新能源汽车需要半导体芯片吗

【太平洋汽车网】新能源汽车需要半导体芯片，汽车芯片制造的技术要求并不高，相比手机芯片达到5nm这个精度，汽车芯片比较常用的却是28nm、45nm、65nm的12英寸晶圆体以及0.18um的晶圆体。

为什么我们买不到想要的车？为什么汽车行业普遍都在缺芯片？

制程要求不高，但良品率更为严苛对于大多数人来说，最常听到芯片的场景就是我们的数码产品，无论是购买手机时的“苹果A14”、“高通骁龙处理器”，亦或者是在购买电脑时候的英特尔、AMD等，我们似乎常常能听到这个词，甚至有不少发烧友能细数7nm、10nm制程工艺的不同之处，芯片离我们似乎并不遥远。

手机行业作为消费领域的高集成度行业，对于芯片的技术要求极高，5nm这个级别的制程全球也仅有几家晶圆厂可以制造，但汽车芯片可不同。

从汽车电子产业链上来看，晶圆厂制造不同规格的晶圆体（不同制程的8英寸、12英寸晶圆体）提供给零部件巨头们，接着零部件供应商生产出对应控制器或者处理器（常见的有MCU、CMOS图像传感器、各类ADAS辅助类芯片、传感器等），再交付给整车厂进行组装。

不过事实上，汽车芯片制造的技术要求并不高，相比手机芯片达到5nm这个精度，汽车芯片比较常用的却是28nm、45nm、65nm的12英寸晶圆体以及0.18um的晶圆体。

但是，汽车芯片和数码产品芯片最大的两个不同便是在于超高的良品率，以及因工作环境不同而更为严苛的产品可靠性。

汽车作为直接关系到驾乘人员人身安全的交通工具，在电子器件越来越多的情况下，汽车芯片的良品率要求极高——你试想一下，如果负责ACC自适应巡航的芯片以及传感器是残次品，在实际使用中发生故障很可能会直接造成人员伤亡，所以汽车厂家对于零部件的要求不仅有着严苛的检查筛选机制，还有在制造阶段就达到百万分之一这样的良品率。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

植入芯片可以过安检的要求：要看是什么类型的芯片，如果是身体看病植入的芯片是可以过的。

铁路和公路客运安检规定，除了易燃、易爆、毒害性、腐蚀性、放射性、传染病病原体等物质以及q支、d药、管制刀 具等可能危害公共安全的物品以外，不在管制刀具范围内的菜刀、餐刀、大型水果刀、工艺品刀等也被禁止随身携带。

可能危及旅客人身安全的菜刀、餐刀、屠宰刀、斧子等利器、钝器；射钉q、防卫器、弓、弩等其他器具都禁止携带进站上车。

安检程序：

（1)行李物品检查：旅客进入机场大厅时首先将行李物品放入X射线安检设备（不是电视检测机）的传送带上，工作人员通过电视荧光屏检查后贴上“XX机场行李安全检查”的不干胶条。

(2)旅客证件检查：旅客办理完毕行李托运和登机手续后，将护照、机票、登机牌等交检查员核验并在登机牌上加盖安全检查印章。

(3)手提行李物品检查：将随身携带的手提行李物品放在电视监测机的传送带上，由检查人员通过荧光屏检查。如发现有异物，须由检查人员开包检查。

以前，李书福说造车莫过于一张沙发加四个轮子；现在，苹果说造车就是一个智能手机加四个轮子。

事实上，这两个观点都没错，只不过是时代不同罢了。

在李书福开始造车的那个时代，汽车是以硬件为主导，整车智能化程度很低，半导体（芯片、传感器等等）占不到整车成本的1%。而现在，汽车已经由硬件主导变为了硬件为基础，软件赋能的时代。如今，智能汽车上的半导体（芯片、传感器等等）已经占到了整车成本的35%左右，可谓是天差地别。

基于此，很多人就问编辑，中国半导体工业本就薄弱，那么造智能汽车上的芯片到底难不难？如果造不出来，电脑上的芯片能不能用到汽车上呢？

事实上造汽车芯片的难度更大，而且民用芯片也不能用在汽车上。

首先，汽车芯片工作环境更加恶劣。

汽车对芯片和元器件的工作温度要求比较宽，根据不同的安装位置等有不同的需求，但一般都要高于民用产品的要求，比如发动机舱要求-40℃-150℃；车身控制要求-40℃-125℃。

而常规消费类芯片和元器件只需要达到0℃-70℃。另外其它环境要求，比如湿度，发霉，粉尘，盐碱自然环境（海边，雪水，雨水等），EMC，以及有害气体侵蚀等，都高于消费类芯片的要求。

第二，汽车电子元件不容许出现失误，运行性稳定要求极高。

汽车在行进过程中会遭遇更多的振动和冲击，车规级半导体必须满足在高低温交变、震动风击、防水防晒、高速移动等各类变化中持续保证稳定工作。另外汽车对器件的抗干扰性能要求极高，包括抗ESD静电，EFT群脉冲，RS传导辐射、EMC，EMI等分析，芯片在这些干扰下既不能不可控的影响工作，也不能干扰车内别的设备（控制总线，MCU，传感器，音响，等等）等。

第三，汽车芯片的设计使用寿命要求更长，故障率更低。

一般汽车的设计寿命都在15年50万公里左右，远大于消费电子产品寿命要求。

二是故障率要求。零公里故障率是汽车厂商最重视的指标之一，而要保证整车达到相当的可靠性，对系统组成的每一个部分要求是非常高的。

由于半导体是汽车厂商故障排列中的首要问题，因此车厂对故障率基本要求是个位数PPM（百万分之一）量级，大部分车厂要求到PPB（十亿分之一）量级，可以说对车规级半导体的故障率要求经常是，“Zero Defect”故障零忍受。

相比之下，工业级芯片的故障率要求为<百万分之一，而消费类芯片的故障率要求仅为<千分之三。

第四，注重安全，需要极高的产品一致性。

车规级半导体在实现大规模量产的时候还要保证极高的产品一致性，对于组成复杂的汽车来说，一致性差的半导体元器件导致整车出现安全隐患是肯定不能接受的，因此需要严格的良品率控制以及完整的产品追溯性系统管理，甚至需要实现对半导体产品封装原材料的追溯。

第五，长期有效的供货周期。

汽车半导体产品生命周期通常会要求15年以上（即整车生命周期均能正常工作），而供货周期，则可能长达30年。因此对汽车半导体企业在供应链配置及管理方面提出了很高的要求，即供应链要可靠且稳定，能全生命周期支持整车厂处理任何突发危机。

相比PC端的芯片，汽车上的芯片难度是巨大的，除此之外还需要控制成本，能耗，等等。

最后即使研发出符合汽车规格的芯片，这才算拿到的入场券。汽车行业的研发周期一般达到了2年左右，这对于很多小企业根本无法支撑这么长的周期。

除此之外，汽车芯片还需要承担巨大的责任，PC端的芯片损坏最多导致电脑或者手机死机，但汽车是和安全息息相关的。在后期长达十年或者几十万公里的用车周期中，如果是由汽车芯片设计导致的安全问题，意味着将承担责任。

对于资金实力相对较弱的中小企业而言，很可能因此而陷入困境，以致于再也不能进入汽车供应链。汽车半导体关于安全和可靠性的连带责任问题，也会使众多厂商对做出进入车规级市场的选择慎之又慎。

由于上述汽车半导体产业的高标准和高门槛，把大量缺乏资金实力，缺乏产业配套资源，并且想要快速做出芯片投放市场取得效益的半导体厂商拒之门外。缺乏新玩家的进入，也使得现有汽车半导体企业(Tier2)、零部件供应商(Tier1)、整车厂商(OEM)已形成强绑定的供应链关系，对新进企业构成坚实的行业壁垒。

写在最后：

上世纪五十年代，汽车制造中所采用的半导体（包含芯片、传感器等等）产品还不到制造总成本的1%。如今，其成本已经可以多达总成本的35%，并且预计到2030年将增加到50%。

智能汽车的发展也造就了汽车半导体全球市场的快速增长。有数据表明，目前欧洲汽车半导体2019年产值达到150.88亿美元，占到全球汽车半导体总产值的36.79%，为全球第一。

美国贡献了全球第二大汽车芯片收入规模，达到133.87亿美元，占全球32.64%。

日本汽车半导体2019年产值达到106.77亿美元，占比在26.03%。而中国大陆2019年汽车半导体实现销售收入仅为10亿美元左右，占比不到3%，和欧美日相比，差距很大。

但也不用气馁，中美贸易战让中国汽车工业更加注重汽车产业的供应链上游建设。目前中国汽车市场也涌现了一批像寒武纪、地平线、西井科技（下期分析中外汽车芯片公司的实力差距）等等的芯片设计公司。未来，希望这些企业可以冲出重围，为中国成为智能汽车强国贡献力量。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

---