由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社联合主办，天津经济技术开发区管理委员会特别支持，日本汽车工业协会、德国汽车工业协会联合协办的第十八届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛（简称“泰达汽车论坛”）于2022年9月2-4日在天津市滨海新区召开。本届论坛以“强信念 稳发展 开新局”为年度主题，邀请重磅嘉宾展开深入研讨。

在9月4日“生态论坛：由短缺到成熟，车用芯片国产化何时迎来春天？”中，广东省大湾区集成电路与系统应用研究院常务副院长王云发表了题为“汽车芯片设计难点与趋势”的演讲。

广东省大湾区集成电路与系统应用研究院常务副院长 王云

以下为演讲实录：

大家好，我今天给大家带来的题目是汽车芯片设计难点与趋势。

演讲总共分为五部分。

首先看一下发展汽车芯片的意义。大家知道，汽车有新四化，其中“三化”是与芯片相关，分别是电动化、智能化、网联化。电动化主要是体现在动力总成方面，是由混合动力向纯电动方向发展。智能化就是驾驶方式向辅助驾驶和自动驾驶方向演进。互联化，主要是互联网技术在车端的应用。

随着“新三化”的普及，越来越的芯片将会被用在汽车上，预计2030年，汽车电子占车辆总成本会超过50%。汽车无疑正在成为一个名副其实的电子产品。

由于地缘政治迭加疫情的影响，2020年下半年开始，全球范围内出现了缺芯的现象。截至目前，虽然消费领域的缺芯现象得到了一定改善，但是在汽车领域，依然供需紧张。统计表明，截至今年5月，由于芯片短缺，全球汽车累计减产160多万辆。国际上头部的车企，由于芯片短缺、芯片断供引起停产现象还是特别多的。

从全球看，当前汽车芯片的供应主要掌握在欧、美、日这三个大的主要市场企业手里。头部企业，无论在成本竞争力还是在质量等方面都具有明显的先发优势，前期的研发投入已经在市场上得到了回收，所以给国产替代带来了非常高的壁垒。目前国内自主率整体低于5%。当然，在功率半导体和存储器两个方面，我们国内实现了单点突破。

车规芯片是一个非常特殊的领域，在可靠性方面要求非常高，主要体现在工艺制程。特别在安全性方面，有着自己独特的体系。从质量体系和安全方面，分成了几个质量体系。比如说AEC-Q、16949，这些都是车规级比较特有的体系。

第二部分，跟大家分享一下汽车电子电气架构的发展趋势。汽车智能化主要是体现在三个方面，智能驾驶、智能座舱和智能服务。其中智能驾驶是非常重要的发展方向。在域融合方向上，对于控制器要做整合，以实现计算的中央化。所以说在大算力上面，会有一个非常大的需求提升。

博世在前几年提出了汽车电子电气架构的演进趋势，这也被各大论坛和各大学者争相引用。它分成三个大阶段，一个是传统的方式，就是分布式电子电气架构，每一个功能都会有一个ECU，每一个ECU都是完成一个特定的功能单元。在整车领域，其实是没有一个中央的控制单元的。我们现在正在经历的一个过程是什么呢？是一个跨域集中的方式。现在有一些控制器，是逐渐集成到了一起，比如说以特斯拉为例，它会把车身会集中到三个区域控制上，上面会有一个汽车的“大脑”，作为智能驾驶方面的控制器。第三个阶段，主要是车辆方面的一个集成，独立于域的中央车辆大脑，最终要实现云端计算。

第三部分，给大家讲一下数模混合芯片的新技术需求。刚刚讲到了整车电子电气架构正在往多域融合的集成化方向发展，为了顺应这一趋势，芯片也要向高集成度方向发展。现在定义的一颗芯片有可能完成以前七八颗芯片的功能，而且体积没有特别大的增加。由于算力的提升，传感器和执行器等硬件数量的增加，势必会带来功耗增加。但是车上的电越来越宝贵了，所以需要对芯片的工作和静态功耗提出非常苛刻的要求。就是在满足功能的前提下要尽量少的消耗电能。我们也关注到，无论是国际上的头部汽车半导体供应商，还是本土的，像地平线这样的汽车芯片的厂商，他们在定义下一代芯片的特性和规格的时候，都把低功耗当成非常重要的指标。

在分析了技术趋势和发展汽车芯片的意义之后，我们分享一下头部汽车半导体企业的布局。在产品布局方面，他们现在主要是以28nm芯片为主。以车规级MCU为核心，他们推出了下一代电子电气架构的系统基础芯片，以及高压的隔离驱动芯片，所以说这也是跟我们的分析不谋而合。

接下来重点讲一下大湾区集成电路研究院在产品和技术方面的一些布局。首先给大家介绍一下大湾区集成电路研究院，我们研究院由中国科学院集成电路创新研究院以及广东省市区各级政府联合共建的一个省级的事业单位，同时我们也是广东省高水平创新研究院、广东省新型研发机构，总体定位以广州为中心，发挥香港、澳门的开放窗口优势，和京津冀、长三角实现一个错位发展。

研究院在多个领域布局研发方向，其中汽车电子是重要的组成部分。在汽车电子芯片这一块，以行业解决方案为目标，现在汽车电子系统已经跟广汽、小鹏、一汽、东风等汽车厂商有了非常深入的合作关系，为他们提供系统解决方案。根据市场需求，做针对性开发。2021年10月26日，国家专项总师，研究院院长叶甜春研究员向党和国家领导人汇报了“十三五”期间集成电路领域取得的重大成果。回到今天的主题，我们认为机遇和挑战并存。机遇主要体现在国产的替代以及智能化的弯道超车。挑战主要是由于我们的基础薄弱，起步较晚，所以在一些关键技术上，比如说EMC以及低功耗技术，以及隔离驱动等方面的技术，都有需要解决的问题。

我们研究院提出了系统牵引芯片，芯片支撑系统的战略。紧贴客户需求，做可量产的国产替代，在动力总成、产品方向深入研究共性技术，规划国产产业链，突破基础工艺，争取率先量产，率先突破国际封锁。高压和高频带来的EMC方面的挑战是我们需要重点解决的问题。我们在面向下一代域控架构，会推出高功能安全系统芯片。在前述系统基础上，衍生了电源管理、驱动、通讯接口三大产品线。推出了国内首先款自主控制双缸引擎控制芯片AE7777，这颗芯片也是得到了下游客户的追捧。在研的芯片包括车用多通道半桥驱动芯片、单通道SiC低边栅极驱动芯片等。

未来，我们继续践行系统牵引芯片、芯片支撑系统战略，融合产业资源，打通产业链路，构建国产生态圈，走出一条具有特色的国产化之路。

我的演讲就到这里，谢谢大家！

本文根据泰达汽车论坛现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅，仅供参考。

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