未来发展之路荆棘满布，国产车规芯片野蛮生长

2023年8月11日，亿欧智库与芯榜联合对外发布《2023中国车规级芯片产业创新研究报告》。

近年，智能电动汽车销量一路迅速攀升，智能化深度发展致单车芯片搭载量持续增长，智能电动汽车领域对车规级芯片的需求越发旺盛。而在如此旺盛的需求之下，中国车规级芯片发展却并非一帆风顺。海外核心技术垄断，美国出口限制，中国半导体行业起步晚进度慢，多种因素制约中国车规级芯片发展。如此内忧外患的紧迫局面，中国车规级芯片急需找到属于自己的创新之路。

《2023中国车规级芯片产业创新研究报告》以车规级芯片从研发设计到量产落地的全生命周期为脉络，将其拆分为芯片技术创新、产品应用创新与企业发展创新三大创新维度，并基于此深入分析中国车规级芯片产业近年的创新举措与成果，由此探究中国车规级芯片产业未来发展方向，与国产化进程。

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多维创新初见成效，车规芯片向阳而生

材料是芯片生命周期的起源，材料创新为车规级芯片发展带来诸多生机。在功率器件领域，相较于传统的Si（硅）材料，第三代宽禁带半导体材料SiC（碳化硅）具备更耐高压、更耐高频、更耐高温特性。随着800V高压平台成为主流，基于SiC材料的功率器件及模块成为智能电动汽车电驱系统的更优选择。

除了改进半导体材料，工艺提升和架构优化也是芯片性能提升和技术迭代的重要途径。

智能化升级需求与量产需求促使芯片厂追求更低制程以实现降本增效。不同芯片对制程工艺需求不同，MCU主要依靠成熟制程（28nm以上）；而智能座舱、智能驾驶等场景所需的主控SoC则持续追求先进制程（28nm以下）。

中国车规级MCU集中采用40nm成熟制程，仅少数企业产品采用先进制程，而海外早已有芯片厂布局先进制程车规级MCU，如瑞萨电子便早在2018年就发布了第一款28nm车规级MCU产品RH850。可见中国在这方面与海外厂商差距较大，不过考虑到MCU本身对制程工艺的需求并不高，中国车规级MCU仍有较大追赶机会。

在SoC方面，中国与海外芯片仍有差距。本土企业以地平线、黑芝麻智能为代表，其最新SoC产品已实现7nm制程工艺；然而海外芯片厂更快一步，如英伟达Atlan已率先布局至5nm。

单从制程数据上来看，中国SoC似乎与海外产品差距并不大，但在SoC芯片产品背后是技术密集度更高的软件算法、核心IP、全栈开发工具链、成熟的产业链协同，中国车规级SoC在这些领域仍需努力。

追求更低制程固然能够实现计算性能提升，然而当下摩尔定律放缓，制程工艺物理极限已可窥见尽头，业内逐渐走上架构优化与创新路径。

地平线、黑芝麻智能等SoC企业基于ASIC专用芯片将AI处理器与软件算法结合起来，通过特殊架构与特定算法的强耦合来实现计算效率提升；后摩智能则采用存算一体创新架构，打破冯·诺依曼架构实现计算效率跃升，从而解除芯片与算法的绑定关系，使芯片更具通用性。

如今AI大模型融入自动驾驶领域并深度赋能后者，自动驾驶算法模型迭代越来越快，发展趋势愈渐蓬勃而远远未至终局。亿欧智库认为，在如此变幻莫测的环境中，未来行业将比以往更需要能够灵活移植、快捷匹配算法、落地上市速度更快的芯片，而这一需求将为存算一体芯片、FPGA等具备高通用性架构设计的芯片带来更广阔的应用前景。

技术进步是产业创新的基础和源动力，而作为庞大汽车电子系统中的关键器件，车规级芯片的产品定义与方案设计亦是行业创新重点。

E/E架构演进路径是车规级芯片设计、定义、布局、规划的核心脉络。当前跨域融合趋势如火如荼，部分企业将目光放远至更加前沿的第三代Zonal架构。在Zonal架构物理分区基础之上，计算芯片根据“端侧——区域——中央”分布层级可归为三类：负责端侧部件智能化的轻量级AI计算芯片；负责区域就近计算、智能分配电、承载车辆骨干通信节点的区域处理器；负责大计算任务的中央计算芯片。

在未来5-10年中，中国本土主机厂将逐步实现从跨域融合到Zonal架构演变，区域控制器和区域处理器将是AI计算芯片的竞争热点。随着架构进一步集中化发展，主机厂将向One Brain车云计算架构迈进，彼时中央计算芯片将切实成为新的核心布局点。

E/E架构越是集中，硬件就越统一，而软件则越迸发多元光彩。在软件定义汽车浪潮下，芯片产品早已不再局限于芯片本身这一硬件，软硬协同能力成为衡量芯片产品性能的重要指标，尤其对于SoC这种集成度高、需深度运行软件算法的AI计算控制芯片。于是，“芯片+算法+工具链”成为行业内主流芯片产品方案。

芯片厂逐渐向上布局软件，以开放平台吸引主机厂与之合作，两者之间的合作模式随之逐步走向开放透明。从黑盒模式到IP授权，芯片厂逐渐聚焦核心IP研发，而由主机厂定义上层软件及应用，芯片开发与整车开发深度融合、协同，整车开发流程因而缩短、产品迭代加速。

由于芯片厂与主机厂的联系越发紧密，车规级芯片供应链正由传统的“主机厂→Tier1→芯片厂”固定链条式结构向更加扁平的网络状结构演进，产业中各个环节之间都将构建起更紧密的网络，而基于紧密网络的产业协同将是车规级芯片产业发展的主旋律。

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国产创新道阻且长，本土企业任重道远

芯片是注重技术成熟度和量产经验的行业，中国车规级芯片行业起步较晚，行业基础比较薄弱，在诸多应用场景中缺乏产品研发及量产经验。许多核心技术由海外厂商掌控，中国芯片行业受技术垄断影响严重，长久面临关键技术及专业人才缺失问题。目前业内未能构建起统一车规级认证标准，导致芯片质量管控非常不稳定。

同时，中国主机厂对自主芯片信息了解不足、信任度不高、使用量较低，芯片供应商因此缺乏量产经验，难以快速迭代出高质量芯片，两者相互作用形成恶性循环，导致中国车规级芯片未能形成成熟商业闭环。

突破技术壁垒并非易事，从易国产化芯片到极难国产化芯片，芯片技术瓶颈和技术缺失问题越发严重，行业技术壁垒越高，就越需要国家政府的扶持与引导。

智能电动汽车作为热门赛道，参与者越来越多。在AI技术深度应用的智驾、座舱SoC领域，中国市场目前总体是百家争鸣状态，越发激烈的竞争将逐渐催生出更具实力和竞争力的龙头企业；在MCU和功率器件领域，中国已有具有较强能力的大型企业，此类企业将继续发挥其在行业中的标杆作用和影响力，在率先打入国际市场的同时带领本土其他芯片企业进步，实现“先强带动后强”。

未来，中国车规级芯片产业将在国家的扶持之下，以先进头部企业为标杆集中式发展，顺应从易到难趋势，逐步实现国产化。

中国半导体行业的发展劣势与诸多困境注定中国车规级芯片创新发展之路不会是一条坦途。疫情期间海外芯片缺供断供，为车规级芯片国产替代提供了绝佳窗口，而如今疫情影响已渐消弭，国产芯片是否能继续向上生长是行业内聚众瞩目的焦点。

在半导体材料、架构设计、制程工艺等技术领域，中国车规级芯片虽起步较晚，但依然取得显著成果，正奋力追赶国际技术水平。同时，中国车规级芯片企业顺应智能电动汽车发展趋势，耕耘芯片软硬协同能力，积极打造开发平台与主机厂构建更加紧密的合作关系，并进一步联合产业内多方玩家共同塑造产业协同生态。中国车规级芯片产业创新初见成效，产业发展向阳而生。

眼下中国车规级芯片发展依然面临诸多挑战，技术壁垒难以打破，行业应用经验匮乏，车规级统一标准和平台未能建立起来，芯片厂与主机厂之间未能形成良性循环导致商业闭环也迟迟未能形成。通往成功的道路总是漫长曲折的，中国车规级芯片产业创新道阻且长，芯片企业任重道远。

未来，亿欧智库将持续密切关注车规级芯片行业新技术与市场新动态，通过对行业的深度洞察，持续输出更多有价值的研究成果。欢迎读者与我们交流联系，共同助力中国汽车行业的持续发展。

关于中国车规级芯片产业创新更多内容，详见《2023中国车规级芯片产业创新研究报告》，如您有任何问题，欢迎联系报告作者黄时雨。

邮箱：huangshiyu@iyiou.com。

报告链接：https://www.iyiou.com/research/202308111254