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芯片在汽车工业和“中国制造2025”的核心地位

芯片在汽车工业和“中国制造2025”的核心地位

图1 晶片上的个个芯片 (图片来自Infineon)

汽车,作为国家重要的、大规模工业产品,应用了集成电路芯片, 比如SOC(System on chip),它由多核CPU和GPU组成,用于数字化的组合仪表,车载多媒体和导航系统,自动驾驶路径计算,或者特定用途的集成电路芯片ASIC (Application specified integrated circuit),用于电子控制模块的信号处理,算法运行和控制执行部件,比如自动泊车、启动安全气囊、自动驾驶的雷达信号分析等。新型芯片,甚至集成了神经元网络(neuronal network)、深度学习(deep  learning)等AI(artificial intelligence)功能的智能化芯片,也即将在汽车中得到应用。当2021年汽车的EE架构从CAN网络变成Ethernet网络,数十个电子控制模块由多个大型车载服务器替代时,汽车就是一个可移动的服务器、或超级计算机机房了。

还有汽车的生产线,无论是冲压、焊装、涂装,还是总装线,都有相应的冲压机床、焊接机器人、喷涂自动机或机器人、无人物料配送车、检测站的传感器、生产控制的服务器、RFID扫码机,这一切,都离不开芯片。如果说“中国制造2025”的愿景,没有了芯片,这一切都是海市蜃楼。

当我惊闻中国的高科技标杆企业之一中兴通讯被美国禁止供给核心芯片时,令我痛心疾首。在这里给大家分享我的经历和想法:

2004年夏天,我还在德国戴姆勒集团商务车技术中心,负责整车企划和成本工程,轿车部门的一个同事发了一个会议邀请,会议内容是:ST  Microelectronics (欧洲最大的芯片公司)到戴姆勒集团来介绍ST  Microelectronics的未来主要芯片研发方向和产品线路径图(Product  Roadmap)。我和同事们很有兴趣地听了ST公司的介绍,从那时起,我才知道,戴姆勒集团有一个部门,叫“Critical Parts  Management(CPM)”(核心零部件管理),主要管理的是芯片,它的发展方向、创新产品,尤其是芯片供应链的保障,与全球主要的芯片制造商,都有这样的交流,形成良好的合作关系。渐渐地,我接触了欧美主要的芯片制造商:  Infineon,Freescale和Philips(NXP),Renesas, Microchip,  Elmos等,参观了许多Fab(芯片工厂),了解了芯片设计、制造的主要过程。

一次在慕尼黑国际电子展,遇到了宝马汽车同行,得知他们也有了CPM部门。德国主流汽车主机厂,虽然不生产芯片,但是已深刻意识到,芯片是汽车产品的核心零部件,芯片供应链的保障十分重要。日本福岛地震后,有多少系统供应商派直升机空运芯片,只为防止主机厂总装线停产;有多少芯片贸易商,在这个时候,忙得不亦乐乎。甚至有些主机厂,  大量采购核心芯片,作为战略储备。

芯片是战略物质,如同石油一样。芯片制造业,是战略行业,需要有战略路径。

芯片在汽车工业和“中国制造2025”的核心地位

图2 芯片制造设备和工艺流程示意图

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