源汽車發展、對智能網聯汽車發展認識不足,造成了對發展芯片認識不足。“不少企業,即使較早做新能源汽車,也大多是對電池布局,在電池包的制造、電控研究和車載大屏上下功夫,對于芯片的研究很少。”安慶衡說。
“目前的芯片供應緊張問題可能會影響一季度、二季度部分企業的產能,但長期看,不會對我國汽車生產造成太大影響。”中國汽車工業協會常務副會長兼秘書長付炳鋒認為,芯片短期的供應不足會加速我國汽車行業的產業結構調整。一些低端產品可能會受到芯片供應不足的影響更大一些,這恰恰與我國汽車行業去年就已經開始的產業結構調整相適應。在此輪結構調整過程中,那些低端產品的競爭力正在變弱,甚至有些產品(企業)已經退出了市場,芯片的供應不足,會加快這些產品的退出。“我個人堅信汽車行業骨干企業具備很強的研發能力,有實力的企業一定會有效利用好資源,推出更好的產品滿足消費升級的需求,推進實現市場的結構調整。”付炳鋒說。
♦芯片短板需要高度重視
雖然此輪芯片斷供危機是受一定突發問題影響造成的,也有望在短期內得到解決,但芯片的短板問題客觀存在不容忽視。安慶衡認為,過去,我們對于基礎研究做得不夠。“自主開發下功夫不夠,芯片以買為主,能用就行。”安慶衡說。在這種思維下,自己造不了,一短缺自然就要被“卡脖子”,沒有主動權。安慶衡強調,芯片,特別是車規級芯片對算力要求非常高,制造工藝復雜,要形成生產能力所需投資很多,國內具備生產條件的企業很少,水平也有限,自然很容易被“卡脖子”。中國汽車芯片產業創新戰略聯盟數據顯示,我國汽車芯片的費用,2019年約為400美元/車,2022年將達到600美元/車;預計2022年我國汽車市場銷量約為2500萬輛,由此估算,屆時,我國車芯片市場規模可達150億美元。市場規模很大,但芯片的自主化率很低。據有關單位統計,我國汽車用各類芯片的自主率只有1%到10%不等,“車用芯片的自主化發展還有很長的路要走。”安慶衡說。數據顯示,目前中國的芯片95%左右依靠進口,僅有5%左右是國內采購,雖然國內具備一定的生產能力,但在28~40納米,甚至更高級別的車規級芯片的生產能力,國內企業幾乎都不具備。
“車規級芯片相較于消費類芯片有很大挑戰。”原誠寅強調,首先,車規級芯片有很寬的分區。一般手機類芯片使用環境是-25℃~45℃;而車規級芯片如安裝在發動機艙的芯片,要求覆蓋-45℃~175℃的使用溫度。在壽命方面,手機芯片可能一兩年就能滿足需求了,因為幾乎沒有人還在使用十年前的手機;而汽車的基礎使用壽命要求在十年以上,供應商備件還需要在此基礎上延長一定時間。車規級芯片還要求具備很高的可靠性。“手機可以隨時重啟,而汽車對安全性的要求則很高。”原誠寅說。更為關鍵的是,寬分區、長壽命、高可靠性的車規級芯片還被要求有很高的性價比,這些使得車規級芯片面臨很大的挑戰。
自主化率低的同時,我國在芯片方面缺少發言權。“芯片生產中最難的晶圓被臺積電等企業控制,國內企業沒有多少發言權。”安慶衡表示,目前,在芯片研發、設計方面,我們取得了不同程度的進展,但在生產方面存在很大不足,即使在設計方面,地平線這樣的企業也很少,整車企業采用國產芯片的比例也非常低。芯片嚴重依賴進口是我們不得不正視的現實問題,這樣的現實也增加了被“卡脖子”的風險。“雖然外國公司不會放棄中國市場,但短缺是事實,在供不應求時,優先保自己,自然就會造成中國被‘卡脖子’。”安慶衡強調,美國的技術封鎖是客觀存在的,他們可以通過控制芯片供貨、價格、進度等關鍵重要設備采購等方法,阻礙中國自主芯片發展。技術封鎖就是在“卡脖子”。
董揚強調,雖然中國目前在芯片設計、開發方面已經具備了一定的實力,但芯片是一個高度全球化產業鏈體系,某一兩個國家(地區、企業)主導生產或設計供全球是客觀存在的,中國是這個國際化產業鏈體系中的一環,過去更多承擔著使用者的角色,近兩年開始在芯片方面嶄露頭角,并涉足生產。但芯片生產對生產工藝、設備等要求極高,無法在一夕之間徹底解決相關問題。在他看來,即使中國具備了芯片的設計、生產能力,也沒必要把所有的芯片設計、生產工作都放在國內,而是應該融入國際芯片供應鏈體系中,在市場經濟規律作用下,尋求最經濟的發展方式。“芯片的產業鏈體系就好比是一個商店,在這里,有供有求,有性能有價格,大家都是根據自身需求,按照最佳性價比原則買東西,在這個商店內尋求發展。”董揚強調,即使將來我國具備了較好的芯片生產能力,也不一定所有芯片都自己生產,就像美國也會考慮把一些附加值不高的產品重新放到本國生產一樣的道理,要兼顧商業利益和產業鏈安全。
♦測試、認證標準缺失
在原誠寅看來,目前我國汽車工業在基礎元器件、基礎軟件、基礎材料和基礎工藝方面都存在不同程度的“卡脖子”問題。以芯片為例,我們具有一定的設計能力,但在芯片的流片生產、集成方面存在很大不足。“我們說芯片供應不足,首先反映在博世、大陸等車用電子供應商的供貨不足。車用芯片不是作為一級原零部件供應商存在的,芯片是作為電子系統的一部分裝車的。”原誠寅表示,我國在車規級新品的生產方面存在一定缺陷,目前國內還沒有廠家可以提供車規級芯片的流片生產,這就導致一旦國外的工廠停產或供貨能力不足,就會出現斷供風險;其次,在車規級芯片的設備和工藝方面也存在被“卡脖子”問題。在芯片的生產設備光刻機方面,國內沒有供應商,相應的設備掌握在荷蘭、德國等少數幾個國家手里,一旦他們不把設備賣給中國,我們必然被“卡脖子”;最后,在基礎工藝方面,我國存在很大不足和短板。目前,國內的芯片流片生產商具備一定消費類芯片的生產能力,但在車規級芯片方面卻存在很大缺口。這也是中國車企不敢輕易采購國內芯片的原因之一。再向行業層面延伸,我們在芯片的標準、測試認證等方面也存在不足。
需要注意的是,在發展芯片等核心關鍵技術的過程中,我們要先解決一些現實問題。不容忽視的是,除生產設計之外,目前,我國在車規級芯片的測試、認證方面還處于探索階段,缺乏自己的測試標準和認證體系,這也是即使有些國內廠商推出了車規級芯片,整車廠也不敢輕易使用國產芯片的原因之一。
加快構建芯片測試、認證體系,但現實的問題是,汽車行業對芯片的了解不夠,甚至提不出有效需求;芯片產業對汽車行業的需求也存在一定偏差,不知道汽車到底需要什么樣的芯片。“供需對接中,汽車行業認為芯片行業拿不出滿足汽車需求的芯片;芯片行業則抱怨汽車行業提不出明確需求。這種供需對接的錯位根本上是源于雙方對彼此的了解不夠。”董揚介紹,中國汽車芯片產業創新戰略聯盟(以下簡稱“聯盟”)的成立就是要建立我國汽車芯片產業創新生態,打破行業壁壘,補齊行業短板,而加強汽車產業和芯片行業的溝通正是聯盟的重要工作內容,通過聯盟的平臺加強雙方的溝通、了解,搭建有效的跨界人才培養體系,從基礎、從底層做起,推動中國汽車芯片技術的發展。
♦加快建立協同創新產業生態
付炳鋒提出,強鏈補鏈不僅需要市場,還需要政府、行業的集體力量。尤其是面對一些核心技術,國家要加大支持力度,加大科技創新投入,幫助行業補短板。現在,全行業已經認識到相關問題的嚴重性并給予高度重視,相信這一問題的解決不會花費太長的時間,尤其是目前有關管理部門已經牽頭成立了專項工作組針對這一問題展開專項攻關,行業一定會集中全力加快自主車規級芯片的研發和市場化推廣,“卡脖子”問題一定會得到逐步解決。
安慶衡表示,過去芯片企業不為汽車行業服務,整車企業和芯片企業各干各的,很少合作,沒有形成合力,自然在車規級芯片方面就會存在短板。我國在消費類電子芯片方面有一定的基礎,但車規級芯片在很多方面都有更高的要求,而車企與芯片企業又缺乏合作,自然無法供應符合汽車行業要求的車規級芯片,也不利于芯片行業的發展。董揚也認為,了解不夠,是造成中國汽車芯片發展緩慢的原因之一,聯盟的成立就是要聚焦汽車芯片,不要把芯片局限在新能源汽車和智能網聯汽車的零部件采購中,打破壁壘。在對等原則下,讓車企、芯片企業和零部件企業一起加強溝通和聯系,共同推進車規級芯片的開發和應用,加快建立一個聯合創新的產業新生態。他建議,可以在芯片領域試行首臺套政策,用“政策保險”的手段加快推進自主芯片的使用。“關鍵是要建立生態體系。”董揚強調。
站在構建安全可靠的供應鏈體系和搶占未來發展至高點的角度,發展芯片尤其是汽車這種技術水平要求更高的產業,對我國汽車產業發展勢在必行。“我國汽車工業已經由過去的跟隨階段邁入創新階段,一些關鍵的零部件,過去我們靠進口就可以解決,而創新階段不掌握核心技術是不利于創新的,尤其是智能網聯和新能源汽車時代,芯片對汽車產業的創新發展至關重要,不掌握芯片的開發設計甚至生產技術,不利于我們創新。”董揚強調,中國生產著全球1/3的汽車,未來可能還會更多,這么龐大的市場,讓我們具備建立一個完全安全可控自主的芯片產業鏈的基礎,“我們具備發展自主芯片的基礎和能力,也有很強的需求,所以我們要發展芯片,不是因為被“卡脖子”了而不得不為之。”董揚認為,即使將來我們成為芯片超級大國,我們也不會去“卡別人脖子”,“我們不封閉,也不搞壟斷。”董揚說。這是中國作為一個汽車大國的責任擔當,也只有這樣才能更好促進世界汽車工業的發展。董揚特別強調:“在芯片等核心零部件方面,我們不要設置國產化率之類的目標,只要中國是芯片這個國際化市場發展體系中,最具活力的一員就夠了,國產化率并不能說明問題。”
之所以說我們具備自主發展芯片產業的能力,還在于經過多年的發展,我國培養了一個龐大的工程師團隊,而勤奮是中國汽車工業這片土壤賦予中國汽車工程師的特質。雖然從地域上看,中國本土并非軟件方面研發人員最大的聚集地,但全球華人軟件工程師團隊是一個龐大的群體,甚至有數據顯示,在AI領域,華人工程師占比很高,這些華裔工程師完全可以“為我所用”。強大的市場支撐,強有力的人才隊伍,再加上中國汽車工業最具創新活力的創新土壤,完全可以支撐中國發展自主可控的芯片產業。
面對芯片等核心技術卡脖子問題,原誠寅認為,我們應該有合理的規劃,發揮全產業鏈上下協同的機制,從源頭尋求解決之道。“我認為,當前中國在基礎科學研究方面,從體制機制上存在一定的缺陷。”原誠寅認為,基礎科學研究是一個長期的過程,必須有容錯機制和完善的配套體系支撐。目前,我國的科學研究都是以目的為導向,要求短時間內拿出成果,這本身就存在很大的弊端,“有些研究,可能一個科學家一輩子也弄不明白,或者出不了什么大的成果,但是這個研究的過程是必須的,他的價值在于在研究過程中的新發現。這也是我們很多基礎研究都落后的根本原因。”原誠寅強調,在很多方面,我們的確與國外存在一定差距,這不是三五個月甚至三五年就能解決的,這是我們必須正視的問題。我們要有長期攻關研究的恒心,并創造一個良性的研究機制體制,包括人才的激勵機制,協同全產業鏈上下游,從根本上解決卡脖子問題。原誠寅認為,在“卡脖子”問題上,有這樣幾個層級:首先是目前被“卡脖子”的,如芯片,美國斷供,我們就被卡住了;其次是未來有斷供風險的;再次是未來我國有可能掌握主導權的;最后是一些顛覆性領域,我們可以重新來過,從0開始做起。做好級別劃分之后,我們可以區分重點,集中在某幾個領域攻關,實現突破。
事實上,在某些技術領域,我們不是完全不具備一點能力,只是在產業化上有所欠缺。“有些技術,我們在試驗室已經做出來了,但卻達不到產業化的程度,可能是純度不夠、性能上不去等。”原誠寅表示,“從試驗室到產業化,要考驗很多方面,對工藝技術、工藝管控要求非常高,這也是一些制造業企業對自身工藝參數嚴格保密的核心所在。在工業領域,工藝參數具有很高的無形價值,可能是經過多年的摸索才積累起來的,這也是我們在基礎工藝方面的欠缺所在。”做好基礎研究,對于解決“卡脖子”問題至關重要。
“解決芯片短缺不是短期的事,要做好長期臥薪嘗膽的準備。中科院等機構要苦干5~10年,爭取技術上和自主工藝上真正過關。”安慶衡認為,國家應該從資金和政策上重點推動和支持芯片的龍頭企業發展,快速培育2~3家或3~4家企業實現自主可控。比如應該支持中芯國際、地平線、安謀和比亞迪等企業大力發展自主芯片。安慶衡還建議,要采取實際行動推動整車廠和芯片企業合作,推動他們同步開發。國家應該提出一定時期內采用國產芯片的整車數量和采用國產芯片的比例要求,并給予政策支持。同時,要努力支持建設第三方平臺,協調解決整車采用國產芯片過程中出現的問題,減少整車企業的風險,加快采用國產芯片的進程。(王金玉)
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