咱们造车 真能不用美国芯片吗

问兄弟们一个问题，你们觉得国产汽车可以完全不用美国的芯片吗？

上月初，美国政府对咱们宣布了新一轮的出口限制，把 140 多家中国公司加到了黑名单，禁止购买美国的各种半导体产品。

第二天，咱们国内的四大行业协会集体发了一份声明，对美国的限制表示坚决反对，并表示现在美国的芯片产品和供应链已经靠不住，建议谨慎采购。

这一攻一防的，火药味很浓看着也很解气，但是乍一想，你看像是高通、英伟达对吧，汽车上的很多芯片好像都是用的美国品牌嘛，大家都在用，真就是可以说丢掉就丢掉的吗？

先考考大家啊，一台车上都会用到哪些芯片呢？你肯定会说这还不简单，高通和英伟达对吧。

但其实呢，这俩只是所有车规级芯片里非常小的两个分支，因为车上几乎所有的功能，包括看得见的和看不见的，只要想实现，就都离不开芯片的参与。

所以车规级的芯片不仅种类多、用途多，一台车需要用的数量也很多。一台纯电车里头，各种芯片加起来就会有三千甚至是四千多颗，就连早些年电子系统相对简单的燃油车，都得用个七八百颗。

虽然看着很多很杂，但车规级芯片按用途分，大都逃不过下面这个四个类型：计算和控制芯片、功率芯片、传感器芯片还有其他芯片。

我们稍微解释一下它们都是干啥的。

首先就是计算和控制芯片。根据复杂的程度，它们往下还可以再分成几个分支：

最常见的、结构相对简单的，就是负责控制车上各种硬件的微型控制器 MCU ，比如车窗、空调、电池电机、刹车就都是一些比较简单的功能对吧，就都会有对应的 MCU 来控制。

比 MCU 高级一点的呢就是 SoC ，也就是系统级芯片。集成度更高、性能更强，负责的也是算力需求更大的任务，就比如大伙很熟的车机芯片。

再高级一点，现在很多电车有但是燃油车基本用不上的，就是 AI 芯片，主要用来运行智能驾驶系统里面的 AI 模型，需要的算力比较大。像英伟达 Orin 、华为昇腾就都是这类。

那第二大类的芯片呢叫功率芯片。

它们的作用就会简单一些，主要就是用来搞定跟电源、电路有关的功能，比如让电流在直流电和交流电之间来回转化啦，调节电路里的电压和电流等等。

新能源汽车上很多跟电有关的部份，比如逆变器、电控系统、 DC-DC 转换器就都得用上功率芯片。很多车企都在说的碳化硅材料，也就是用在功率芯片上的。

再就是传感器芯片。因为车上有很多种类型的传感器嘛，比如摄像头、雷达还有惯性传感器，为了提高系统的集成度和可靠性，一般传感器本身会和信号处理芯片、甚至输出控制芯片结合在一起，共同成为传感器芯片。

那至于其他芯片里头就是一些很细很杂的芯片了，比如用来让车上各个部件交流的通信芯片、用来储存各种信息的储存芯片、用来加密和验证关键数据的安全芯片等等，这里就不展开说了。

总之就像我们前面说的，车上只要是涉及到电信号或者信息处理的部份，就都得靠车规级的芯片处理信息、发出指令。

那在这么多种类的车规级芯片里头，美国公司的地位是啥样的呢？

你肯定会说这还要问，肯定是垄断嘛！确实，在高算力的 SoC 和 AI 芯片上，两家美国公司高通和英伟达基本就是包圆了，而且很长一段时间以内，地位大概都没人能撼动。

可在此之外的其他市场，美国公司在全球的市占率其实并没有很高，甚至还有点低。

就拿车上数量最多的芯片 MCU 来说， 2023 年，全球的车规级 MCU 市场里，英飞凌、瑞萨电子、恩智浦、意法半导体、微芯科技这五家的市占率超过了 90 ％。国内也是类似，九成的份额是被巨头们吃掉的。

但是啊，这里头英飞凌是德国的，瑞萨是日本的，恩智浦是飞利浦拆出来的总部在荷兰，意法半导体是意大利和法国合作的，就剩个微芯是美国的了。

就算把范围从车规级的芯片扩展到上游的车规半导体上，美国的德州仪器在 2023 年也只占了全球不到十分之一。

是不是感觉，美国公司就这啊？确实可以不用你的芯片嘛，我换别家还不成吗。

这么说吧也对，但到头来还是没有摆脱对海外企业的依赖对吧。

为了避免被卡脖子，咱们的车规级芯片产业还是得朝着自主可控的目标走，我想这也是四大协会声明背后的一句潜台词。

那按现在国内的车规级芯片水平，咱们有可能做到对进口产品的完全替代吗？

为了解答这个问题，我们找了几位业内的老哥聊了聊。

答案嘛，大伙应该也能猜到个大概啊，国产替代，有可能，但非常非常难。

因为国外的芯片企业起步早、经验多，现在不仅产品超多，性能和质量稳定，甚至还把芯片开发的工具都给垄断了。国内的企业想要摆脱它们的影响，那基本就等于我现在想吃苹果了，但只能先去种苹果树。

能吃上，就是得等。

M 老哥是一个给车企做硬件开发的工程师，他说他日常工作中涉及到的车规级芯片，最常见的还是英飞凌这样的海外产品。国内的产品也有，只不过应用的场景相对低端，性能嘛也只是刚刚够用。

至于差距为啥会这么大， M 表示国内的芯片厂家面前最大的问题，是没钱和没时间。

毕竟想要在西方产业的影响之外靠自己的摸索从零开始，不仅得从巨头企业的手里抢饭吃，还得投进去巨大的时间和金钱成本做研发和验证。

这里的验证其实就是我们常说的车规级认证，因为车规级的芯片不比手机电脑上的消费级芯片，不仅工作的条件比较恶劣，还得兼顾跟其他部件的电子兼容性。获得这个认证，就相当于告诉车企我的芯片用在车上不用担心坏，放心买。

M 对我们说，他经手的项目大都对车规级认证有着明确的要求，但国内有能力取得高等级认证的产品，其实并不多。核心原因，其实就是周期长，投入大，小企业根本顶不住。

就比如用来验证车规级芯片能承担受多少温度考验的 AEC-Q100 ，里头就有一长串总计 42 项的测试。评价结果，还会从宽松到严格分成四个等级。

最高的等级 grade 0 ，就要求芯片可以在零下 40 到零上 150 度的温度范围里工作。严格吗？严格，远比消费级和工业级的标准来的高，比它更严的也就只有军工级了。为了符合认证要求，一个企业往往需要丢进去 1-2 年时间。

但你想啊，这还只是为了看它能抗什么温度，其他的方面比如设计、工艺、安全性等，该验都得验。

最后加起来，一块车规级的 MCU 从设计到量产上车，一般会需要 3.5 到 5.5 年，如果想要成为车企的供应商，还得保证未来 5-10 年的持续供应和 OTA 升级的能力。

像英飞凌、恩智浦这样的头部企业因为起步早、体量大，就不说别的了，光是产品的车规认证就基本清一色的都是 grade 0 和 ASIL D 这样贼高的等级，而且产品种类多、技术也很成熟。

对比之下，国内企业手里本身通过认证的产品就不多，技术和供应能力对比这些巨头也没有什么优势，除了靠更低的成本和价格吃一些低端份额，基本没啥更多的切入空间。

而这就会形成一个比较难受的恶性循环：

市场因为有技术壁垒在所以不好进去，现有的企业很难获得足够的销量和利润来支持研发，还没或者准备入局的企业看到市场空间这么小，研发投入进去了没有相应的回报，也很难有积极性去冲击巨头们的地位。

那结果就是质量质量和性能还是比不过进口产品，市场份额依旧上不去。

当然还有另一个比较窒息的情况，那就是即使咱们国内的企业又有技术、又有资金，想要开发高制程的、相对高端的车规级芯片还有一个拦路虎，那就是 EDA 工具。

那啥是 EDA 呢？芯片设计，其实就跟盖楼一样，在正式动工以前，建筑师得先用 CAD 这样的工具在电脑上画图建模，再放到仿真软件里去，提前看看自己的设计有没有漏洞和问题。

芯片在批量生产以前需要经过不断的调试，把逻辑、布线、时序、安全性可靠性这些方面都通过仿真验证好，没问题了才能投向市场。这个过程就得用上一系列 EDA ，也就是电子设计自动化工具。

而美国企业在 EDA 上，几乎可以说是全球垄断了。

现在，全球的 EDA 工具市场里头有且只有三个巨头：新思、楷登还有西门子 EDA 。这哥仨加起来一共吃掉了八成的市场，单看国内市占率也有七成以上，而且从 2018 年开始就啥变化了。

而这哥仨里头的两个大哥，就都是来自美国的企业。

那我说我想打破这种垄断，不用他们的软件做验证不行吗？很难。

因为这哥仨成立的时间都特别早，基本都是上世纪八十年代，几十年下来不光经验积累贼多，还搞出了自己的生态，从前端设计到后端实现，他们都能帮你搞定，而且还各有所长。就算抛开他们不用，一时半会很难找到对应的替代品。

更狠的是，这哥仨还跟世界上主要的几个晶圆代工厂比如台积电、三星和英特尔有很深入的合作，让自己的 EDA 工具能够最快的适配最新的工艺。只要客户想用代工厂的先进制程，就必须用这哥仨的 EDA 工具。

M 老哥所在的公司此前就一直用的是楷登的软件做开发，直到后来上了老美的名单，导致没法使用和最先进制程适配的 EDA 工具，只能迫不得已转向使用更低制程的，甚至是盗版的软件。

相对来说情况稍微好一些的，是对先进制程要求不高，和车规级功率芯片有关的车规级功率半导体行业。

我们的另一个采访对象老高，是国内某家车规半导体企业的中高层。

他对我们说 MOSFET 、 IGBT 这样的功率半导体相比于其它制程相对较高的芯片，在技术上基本不存在高门槛和卡脖子，国内而当企业只要愿意投入就一定能做出像样的产品。

市场的数据其实也说明了这点，去年中国企业在国内的市占率已经超过了外资企业，里头像是比亚迪半导体、中车时代还有斯达半导因为近几年新能源汽车发展贼快，市场份额也是稳中有增。

但是啊在老高看来，国内的车规级半导体行业想要健康发展，阻力还是很大的。

只是这个阻力不是来自技术，而是来自整体的竞争环境。

据他所说，国内现在因为新能源发展的势头太快，不仅车企这头的需求大，新入局的企业也多，时间一长竞争就有点变味了。

比如在和很多车企沟通的时候，老高就经常会被要求说，不仅产品要比国际大厂的标准高，价格还要更低。可一味的压价只会降低供应商们对质量的把控，导致一些产品还没有完成车规级的质量管控就流到市场上了。

他还跟我们说了种非常逆天的情况，部分企业为了又过认证又省钱，会在认证机构和流程上做手脚，要么是不按标准流程做完所有的测试，要么是用品相最好的一批过认证，后续供货的时候再降低标准，其实就是耍小聪明。

我们也找半导体行业内的其他老哥求证了这种情况的普遍性，他们表示情况确实存在，但对于想要良性发展的企业来说，这种牺牲质量卷低价的模式对品牌的口碑损害是很大的。

但这也就要求企业得有足够的议价权，能拍着胸脯告诉车企我的东西够好，我不降价。

那这就又回到公司体量和持续供货的能力上了，老高对我们说，相比那些研发制造经验深厚的国际巨头，国内的企业相比之下基本没有议价的能力，许多企业最后只能被迫走上卷低价的道路。

他很无奈的表示： “ 到处都是阻力。 ” 

所以说啊，跟其他很多行业的国产化一样，在汽车芯片上咱们想要做到完全摆脱美国和海外企业的影响，短时间内确实非常非常难。

可是难，不代表不需要做。就不说之前巴以之间 BP 机这种安全性事件了，在采访这前面几个老哥的过程里，有两个我印象非常深刻的故事，让我觉得国产替代非做不可。

一是在芯片产品出现 bug 的时候，海外的企业就是甩脸色，解决问题的态度非常不积极，采购量不高的企业往往只能等下一代的产品更新以后，或许才能把 bug 消掉。反观国内的供应商就是有啥说啥，有问题积极解决，还会邀请客户一起参与到新产品的研发里去。

合作的模式明显更健康。

二是在涉及到芯片设计软件 EDA 工具的部分，几个老哥虽然都说几乎没咋用过国内厂商的 EDA 工具，但在操作海外 EDA 工具的时候因为操作界面的语言不通，单是学习软件的功能怎么实现就要花费很大的精力。Mio 老哥就说自己有一次拿到了一个全是中文的操作手册，感动的眼泪都下来了。

总之，国产芯片替代绝对是大趋势，我们都能看到它的好处，不单对于自主可控，对于国内的经济发展都是有好处，但各种因素导致了这条路并不好走。想要走好，各个环节的努力缺一不可。

比如国内成立了小芯片联盟，计划将传统的单芯片方案通过更先进的封装和集成技术替换成多芯片方案，来降低生产和使用高算力芯片的成本，也能一定程度帮国内的企业发展。

甚至我还听说，华为现在也有在开发自己的 EDA 工具系统，真的就是从零开始搞自研，真的 salute 。

而就和当年通过政策激励而成长起来的新能源汽车产业一样，对于车规级芯片的发展从国家到地方甚至是企业层面，都有数不清的软硬性政策，在头部企业牵着行业往前走的同时，从后面推着行业往前走。

比如采访的几个老哥就都有提到，说自己在做项目的时候都会对车规级芯片的国产化率有硬性的要求，比如一定要有 30% 的芯片供应商是国内的。而这个政策也确实有效，几年下来符合标准的国内供应商变得越来越多，国产化率也有一直在稳步提高。

虽说远谈不上替代国外企业，但至少已经有了一些向好的苗头。

但就像当年有许多新能源汽车企业做假骗补一样，如今国内的车规级芯片产业还是个比较初级和混沌的情况，良心企业和黑心老板鱼龙混杂，想要真正进入健康的循环，可能真就还得经过一阵时间不短的淘汰赛了。

万事开头难嘛，让我们再给中国企业多一些时间和耐心，静待小树苗长成参天大树的那天吧。