透过缺芯之困
洞观我国无人驾驶汽车前景
世界范围内掀起缺芯浪潮，随着“新四化”成为全球汽车产业的主流趋势,
车规级芯片不可或缺。国产汽车芯片厂商需要突破国夕卜技术制裁，在国
家扶持政策与仓（1新资本的支撑下，加快构建自主可控的无人驾驶芯片供
应链。
2020年年中至今，在世界范围内
掀起了一股缺芯浪潮。开始是中
1—1美贸易摩擦造成通信行业芯片市
场紧张，全球供应链发生剧烈变化。再由于 新冠肺炎疫情加重，对远程办公、移动通信，
以及异地共享数据的需求大幅增长，5G 相关 芯片和TWS 蓝牙芯片需求也不断增加，而
以台积电为代表的世界主要晶圆代工厂的产 能却无力满足快速增加的新需求。
芯片之困对当今汽车行业冲击巨大
这股缺芯浪潮冲击汽车行业，是从2020
捷途旅行者年下半年开始的。2020年下半年，汽车市 场出现了令人眼花缭乱的强劲复苏，但车市 的反弹正好赶上了芯片代工的滞后，使得全
球汽车缺芯。汽车行业大约占全球半导体晶 圆厂产量的十分之一，汽车芯片只占芯片代 加工数量的一小部分。数据显示，在台积电
1 6
碣人产业
I  ROBOT
INDUSTRY
透过缺芯之困洞观我国无人驾驶汽车前景
2020年的销售额中，汽车芯片只占3%，而智能手机芯片占48%，高性能芯片占33%。因此，汽车芯片供应瓶颈预计将持续数月。随着缺芯浪潮冲击而来的是铺天盖地的车企关厂、停工现象。
在芯片面前，即使叱咤风云庞大的汽车集团，也显得一筹莫展。日本三菱日联摩根士丹利证券公司最新发布的报告称，预计芯片短缺将导致日本车企减产约50万辆，占到 全球减产总量的三分之一。2021年1月，福特公司已要求其设在德国萨尔路易的工厂停产一个月。这家工厂主要生产福特在欧洲特受欢迎的福克斯品牌，雇拥了大约5000名工人。福特公司称，这家工厂会从2021年］月18日关闭
至2月19日。在这之前，福特已被迫关闭了位于美国肯塔基州路易斯维尔的一家SUV工厂。紧随其后，奥迪也成为又一家由于芯片短缺而导致生产延误的汽车制造商。据英国(泰晤士报》网站2021年1月19日报道，由于未能获得足够的芯片来继续生产汽车，
奥迪已有1万多名员工处于待工状态，其位于德国和墨西哥的工厂，生产和换班方式将受到影响。不少汽车业高管正在寻求政府的帮助，以加快芯片供应的恢复。
这场波及全球汽车产业的缺芯灾难，风施之甚急，大潮消退却慢。美国伯Offfl研究公司预计，2021年全球范围内的汽车芯片短缺将造成多达450万辆汽车产量的损失，相当于全球汽车年产量的5%。著名的计量经济学观察(IHS Markit)2021年2月3日表示，
芯片短缺预计将导致全球汽车领域的产量比第一季度减少67.2万辆。该预测公司预计，
芯片短缺将持续到2021年第三季度。追踪汽车生产的AutoForecast Solutions表示，由于芯
片短缺，到目前为止，全球已宣布停产总计
56.4万辆汽车，估计2021年可能停产96.4万辆。
据IHS称冲国将是受短缺影响最严重的国家,
第一季度将有近25万辆汽车受到影响。
汽车行业为何会受芯片制约
早在20多年前，随着汽车进入电控时代,
芯片就成为汽车的决策大脑和遍布全车的神
经系统，其中就包括我们所熟知的ECU(电
子控制单元)和MCU(微控制单元)。由此
选号可知，是技术的进步日益推高了芯片在汽车
制造业中的重要性。
所谓ECU(Electronic Control
Unit)，通俗的叫法是“行车电脑”或“车
载电脑”，通常用于中高级轿车的发动机上，
在防抱死制动系统、四轮驱动系统、电控自
动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、
多向可调电控座椅等设备上也会配备ECU O
什么是abs防抱死而MCU(Microcontroller Unit)则是总控
电脑，即ECU的大脑，它将中央处理器(CPU)
的频率与规格做适当缩减，并把内存、计数器、
USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周
边接口，甚至LCD驱动电路都齡在单一芯
片上，形成芯片级计算机，为不同的应用场
合做不同的组合控制。一辆汽车通常有约60
个ECU(电子控制单元)，每个ECU分管
不同的职能。作为运算大脑，MCU芯片则嵌
入在ECU中，接受到信息后，MCU进行运
算处理并输出信号，从而驱动电池阀、电动机、
李泯泯赛迪智库安全产业研究所研究员
2021年第3期17
传祺gs5论坛
HORIZONI
开关等被控元件工作。而作为高端车大量釆用的ADAS系统来说，更是逐渐成为标配。ADAS即高级辅助驾驶系统，是自动驾驶汽车的前提。该系统釆用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等，可探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量，通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。早期的ADAS技术主要以被动式报警为主，当车辆检测到潜在危险时，会发出警报提醒驾车者注意异常的车辆或道路情况，今天的ADAS已有主动防撞和自动泊车功能。
如今，以电动化、网联化、智能化、共享化为特征的“新四化”已成为全球汽车产业的主流趋势，车规级芯片(即车用芯片)更是不可或缺，被广泛应用于多媒体娱乐、自动泊车、发殛箱控制、安缶囊、驾
驶辅助、胎压控制等多个重要系统中，尤其是在汽车智能化过程中，芯片的性能将直接影响自动驾驶系统的好坏。在硬件上，电池、电机、电控等三电系统将成为汽车的新动力。在软件上，传感器、芯片、域控制器、中央控制器等将成为汽车新算力的重要组成。软件定义汽车时代已经到来，正催生出一个高频迭代的技术生态，不断升级迭代进化，推动汽车行业加速发展。
目前，车用芯片大多釆用8英寸晶圆制造，但全球芯片企业近些年主要将资金用在更高端的12英寸晶圆的布局上，在一定程度上抑制了8英寸晶圆的产能扩展，且短期不可逆。更加严峻的是，此次芯片的短缺或许不能在短时间内改善，因为汽车芯片是定制产品，一颗完整的芯片制造流程包括芯片设计、晶圆代工，以及封装测试等多个步骤，而受限于产能，部分芯片交易周期均在数月以上。业界权威人士认为“芯片对汽车越来越重要了，汽车未来会超过PC和手机，成为芯片企业最大的需求方”。因此，业界普遍认为，汽车市场的缺“芯”将会常态化。
缺芯之困再敲警钟
华为公司遭美国无理打压断供芯片，造成卡脖子困难的教训还在继续。2020年12月3日，美国又将中芯国际等中国企业拉入“涉军企业”黑名单，制裁华为、浪潮等中国企业的数量达到41家。美国政府使用制裁、纳入“实体清单”等手段阻碍我国科技企业正常发展，特别是在半导体芯片领域更是变本加厉，目前已经从消费电子领域逐渐向其他领域传导，汽车行业也不例外。
汽车产权证
随着汽车电气化和智能化的升级，芯片将会像传统燃油车时代的发动机一样，成为汽车产业的“命门”。因此，一旦海外产能受到影响，整个供应链也将陷入困境。目前，我国汽车制造需要的芯片和模块绝大部分仍然依赖进口，成为全球车载芯片的重要市场，占据市场份额约35%0有关数据显示,2019年，我国车用芯片进口率超90%，先进传感器、车载网络、三电系统、底盘电控、ADAS、自动驾驶等关键系统芯片高度依赖进口。
目前^^^片的巨^＜者隠砺国訥科技公司，包捋S萨电子(Renesas Elecronics)、英飞娜肢I Infineon Technolcgies)、意法半导体(ST Mcroelectiunics)、日本^^(Denso)和飞思^p (FreescaleSemiconductor)，这5家公司占据了全
18机器人产业I ROBOT INDUSTRY
透过缺芯之困洞观我国无人驾驶汽车前景
灘43%的市WM高删超韦遊E 在10名之外。一旦美国政府不顾国际经济贸易基本规则，完全从政治目的出发，全部停止向中 国濮厂芯片，而迫于压力的呦州、日本半导体制造商则有可能选择与美国站SV，那么我国诒亍业在有的存覇，将进入大WR停鬥瑟
此次芯片短缺，再次凸显了产业链供应链自主可控的紧迫性和必要性。在全球汽车半导体行业前20家
企业中，中国的本土企业只有1家。中国每年的汽车销售数量约2800万辆，中国汽车半导体产值占全球的不到5%，部分关键零部件进口度超过了80%〜90%，这样的自给率与中国新能源汽车和智能汽车不断发展的现状背道而驰。我国汽车行业过高的芯片进口率，暴露了长期存在而又得不到解决的产业安全问题，即芯片这类关键核心技术“空心化”O
芯片已经成为汽车产业发展的重要基础部分，毫不夸张地说，谁掌握车用芯片和相关车用半导体元器件的技术和供给，谁就获得了市场的胜出元素。中国工程院院士孙逢春说“要将发展车规级芯片提高到发展我国自主可控的汽车工业的战略高度予以重视。”因此构建安全可控的汽车芯片供应体系，已经成为了产业发展的“当务之急”O
在中国搞汽车制造，一不缺市场、二不缺技术、三不缺投资，并且每到一个新时期就有来自国家层面的规划引导和各种政策的鼓励与支持，发展环境可谓良好。但是从产业的全要素构成和行业生态上看，主要资源大都集中到整车制造环节，而高端原材料、关键零部件，以及车载芯片等环节，一直没有形成安全自主可控的供应链，核心技术、
核心零部件、车载芯片长期依赖进口。我国
企业一贯秉持赚快钱理念：快速建厂建生产天籁为何叫移动炮车
线，快速仿制组装，在营销竞争上狠下功夫，
快速包装，快速推向市场，用最快的方式赚
钱。掌控上游核心技术与供应链，企业研发
投入大，产出慢，周期长，不是习惯的玩法。
因而这种对外依赖性变成定势，且越来越普
遍化。在遭遇芯片危机之后，全行业意识到，
要改变现状，已经不是砸钱就能解决。从核
心设备、技术研发、人才、资金与供应链端、
产业环境，以及专利等太多层面的问题需要
解决，需要打造鈿的自主可控的生态体系。
芯片企业需要告别以往”单打独斗”的局面，
必须实现真正的跨界协同合作，将汽车的整
车、零部件、芯片和操作系统等企业构成利
益共同体，构建一个完整的创新生态和合作
链条，集国家支持、企业合作共同努力，推
动上下游产业协同发展。
2020年7月，国务院印发《新时期促进
集成电路产业和软件产业高质量发展的若干
政策》，对支持芯片产业发展作出部署，提
出了八个方面新措施，其重点是解决核心技
术受制于人的问题。2020年9月190，由科
技部、工信部共同支持，国家新能源汽车技
术仓1J新中心作为国家共性技术仓lj新平台牵头
发起的“中国汽车芯片产业创新战略联盟”
正式成立，国内120余家整车及零部件、芯
片企业加入，迈出了我国向全球汽车芯片创
新高地和产业高地进军的步伐。
国内许多芯片企业开始深度布局新能源
汽车芯片。华为的车载自动驾驶、5G智能网
联芯片和模块已经实现“上车”；韦尔股份
2021年第3期〔9
HORIZONI
2019年以152亿元收购豪威和思比科，进军CMOS图像传感器，如今成为汽车图像传感器全球第二；四维图新与方正电机于2020年11月签署战略合作协议，围绕汽车电子芯片领域进行深度合作；大唐电信研发的应用于新能源汽车电池管理系统的电池监测芯片，是业界首颗集成电化学阻抗频谱监测技术
设计的锂离子电池单芯监测芯片；造车新势力中蔚来也将自主研发汽车芯片，并且是自动驾驶计算芯片部分。
许多车企已经意识到芯片的重要性，纷纷走向自研或者联合芯片公司研发的道路。如北汽集团与Imagination集团、翠微股份合资成立了北京核芯达科技；上汽与英飞凌成立了上汽英飞凌汽车功率半导体有限公司；零跑汽车与大华股份联合研发AI自动驾驶芯片。上汽通用五菱等车企已经发布官方消息称，受芯片断供影响，公司决定全面推进整车芯片国产化工作。
新能源汽车龙头企业比亚迪，是国内自主可控的车规级IGBT领导厂商，技术达到了世界领先水准，月产能达到5万片，市场份额达18%，仅次于老牌芯片巨头英飞凌，排名第二。目前，比亚迪已经拥有国内首个汽车IGBT生产链，包括IGBT芯片设计、晶圆制造、模块封装等部分，还有仿真测试和整车测试。这说明只要企业沉下心来做体系，就一定能够走出_片属于自己的天地。
缺芯对我国无人驾驶汽车
前景的影响
2021年元旦前，北京市街头出现头顶“发髻”的无人驾驶出租车，引来市民争相体验。目前除北京外，已有上海、武汉、广州、长沙、大连、沧州、苏州等城市开放了自动驾驶上路载人体验，科幻电影中
的无人驾驶正在现实场景中得到应用。一时间，智能化出行离百姓的生活越来越近的话题在各种媒体上成为热捜。
实现无人驾驶汽车技术是人类长期的梦想，而从无人驾驶的理论首次提出，到今天也不过40年光景。可如今这个行业的参与者，除了谷歌、苹果等梅巨头，还有福特、奔驰、通用、特斯拉等新老车厂，以及上百家创业公司。无数的人才和资金涌入，让汽车的无人化成了一种必然的趋势。
自动驾驶的商业化应用在全球都还处于起步阶段。在国内我们看到，包括互联网科技企业和整车厂商，涉及阿里巴巴、腾讯、百度、华为等科技巨头和蔚来、一汽、上汽、长城、长安等车企巨头，在无人驾驶上的投入研发已是天文数字，难以估算。但是，残酷的现实却是，耗费长达近10年的研究，至今没有一辆严格意义上的无人驾驶汽车投入运营。
目前，全球主要釆用的自动驾驶分级标准是由SAE International（国际汽车工程学会）2014年发布，2018年修订的《标准道路机动车驾驶自动化系统分类与定义》，根据系统执行动态驾驶任务的多少，将自动驾驶分为L0-L5级六种不同级别。我国工信部已于2020年3月公示了《汽车驾驶自动化分级》国家标准：将自动驾驶划分为0~5等级，具体表示为应急辅助、部分驾驶辅助、组合驾驶辅助、有剥牛自动驾驶、高度自动驾驶、
20碣人产业I ROBOT INDUSTRY