台积电-汽车芯片-产业链分析

参考文献链接

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汽车芯片产业链（含车规级芯片）

汽车芯片产业链全景图

以往制造一辆传统汽车一般需要用到500-600颗左右的芯片，随着汽车行业的不断发展，如今的汽车逐渐由机械式转向电子式的方向发展，汽车做得越来越智能，那么所需要的芯片数量自然就更多了。据了解，2021年平均每辆车所需芯片数量已经达到了1000颗以上。

除了传统汽车以外，新能源汽车才是芯片“大户”，这种车需要大量的DC-AC逆变器、变压器、换流器等部件，而这些对IGBT、MOSFET、二极管等半导体器件的需求量也有大幅增加，一台好些的新能源汽车需要芯片可能达到2000颗左右，需求量十分惊人。

中国汽车工业协会副秘书长李邵华指出，目前全球半导体行业的芯片规模在3000亿美元～4000亿美元之间。其中，车用芯片大概为400亿美元左右，占比不到10%，显然会造成车企在排产或者争抢订单时的弱势局面。

从技术要求上来看，车规级芯片着实令大多数芯片企业望而却步。消费电子芯片技术迭代非常快，而车规级芯片几乎都是十多年前的技术，可技术虽然“过时”，但门槛却并没有因此降低。相反，车规级芯片对于性能指标、使用寿命、可靠性、安全性、质量一致性的要求之高，是消费电子芯片难以匹敌的。

相比于消费芯片及一般工业芯片，汽车芯片的工作环境更为恶劣：温度范围可宽至-40℃~155℃、高振动、多粉尘、电磁干扰等。由于涉及人身安全问题，汽车芯片对于可靠性及安全性的要求也更高，一般设计寿命为15年或20万公里。“车规级”芯片需要经过严苛的认证流程，包括可靠性标准 AEC-Q100、质量管理标准ISO/TS 16949、功能安全标准ISO26262等。

车规级芯片的高标准、严要求、长周期，将入行门槛一再拔高，这也直接导致了只有综合能力或垂直整合能力非常强，并有本事将规模优势发挥到极致的芯片企业，才能将车规级芯片纳入生产清单。放眼全球，这样的车规级芯片企业也就恩智浦、英飞凌、西门子等少数几家，僧多粥少，这也是导致汽车芯片供不应求的另一原因。

我国正在努力建立起一个完善的汽车芯片产业创新生态，解决我国汽车行业接下来发展中的短板。国内车企中的比亚迪、上汽以及不少半导体企业已先后入局车规级芯片领域。

台积电掉入美国陷阱

今日，台积电亚利桑那州工厂举行“设备搬入仪式”。前阵子台积电包机将300多名工程师派往美国，台积电美国工厂的动态成为业界关注焦点。

那么，台积电美国工厂建厂进展如何？美国520亿美元的芯片制造投入，台积电能拿多少？台积电美国工厂本土招人进展如何？大话芯片采访到半导体专家曲建仲博士，来为大家解析。

【受访嘉宾介绍】曲建仲，台湾大学电机博士，知识力科技创办人，台湾科技大学电子工程系兼任副教授，曾担任德州仪器公司资深应用程师並荣获技术杰出奖与明日之星奖。

大话芯片：目前，台积电美国工厂进度如何？

曲建仲：目前美国厂的建制（建厂）进度其实是落后的，当初建制之前没有想到会占成本这么多，当地听说劳工也不好找，建厂的工人也缺，所以会慢慢来。

大话芯片：台积电美国工厂的投入预计多少，美国520亿的补充能给台积电多少？

曲建仲：在先进制程的晶圆厂,一座建制的成本大概就要160亿美元。

美国的晶片法案补助的总金额大概是520亿美元，台积电据说大概是拿到30亿美元左右，但是，其实30亿美元连一座厂都盖不起来。它纯粹是以补助的特性，这个厂它主要的资金来源还是台积电,补助的部分只是让台积电能够承受比较高的成本。

话芯片：台积电美国工厂用人规模需要多少？

曲建仲：一般上，12英寸晶圆厂需2-3000人，基本上工程师大概会占到80%。

大话芯片：最近台积电有300多位技术的员工，携家带口，甚至还有宏物也带过去。据悉，后面还会有包机，还有更多的技术员工会到那边去。预计台积电会派多少这样的技术工程师到美国去？

曲建仲：我觉得这个倒是陆陆续续，中国台湾的员工一定是比美国的员工成本低，我想成本是一个很重要的考量。

预计，台积电大概会派1000名左右的工程师派到美国。

大话芯片：前后累计近1000台积电的工程师被派到美国，对台积电在台湾正常的生产有没有影响？

曲建仲：个人认为还好，因为坦白说了，产线上的工程师只要训练就有，是研发工程师比较难，因为研发它基本上有创造力，他们常常在讨论的都是解决问题的方法

但是一般生产线要做的事情，只是一个比较routine重复性质的工作，所以重点是纪律要好，然后做事很细心，这个东西是可以靠训练出来。

所以其实一个制程只要在生产线上执行得很稳了以后，然后接下来你只要训练得出一批很有纪律的工程师，按部就班把这样的东西复制出来就好，所以我个人认为这个部分就还好，没有那么严重。

美国的科技产业是以软件企业为主，软件工程师人力资源非常丰富的，晶圆制造的硬件工程师非常有限，除了格芯和英特尔，也没有其他公司有这样的合适的人才。

大话芯片：现在台积电在美国当地招人情况如何？

曲建仲：美国的毕业生，第一志愿要进去的都是软件工程师，譬如说像Apple、Amason、Facebook、Google、Microsoft这种都是软件公司。所以我觉得台积电在当地要找到合适的员工确实比较不容易，没有更好的薪资条件就不容易吸引。

去年，有3-400名的美国籍的员工送到台湾地区来受训，这一批人也是最近这几个月陆续送回美国。

目前，在美国又招募了超过200~300名全职的工程师，不足的人力就从台积电台湾地区的总厂调到美国去支援。

大话芯片：在美国当地招的工程师需要具备什么资格？培训多久可以上岗？

曲建仲：在半导体厂里面大体上就是以相关科系的专长为主。当然晶圆厂里面的运作，这里面当然包含化学、材料、电子电机、还有物理，甚至是机械设备都有相关。

这个培训通常需要6个月以上，去年其实已经有送一批人来受训了，持续接下来很可能会是继续送来受训或者是在当地训练，就是在一边工作一边学习，可能性都很高。

大话芯片：美国是希望后续台积电要把这个研发也要重点放到凤凰城那边，台积电怎么应对？

曲建仲：我认为很有可能，不过现阶段还没有，是因为他们只是把台湾地区已经做好的技术搬过去。

相信未来他很有可能会要求说，不管有什么最新的技术，他那边都要有。甚至要有研发团队在美国进行研发，这确实是有可能。

其实制造业还是在亚洲这边生产会更有竞争力，但是因为美国担心本土没有一个先进的制造厂，也是半强迫台积非去不可，台积电也没办法拒绝。

拿下近10亿元B+轮投资，这家本土芯片厂商已进入量产上车时代

中国智能汽车芯片市场的格局正在发生改变。

一方面，中国汽车智能化、电动化已经走在了全球最前列，本土市场为国产芯片企业的崛起提供了有利因素。

另一方面，包括芯驰科技、地平线在内的一批中国本土玩家陆续进入了车规芯片的规模化量产时代，中国智能汽车芯片的上车节奏正在加速。

业内人士一致认为，伴随着中国本土芯片厂商在量产交付等方面的突破，未来诞生出1-2个本土车规级芯片巨头已经是大概率事件。

正是如此，一批中国本土芯片厂商频繁获得资本的青睐。比如芯驰科技，近日宣布获得了由上汽金石创新产业基金战略领投的近10亿元B+轮融资。这是芯驰科技时隔一年再次拿到近10亿元融资。

芯驰科技的资方中不乏华登国际、经纬中国、红杉中国、联想创投、国开装备基金等机构，也有晨道资本等产业资本。

那么，作为一家本土车规级芯片厂商，芯驰科技先后获得重量级机构及资本背书，究竟有什么样的技术实力？面对未来的智能汽车市场，芯驰科技还有哪些“必杀技”？

规模化量产时代开启

芯驰科技董事长张强表示，大规模量产是检验芯片公司成熟与否的唯一标准。作为国内芯片量产进程最快的芯片厂商之一，芯驰科技已经拿下了100多个量产定点，服务客户超过260家，覆盖中国90%以上的车厂。

近几年，在软件定义汽车的大背景之下，包括大众、奔驰、上汽、长城等大部分车企都在加快推动下一代汽车电子电气架构的落地，核心主控芯片和高性能MCU的需求随之大幅上涨。

在张强看来，真正做汽车芯片的王者要有很宽的产品线，而不只有一类产品。为此，早在创立初期，芯驰科技就已经确定围绕未来汽车电子电气架构最核心的芯片赛道进行发力。

目前，芯驰科技已经成为国内首个完成了汽车全场景产品布局的芯片厂商，其芯片产品及解决方案包含智能座舱芯片“舱之芯”X9系列、中央网关芯片“网之芯”G9系列、智能驾驶芯片“驾之芯”V9系列三大域控级的大型SoC芯片以及高性能MCU“控之芯”E3系列，并且都已经实现了量产上车。

其中，芯驰科技智能座舱处理器X9可以同时驱动仪表、中控、后视镜、后排娱乐等多达10个高清显示，并且支持多屏共享和互动。

今年7月，搭载X9系列的上汽荣威旗下第三代荣威RX5/超混eRX5正式开启预售；奇瑞、长安等车企搭载X9系列的车型也先后量产上市。芯驰科技智能座舱处理器X9系列产品正式迈入了大规模上车时代。

据了解，芯驰科技的X9系列已经成功拿下了几十个重磅定点车型，涵盖本土汽车品牌、合资品牌、造车新势力及国际大厂。

除此之外，芯驰科技今年重磅发布的ISO 26262 ASIL D级的高性能、高可靠、高安全、广覆盖的车规MCU产品——E3系列也已经进入了量产时代。据了解，E3系列已经在线控底盘、VCU、BMS、ADAS/自动驾驶、液晶仪表、HUD、流媒体视觉系统CMS、车身域控等众多应用领域落地。目前采用E3进行产品设计的客户已经超过100多家。

与此同时，为了进一步提升性能以及降低成本，跨域融合集中化方案应运而生，比如座舱域与自动驾驶域集成等。对此，芯驰科技也推出了舱泊一体方案。

很显然，这家覆盖全场景车规级处理器的中国芯片厂商正在跑步“上车”。据悉，今年芯驰科技的出货量已超百万片。

车规级处理器的持续升级

当前，汽车智能化正在加速推进，并且正在由高端车型逐步渗透到中低端车型。

根据《高工智能汽车研究院》数据显示，今年1-9月前装标配搭载辅助驾驶（L0-L2）搭载量为694.33万辆，同比增长20.81%，前装搭载率为48.65%。其中，20万元及以下价位车型交付量占比接近7成。

业内人士一致认为，如何打造更具性价比的智能座舱及智能驾驶体验，将是汽车智能化下半场竞争的核心关键。作为一家本土化的芯片厂商，芯驰科技的定位是底层赋能的芯片企业，不仅可以提供高性能、高安全性的车规级处理器，还可以提供成熟的底层软件、车规级开发套件等，配合客户快速实现一些定制化软件的开发以及软件适配工作，从而加快开发速度、降低开发成本。

比如，芯驰科技的X9、G9、V9系统级芯片均支持QNX、Linux、Android等多种车载OS和AUTOSAR（汽车开放系统架构），能充分满足客户对产品进行灵活适配的需求，帮助客户大幅节约开发成本和缩短开发周期。

对此，多位车企人士曾表示，在集中式域控制器架构的核心主芯片选择上，越来越多车企更愿意选择同一家车规级SoC芯片厂商，原因在于供应链更简单，配合度更紧密，软硬件的适配性更好，可以快速做一些功能的融合设计与开发，从而大幅节约开发周期与成本。

不可否认，汽车E/E 架构正在由分布式架构快速向集中式方向演进，最终将演变成为中央集中式E/E 架构。张强曾公开表示，伴随着汽车智能化的逐步渗透，芯驰科技将基于现有的4大系列产品，推出符合中央计算平台的产品。

实际上，今年芯驰科技已经重磅发布了网关芯片G9系列最新旗舰产品——G9H，面向下一代高性能中央网关、车载计算单元、跨域控制器等应用场景，CPU、算力等性能都有了全面提升。这也是中国首家芯片厂商实现了从中央智能网关到HPC的重大突围。

根据芯驰科技副总裁徐超透露，接下来，芯驰科技还将继续推出更加高性能、高安全性的芯片产品，从而为主机厂、Tier1提供全场景的产品和平台化开发的芯片方案。

伴随着芯驰科技等一众本土芯片厂商持续突围，中国智能汽车芯片的进击号角已经吹响。