車規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)替代加速

　　2024年，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)交出了一份亮眼的成績(jī)單——產(chǎn)銷量一舉突破千萬(wàn)輛，全球市場(chǎng)份額超70%，這一顯著成就也帶動(dòng)了車規(guī)級(jí)芯片供應(yīng)鏈的全球化布局。預(yù)計(jì)2025年，中國(guó)汽車芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超過(guò)1200億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)28%，成為全球增長(zhǎng)最為迅猛的細(xì)分市場(chǎng)。

　　車規(guī)級(jí)芯片作為汽車電子系統(tǒng)的核心組件，堪稱新能源汽車的“智慧大腦”，對(duì)汽車智能化水平和性能至關(guān)重要，是汽車智能化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

　　據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)燃油車大約需要配備600-700顆汽車芯片，電動(dòng)車的需求則攀升至1600顆，而高端智能汽車的需求量更是有可能高達(dá)3000顆。其中，電池管理、智能座艙等核心功能均高度依賴于車規(guī)級(jí)芯片的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　與消費(fèi)級(jí)芯片相比，車規(guī)級(jí)芯片要求嚴(yán)苛：需適應(yīng)-40℃至150℃極端溫度，而消費(fèi)級(jí)芯片僅需滿足0℃至70℃;車規(guī)級(jí)芯片需通過(guò)電磁兼容性測(cè)試，能承受惡劣條件，抗干擾能力強(qiáng);其缺陷率要求小于10個(gè)DPPM(一百萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品不允許超過(guò)10個(gè)缺陷產(chǎn)品)，常采用冗余機(jī)制確保安全，而消費(fèi)級(jí)芯片缺陷率允許達(dá)500DPPM，極少采用冗余設(shè)計(jì);車規(guī)級(jí)芯片認(rèn)證周期長(zhǎng)達(dá)2-4年，需歷經(jīng)多項(xiàng)嚴(yán)格認(rèn)證，而消費(fèi)級(jí)芯片僅需通過(guò)基礎(chǔ)測(cè)試。

　　從表面看，中國(guó)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，比亞迪、蔚來(lái)、理想等車企聲名鵲起，馬路上電動(dòng)車數(shù)量甚至超過(guò)了傳統(tǒng)燃油車。然而，這些電動(dòng)車的核心——車規(guī)級(jí)芯片，90%都依賴從美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家進(jìn)口，其中計(jì)算和控制類芯片為99%，功率和存儲(chǔ)芯片為92%。在國(guó)際市場(chǎng)中，外國(guó)巨頭憑借著核心專利優(yōu)勢(shì)牢牢占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　車規(guī)級(jí)芯片是汽車的關(guān)鍵部件，對(duì)中國(guó)車企的生存發(fā)展至關(guān)重要。一旦供應(yīng)受阻，整個(gè)產(chǎn)業(yè)都會(huì)陷入困境。

　　當(dāng)前，中國(guó)汽車芯片產(chǎn)業(yè)面臨急需突破三道障礙：一是技術(shù)壁壘，車規(guī)芯片要在極端溫度下工作，壽命長(zhǎng)達(dá)20年，要求極為嚴(yán)苛;二是認(rèn)證壁壘，IATF16949認(rèn)證要求企業(yè)建立全流程質(zhì)量管控體系，提高了行業(yè)準(zhǔn)入門檻;三是生態(tài)壁壘，國(guó)際芯片巨頭占據(jù)全球80%的市場(chǎng)份額，構(gòu)建了專利保護(hù)屏障，讓后來(lái)者難以突圍。

　　2021年，全球汽車產(chǎn)業(yè)因“缺芯”減產(chǎn)超1000萬(wàn)輛，這一慘痛教訓(xùn)仍記憶猶新。如今，美國(guó)對(duì)華芯片禁令不斷升級(jí)，再加上34%-50%的懲罰性關(guān)稅，中國(guó)車企處境愈發(fā)艱難，就像在狂風(fēng)暴雨中航行的船只，隨時(shí)可能被巨浪吞噬。

　　在車規(guī)級(jí)自主芯片領(lǐng)域，中國(guó)采取的是從追趕起步、進(jìn)而學(xué)習(xí)借鑒，最終達(dá)成逐步替代的發(fā)展路線。當(dāng)下，國(guó)內(nèi)車規(guī)芯片產(chǎn)業(yè)依舊處于奮力追趕的階段，目標(biāo)是2025年年底將本土芯片占比提升至20%-25%。

　　中國(guó)加速推進(jìn)國(guó)產(chǎn)芯片替代已成大勢(shì)所趨。特別是在車規(guī)級(jí)芯片領(lǐng)域，以往高度依賴美國(guó)進(jìn)口芯片的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，如今，中國(guó)正爭(zhēng)分奪秒地探尋更為可靠的替代方案，力求摘掉美國(guó)標(biāo)簽，國(guó)內(nèi)整車廠也將更高比例的國(guó)產(chǎn)化芯片作為核心訴求。

　　車規(guī)級(jí)芯片的國(guó)產(chǎn)替代加速，給格力帶來(lái)了巨大的機(jī)會(huì)。格力另辟蹊徑，從功率器件切入車規(guī)級(jí)芯片領(lǐng)域，格力此次獲得三項(xiàng)認(rèn)證，邁出了打破國(guó)際壟斷的關(guān)鍵一步。

　　三大認(rèn)證助力格力破局

　　在制造業(yè)的眾多認(rèn)證中，車規(guī)級(jí)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)極高、要求嚴(yán)苛。手機(jī)死機(jī)時(shí)，我們只會(huì)抱怨“重啟就好”;但如果一輛高速行駛的智能汽車出現(xiàn)芯片故障，后果將不堪設(shè)想。一顆芯片的質(zhì)量直接關(guān)系到生命安全。

　　為什么車規(guī)級(jí)芯片的門檻這么高?因?yàn)樗仨毮芙邮軜O端環(huán)境的長(zhǎng)期考驗(yàn)。

　　一個(gè)是時(shí)間的考驗(yàn)。車規(guī)級(jí)必須扛住15年以上。汽車的平均使用壽命為15年以上或20萬(wàn)公里。芯片作為核心零部件，必須匹配汽車的整個(gè)生命周期。

　　二是極端環(huán)境的考驗(yàn)。行車安全，事關(guān)人命，因此要確保車規(guī)級(jí)芯片在各種極端環(huán)境下流暢運(yùn)行。汽車芯片的工作溫度為零下40度到150度，這意味著車輛凍成冰坨也要能啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)艙變成鐵板燒也要照樣運(yùn)行。

　　三是經(jīng)得起強(qiáng)震動(dòng)、強(qiáng)電磁干擾。車規(guī)級(jí)芯片的電磁干擾測(cè)試強(qiáng)度是家電芯片的10倍，否則雷電天氣可能會(huì)讓車輛失靈。

　　除了DPPM要求外，IATF 16949認(rèn)證要求企業(yè)運(yùn)用APQP(產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃)、FMEA(失效模式分析)等六大核心工具，確保產(chǎn)品從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)到批量生產(chǎn)始終保持穩(wěn)定性和一致性;認(rèn)證要求還延伸至二級(jí)、三級(jí)供應(yīng)商，促使企業(yè)構(gòu)建起符合車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的完整供應(yīng)鏈體系;同時(shí)，它強(qiáng)制實(shí)施SPC(統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制)和MSA(測(cè)量系統(tǒng)分析)，推動(dòng)企業(yè)形成閉環(huán)的質(zhì)量改進(jìn)機(jī)制。

　　此外，它還要求供應(yīng)鏈能保證15年穩(wěn)定供應(yīng)，生產(chǎn)線需專用且需通過(guò)2-3年認(rèn)證周期，遠(yuǎn)高于消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品的認(rèn)證時(shí)長(zhǎng)。

　　IATF16949認(rèn)證在全球汽車行業(yè)舉足輕重，它是進(jìn)入國(guó)際汽車供應(yīng)鏈?zhǔn)袌?chǎng)的“敲門磚”，也是汽車產(chǎn)業(yè)質(zhì)量的基石。該認(rèn)證對(duì)企業(yè)的要求極為嚴(yán)苛，涵蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造，到供應(yīng)鏈管理以及售后服務(wù)的全流程。

　　因?yàn)閷徍颂珖?yán)苛，所以拿到這個(gè)認(rèn)證的企業(yè)少之又少，一旦拿到，就相當(dāng)于推開(kāi)了國(guó)際市場(chǎng)的大門。數(shù)據(jù)顯示，拿到IATF 16949認(rèn)證的企業(yè)，獲得國(guó)際訂單的概率比未認(rèn)證企業(yè)高出四成。國(guó)內(nèi)某零部件企業(yè)，就是靠這個(gè)認(rèn)證打入特斯拉供應(yīng)鏈，年訂單暴漲300%。

　　格力電子元器件獲此認(rèn)證，意味著其正式叩開(kāi)全球汽車供應(yīng)鏈大門，具備為美、德、意、法等國(guó)主流車企供貨的能力。

　　在應(yīng)用場(chǎng)景拓展上，可深度切入新能源汽車電機(jī)控制、電池管理系統(tǒng)(BMS)、車載充電等核心領(lǐng)域，與格力鈦電池技術(shù)形成協(xié)同效應(yīng);在國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程中，格力的突破將加速國(guó)產(chǎn)芯片在車載控制系統(tǒng)、智能座艙、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的滲透，這標(biāo)志著格力高可靠性芯片已具備與國(guó)際巨頭同臺(tái)競(jìng)技的實(shí)力，僅國(guó)內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域，預(yù)計(jì)年需求增量就將為其帶來(lái)數(shù)十億級(jí)的市場(chǎng)空間。

　　如果說(shuō)IATF 16949是車規(guī)級(jí)芯片的“硬門檻”，那ANSI/ESD S20.20-2021認(rèn)證則是芯片制造的“隱形防線”。

　　正所謂，細(xì)節(jié)決定成敗。但在芯片制造中，細(xì)節(jié)決定生死。靜電防護(hù)就是那個(gè)能決定生死的細(xì)節(jié)。

　　在芯片生產(chǎn)中，靜電放電帶來(lái)的損傷常被稱為“看不見(jiàn)的殺手”——高達(dá)90%的潛在故障都與此相關(guān)。手機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)、設(shè)備信號(hào)不穩(wěn)等問(wèn)題，很多都源于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的靜電隱患。

　　車規(guī)級(jí)芯片的生產(chǎn)要求更高，任何細(xì)微的塵埃或靜電，都能給芯片生產(chǎn)帶來(lái)災(zāi)難性的后果，一根頭發(fā)絲的放電都可能讓整批芯片報(bào)廢。

　　ANSI/ESD S20.20-2021標(biāo)準(zhǔn)極為苛刻，例如工作臺(tái)、地板必須采用特定參數(shù)的靜電耗散材料，員工需定期考核靜電防護(hù)知識(shí)，就連運(yùn)輸包裝都要通過(guò)嚴(yán)格測(cè)試以防摩擦生電。

　　通過(guò)ANSI/ESD S20.20-2021標(biāo)準(zhǔn)，意味著格力芯片工廠實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜電的“零容忍”。執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)后，格力芯片工廠的靜電相關(guān)質(zhì)量事故減少了60%以上，產(chǎn)品可靠性直追國(guó)際頂尖品牌。

　　憑借成熟的靜電防護(hù)技術(shù)，格力助力國(guó)產(chǎn)芯片在5G基站、新能源逆變器等領(lǐng)域加速替代進(jìn)口產(chǎn)品，僅在工業(yè)控制芯片領(lǐng)域，就已為國(guó)內(nèi)20余家設(shè)備廠商提供核心元器件，市場(chǎng)份額穩(wěn)步提升。更重要的是，它讓格力芯片得以進(jìn)入國(guó)際巨頭的供應(yīng)鏈體系，在高端消費(fèi)電子、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的訂單量已呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng)，僅上半年就接到北美客戶3筆超千萬(wàn)美元的芯片采購(gòu)意向。

　　ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證是全球通用標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)質(zhì)量管理全流程指引方向。格力針對(duì)汽車行業(yè)特性進(jìn)行完善，形成了一套全面細(xì)致的質(zhì)量管理體系要求，率先獲得ISO9001質(zhì)量管理體系。

　　半導(dǎo)體行業(yè)處于變革期，芯片質(zhì)量是核心要素。格力成功斬獲這三項(xiàng)證書(shū)意義非凡，不僅為其拓展國(guó)際市場(chǎng)增添了重要砝碼，更加速助力其在行業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)力飆升。

　　做碳化硅芯片的臺(tái)積電

　　2018年，格力以逆向整合模式切入芯片領(lǐng)域，依托格力空調(diào)業(yè)務(wù)反哺芯片研發(fā)。2022年，珠海格力電子元器件有限公司成立，正式進(jìn)入芯片制造領(lǐng)域。

　　從2022年12月正式打樁，到2023年10月設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、12月產(chǎn)品通線，格力僅用了388天就建成了亞洲首座全自動(dòng)化的碳化硅芯片工廠，創(chuàng)造行業(yè)最快建廠和通線紀(jì)錄。

　　該工廠占地20萬(wàn)平方米，規(guī)劃年產(chǎn)24萬(wàn)片碳化硅晶圓。當(dāng)前，格力在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域布局進(jìn)入實(shí)質(zhì)量產(chǎn)階段。董明珠在接受媒體采訪時(shí)表示，格力芯片完成全產(chǎn)業(yè)鏈布局，建廠未申請(qǐng)國(guó)家資金支持。

　　碳化硅是第三代半導(dǎo)體材料，能承受更大的電流和電壓，這使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以更小且效率更高。它的開(kāi)關(guān)速度大約是硅的3至10倍，適用于更高頻率和更快的開(kāi)關(guān)速度;禁帶寬度是硅的2至3倍，具有更高的工作溫度。

　　相較于其他半導(dǎo)體材料，碳化硅能耐高壓又耐高頻還耐高溫，在新能源汽車、軌道交通、高壓輸變電、光伏、5G通訊等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

　　碳化硅晶體對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的要求非常嚴(yán)苛，需要在2000℃以上且接近真空的高溫低壓環(huán)境下，精密控制原子運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程環(huán)境變量多，可監(jiān)控手段有限。碳化硅雖然有著優(yōu)越的電學(xué)和熱學(xué)性能，但有限的產(chǎn)能和偏高的成本，成為其步入大規(guī)模應(yīng)用階段的“攔路虎”。這對(duì)芯片工廠提出了更高的要求。

　　格力芯片工廠的建成投產(chǎn)，一方面滿足了格力自身的需求——每年格力外采芯片數(shù)十億，另一方面服務(wù)格力之外的客戶。據(jù)格力電子元器件負(fù)責(zé)人介紹，格力芯片工廠的定位是“碳化硅晶圓的臺(tái)積電”，專注于碳化硅芯片的代工制造。為了匹配日益增長(zhǎng)的代工需求，擴(kuò)大產(chǎn)能也被列入今年的計(jì)劃當(dāng)中。

　　2025年4月11日，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布了原產(chǎn)地認(rèn)定規(guī)則(以晶圓流片地作為原產(chǎn)地判定標(biāo)準(zhǔn))，該規(guī)則或?yàn)楦窳π酒袌?chǎng)占有率帶來(lái)以下利好：助力規(guī)避美國(guó)關(guān)稅壁壘，格力自主生產(chǎn)的芯片(流片地位于中國(guó))可被認(rèn)定為“中國(guó)原產(chǎn)”，從而避免被加征34%-50%的高額關(guān)稅，顯著增強(qiáng)其芯片出口的競(jìng)爭(zhēng)力;推動(dòng)進(jìn)口芯片替代進(jìn)程，國(guó)內(nèi)車企和家電企業(yè)等或會(huì)優(yōu)先采購(gòu)本土原產(chǎn)芯片，格力憑借全產(chǎn)業(yè)鏈自主掌控能力以及成本優(yōu)勢(shì)，有望成功搶占進(jìn)口芯片的市場(chǎng)份額;吸引國(guó)際客戶合作，海外企業(yè)或許會(huì)選擇格力作為合規(guī)供應(yīng)商，借助其原產(chǎn)地資質(zhì)順利進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。

　　在國(guó)家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略層面，汽車芯片國(guó)產(chǎn)化率僅約10%，格力車規(guī)級(jí)芯片突破可緩解“缺芯”痛點(diǎn)，提升供應(yīng)鏈安全。

　　在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局層面，瑞薩電子放棄碳化硅芯片生產(chǎn)后，其原有日系車企訂單(如豐田、本田)出現(xiàn)供應(yīng)鏈真空。英飛凌聚焦8英寸產(chǎn)線，導(dǎo)致6英寸市場(chǎng)供需失衡。2025年第二季度，全球6英寸碳化硅晶圓價(jià)格環(huán)比上漲12%。格力憑借成熟的6英寸碳化硅晶圓工藝和成本優(yōu)勢(shì)，已接到3家日本設(shè)計(jì)公司的代工詢價(jià)，有望打破歐美企業(yè)對(duì)高端制造的壟斷。

　　目前，格力正開(kāi)發(fā)適配智能駕駛的高可靠性電子模塊，瞄準(zhǔn)全球年高速增長(zhǎng)的車規(guī)級(jí)芯片市場(chǎng)。

　　作為家電企業(yè)跨界半導(dǎo)體，格力面臨“既當(dāng)運(yùn)動(dòng)員又當(dāng)裁判”的質(zhì)疑，需在自主代工模式下建立車企信任。為化解顧慮，格力電子元器件公司宣布不涉足晶圓設(shè)計(jì)、只做晶圓代工制造，并對(duì)客戶的芯片設(shè)計(jì)方案實(shí)行物理隔離與數(shù)據(jù)加密，并引入第三方審計(jì)(普華永道)，以確保獨(dú)立性、保密性。

　　格力此次斬獲三項(xiàng)國(guó)際認(rèn)證，是其從消費(fèi)電子向汽車電子跨越的戰(zhàn)略里程碑，更預(yù)示著第二增長(zhǎng)曲線的加速開(kāi)啟。但其意義不止于一家企業(yè)的成功：在國(guó)產(chǎn)化替代的浪潮中，它是中國(guó)制造業(yè)向高端領(lǐng)域突圍的一個(gè)縮影;在全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的變局中，它是中國(guó)企業(yè)以自主創(chuàng)新守護(hù)供應(yīng)鏈安全的一次實(shí)踐。

　　前路漫漫，中國(guó)智造從技術(shù)追趕邁向領(lǐng)跑的崛起之路，從來(lái)沒(méi)有捷徑。但每一次認(rèn)證的獲得，每一顆芯片的量產(chǎn)，每一個(gè)領(lǐng)域的突破，都在為這條艱難卻充滿希望的道路鋪就基石。

2025-08-01 11:19

標(biāo)題加載中...

內(nèi)容加載中...

長(zhǎng)按掃碼 閱讀全文