汽车“缺芯潮”下 产业链“跪产能”困局如何解?
[发布时间]:2021年4月25日
[来源]:中国家电网
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【导读】: 刘慈欣在他的科幻小说《球状闪电》里,讲述了地球受到一种特殊攻击,导致所有硅基芯片被毁,全世界陷入瘫痪的故事。从手机电脑,到汽车飞机,绝大部分现代产品都离不开芯片,而汽车业,正在经历芯片严重短缺的困...
3、汽车芯片产业链如何运作?
在分析汽车电动化和智能化所带来的颠覆之前,我们先来看看汽车芯片产业链是如何运作的。
汽车芯片产业链与消费电子类似,也是芯片设计、制造及封装测试三大环节。设计是高度技术密集型,制造是资本及技术密集型,封装测试是劳动密集型。
在全球分工合作的背景下,如今主要有两种业务模式,第一是传统的集成制造(IDM)模式,一家公司把上下游都做了,代表企业为三星和英特尔;另一种是垂直分工模式,分为芯片设计商(Fabless,例如高通、联发科)、芯片制造厂(Foundry,例如台积电、中芯国际)和芯片封测厂(Package&Testing)。
这次“缺芯潮”主要是卡在Foundry的制造环节。例如本次最紧缺的MCU,全球很多产能集中在台积电。同时,MCU的芯片设计商在产业链中的地位较低,大多为博世、大陆等Tier1之下的Tier2,或是汽车厂的三级供应商,格局稳定但缺乏活力,利润率偏低,厂商扩产意愿低,因而当产能紧张时,产能得不到保障。
一颗芯片从设计到量产,中间的每一个环节都充满风险,仇雨菁在芯片行业工作了20多年,她总结“做芯片的人,胆子是越来越小的”。
在芯片业,无论是投资机构还是寻找合作方,一个团队的历史记录是非常重要的,大家几乎都是依靠这个来做判断,是否值得投资或合作。
因为芯片从设计、流片、量产,过程复杂,一些问题能够在流片后的样品阶段看出来,然后当你小批量出货的时候,一些问题也能够通过测试抓出来,但仍然还有一些致命问题不会体现,直到大量出货后才会看到。所以芯片的量产,是比把芯片设计出来、流片成功更难的事情。
据我们调研了解,某些不够好的芯片,就是在出了百万片、千万片甚至上亿片的时候,不一致性出现了。车规级芯片要求的是,在高温低温、或是电压有抖动等极端情况下,芯片的工作表现都稳定。同时,车企客户还会把芯片应用在不同场景下,包括接入一些外部设备,这些都需要在参考设计中提前考虑到。
并且,一颗成熟的芯片产品,并不是说今天生产出来就好了,随着使用的人越来越多,后续还会不停地遇到新问题,需要持续维护更新。
所以在芯片业,有经验的人才是最宝贵的。对于一个“芯片人”,从业10年之内,都算新手,需要去遵循很多前人设下的规则。例如做芯片设计时的时钟同步,就必须要遵循Double Think的规则,确保从一个时钟域到另一个时钟域的同步做对。在入行初期,很多新手也不知道为什么要这么做,只知道师傅这么讲,也就得这么做。
当从业经验到了10-15年,很多坑也已经踩过了,就会逐渐明白为什么要遵循这些规则,并且也开始发现,怎么做能绕过既定规则,产生创新。“这是一个不断螺旋式上升的过程。”仇雨菁说,因为芯片的高复杂性,例如一颗芯片有几千个时钟之间的同步,在流片期间大家都难以避免处于极度焦虑状态。
除了技术之外,产品定义也是非常重要的。芯片设计不同于互联网软件,互联网软件从产品定义到上线,时间周期非常短,可能是几个月时间,立刻就能看到产品好还是不好。但一颗芯片从产品定义,到设计出来,再到交付给客户真正实现量产,这个周期需要两到三年。
在这么长的时间里,如何确保当初设定的产品定义,在未来三年后仍然还是先进的,特别是如今行业变化越来越快,有时候客户提的诉求,并不一定代表了未来的真实需求。
此时,如何能够提炼出真实需求,并且这个需求是当下能实现的,也不能太超前,因为市场可能还没开始出现,这就非常考验芯片设计公司的产品定义能力。毕竟一颗车规级芯片的生命周期,需要在5年以上才合格。
做消费电子芯片和专注于车规级芯片的公司,还是会有所区别。其中一点便是体现在更好的兼容性上,因为手机芯片需要兼容的操作系统和应用场景是非常有限的,但汽车里面操作系统是非常复杂的,有实时的操作系统,还有保证功能安全的操作系统(比如仪表盘),还要支持安卓等娱乐系统,不能因为在安卓打开了一个APP,就把仪表这边拖慢。
当一些消费电子芯片公司不够成熟的产品应用在汽车上,就会出现缺陷,不同芯片公司有各自擅长的应用领域。例如专注于车规级的芯驰,可以在同等算力下,实现得更流畅。芯驰在2020年对外发布了9系列汽车芯片产品,提供针对汽车的协同一体化解决方案,包括智能座舱、智能驾驶、中央网关三大应用。
要避免这些问题,就需要在芯片底层,从软件到芯片的架构,做很全面的考量。这直接关系到最终做出来的芯片,是不是适应应用场景、效率能否达到最高、最终在车上跑起来流不流畅,以及外围适配的这些生态,是不是足够全,这就包括了语音交互、地图导航、音乐等等APP能否完整适配。从拿到芯片到最终落地,如何让适配期更流畅、快速地度过,就是像芯驰创始团队这样的“行业老兵”的优势。
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