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全球芯片短缺,中国汽车芯片准备好了吗?

全球芯片短缺,中国汽车芯片准备好了吗?

2021-03-05
技术文章
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缺"芯"

去年第四季度至今,全球汽车芯片供应紧张问题持续发酵。研究机构IHS Markit发布的报告称,由于汽车芯片短缺,预计2021年第一季度全球减产近100万辆汽车。分析认为,随着去年下半年车市从疫情中逐步恢复,汽车需求大幅度增加,而这一复苏周期与消费电子行业的增长需求发生冲突,这使芯片制造商将产能重新分配给智能手机和5G基础设施等需求旺盛的领域,汽车芯片供应的压力越来越大。


高端芯片供需矛盾

芯片的供不应求,一方面是市场竞争趋势的加大,消费者更青睐掌握先进工艺的产品,因此越来越多的企业开始追逐在自己的产品上加载高端芯片;另外一方面高端芯片对于制作工艺等都有较高的需求,其量产还有不少问题需要解决,这种对于高端芯片供需矛盾,加剧了芯片行业资源紧缺。

在这一轮芯片危机中,汽车行业短缺芯片主要集中在电子稳定程序和电子控制系统等中高端芯片方面。在中国市场,一般10万元以上的车型,特别是中高端车型都会配备这两类芯片。

中国芯片自主化迫在眉睫

作为全球新车产销最大市场,我国已具备成熟的汽车产业链,但一个不容回避的事实是,像芯片这样的车用高精尖核心零部件,仍然掌握在外资企业手里。

据中国汽车芯片产业创新战略联盟数据显示: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过度依赖进口。其中,电动汽车中价值仅次于动力电池的IGBT,98%以上需要从国外进口,且价格是国外的1.2倍至1.8倍。另有统计数据显示,2019 年全球汽车芯片市场规模约为3100 亿元,国内车规级芯片产业规模不足150 亿元,而同期我国汽车产业规模占全球市场达30%以上。

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。

中国汽车芯片相关企业激增

刚刚过去的2020年,我国汽车芯片相关企业注册量呈现井喷式增长。天眼查专业版数据显示,目前我国有近1.5万家经营范围含"汽车",同时包含"芯片、半导体",且状态为在业、存续、迁入、迁出的汽车芯片相关企业。以工商登记为准,2020年我国新增超5000家汽车芯片相关企业,比2019年上涨187.4%。这背后的动因是国际格局下的国产替代机会。

半导体芯片进入汽车供应链的试金石——AEC-Q

半导体芯片要进入汽车供应链,首先面临的门槛是产品必须获得车规级别质量认证,也即AEC-Q系列测试认证。针对不同产品类别,分别适用不同的系列标准:AEC-Q100/101/102/103/104/200等。要通过这个测试认证,具有一定难度,若企业之前是普通消费电子类芯片企业,几乎不可能一次性能通过测试。难度表现在:

■ 测试项目涵盖了几乎所有汽车使用过程中可能对芯片造成影响的应力验证:包括-40℃~150℃的宽范围环境温度叠加负荷工作应力;水汽/盐雾/工业废气等化学应力;颠簸/振动/跌落等机械应力;电磁辐射干扰/静电等电磁应力

■ 大量采用加速寿命试验方案验证产品使用寿命内的可靠度:单项试验时长达1000h

■ 验证样品量:完成全部项目验证需要3个批次独立样品数量共达上千颗

■ 验证范围全面:验证内容涵盖芯片设计、晶元、封装各环节

■ 高可靠度与一致性:所有验证项目,上千颗样品,要求“零”失效

AEC-Q100测试流程


汽车电子元器件常用测试标准


AEC-Q100  基于集成电路应力测试认证的失效机理 
 AEC-Q101  基于汽车电子分离半导体应力认证测试 
■ AEC-Q102  基于汽车分离半导体光电器件应力测试认证 
 AEC-Q200  基于被动元器件应力测试认证
■ AEC-Q104  基于汽车多芯片模块应力测试认证

SGS半导体服务范围

SGS长期为全球知名汽车零部件企业和5G通讯企业提供半导体芯片及其材料筛选、认证和测试服务。通过终端企业的认证测试是芯片设计及生产企业进入汽车和5G通讯供应链必备的敲门砖。SGS专业半导体解决方案,助您开启供应链大门。

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