美国芯片封锁加剧,中国如何破解卡脖子困境?

文摘   2024-12-12 08:02   北京  

                                    


12月2日,美国商务部宣布实施新的出口管制措施,将136家中国实体和4家海外关联企业列入实体清单,进一步限制中国在人工智能和半导体领域的发展。这一举措以“维护国家安全”为借口,不仅加强了对半导体制造设备、存储芯片等关键物品的出口管制,还将管辖范围扩大到中国与第三国的贸易活动,显露出美国对中国技术进步的长臂管辖和经济施压。


对此,中国商务部发言人表达了强烈的反对意见,批评美国的行为是典型的非市场行为,并呼吁全球社会关注美国的单边主义和贸易保护主义倾向。12月3日,中国互联网协会、中国半导体行业协会、中国通信企业协会和中国汽车工业协会等四大行业协会联合发表声明,敦促国内企业在采购芯片时慎重考虑美国供应商,并积极支持和推广国产芯片,以缓解外部制裁的潜在影响。


《汽车芯片产业发展报告2023》(以下简称《报告》)早已指出,随着汽车向电动化、智能化的快速转型,汽车产业链、供应链、价值链正在重塑,芯片等关键零部件的重要性日益突出。尽管中国半导体产业在政策扶持和市场需求的双重推动下取得了显著进步,但在产业链的多个核心环节仍面临“卡脖子”的困境。



中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟在全球智能汽车产业大会(GIV2024)上也明确指出,智能网联汽车的发展必须解决芯片本土化供应的问题。他建议采取按领域、按种类、按阶段的本土化策略,并鼓励海外芯片企业在中国设立研发中心和晶圆工厂,以实现供应链的多元化和自主可控。


PART.01


高技术领域的“卡脖子”问题


中美芯片摩擦从2019年美国特朗普初任总统时期开始,后经拜登政府加码,已经成为中美关系紧张的主要焦点之一。但美国对中国芯片的制裁,并没有击垮中国芯片行业,反而更激发了中国在芯片等高科技“卡脖子”领域的自主研发投入,并取得了积极成效。在2023全球新能源与智能汽车供应链创新大会上,中国电动汽车百人会副秘书长徐尔曼表示:“汽车芯片国产化率从过去不到5%,现在上升到10%,但与欧美日等汽车芯片大国强国相比,短板依然非常明显。”


换句话说,芯片国产化率持续提升的大趋势不可逆,但这个过程也绝不可能一帆风顺。《报告》指出,以下几个方面容易成为“卡脖子”的关键点。


首先,高端EDA工具和IP核方面,中国高度依赖Synopsys、Cadence和Mentor Graphics等国外厂商,这些公司在全球市场中占据主导地位,几乎垄断了整个EDA市场。这使得中国的芯片设计企业在逻辑设计和版图验证阶段面临技术瓶颈,因为缺乏自主可控的EDA工具意味着从设计之初就可能受限。



其次,在先进制程工艺和技术节点上,虽然中国在某些特定领域已经取得了一定进展,但在最先进制程工艺上仍然落后于国际领先水平。例如,在7nm及以下制程节点上,中国大陆尚未实现量产能力,这直接影响了高性能计算芯片和智能驾驶芯片的供应。随着汽车向电动化、智能化加速发展,单车芯片使用数量和价值量均增长至传统燃油车的2-3倍,甚至更高,而智能驾驶和智能座舱的快速渗透使得国内对于先进制程芯片的需求大幅增加。


再者,关键材料与设备也构成了一个“卡脖子”的关键点。在整个芯片制造过程中,从单晶硅片制备到最终的封装测试,涉及多个复杂步骤,如化学气相沉积、光刻、离子注入、扩散、物理气相沉积以及化学机械研磨等。中国在高纯度硅片、光刻胶、靶材、气体、化学品、抛光液等关键材料和设备方面存在较大依赖进口的问题,特别是用于先进制程芯片制造环节的极紫外(EUV)光刻机,全球完全由荷兰ASML公司垄断,这对国内先进芯片生产线构成了严重制约。


《报告》指出,中国汽车芯片市场正在经历快速变化,电动智能汽车产销量快速增长提升了汽车芯片的需求,而且多元化的功能也驱动着上游芯片的创新发展,因此,如何保障本土汽车芯片的稳定供应和产品安全是全球企业关注的重点。由于汽车涉及人身安全,对汽车芯片产品的安全性和可靠性要求极高,而且整车涉及超过百种不同类型的芯片产品,如何保障整体供应链系统的稳定可靠是一个非常复杂的系统性难题。


此外,在测评认证层面,国内仍缺乏全面的测试认证平台。汽车芯片的评测分为三个层面:汽车芯片、汽车电子电控系统、整车应用测试,目前我国还没有一个平台或者测评机构能够完整地完成三个层面的汽车芯片测评工作,导致对自主汽车芯片产品的认证能力较缺乏。



PART.02


如何突围?


为打破美国的技术封锁,推动我国半导体产业进一步发展,从汽车芯片角度,《报告》建议必须从多个层面着手解决问题:


1、完善汽车芯片顶层设计


建立汽车芯片部级联席会议,形成权威决策体系。构建协同攻关机制,高效配置科技力量和创新资源,强化跨领域、跨学科的协同合作,以形成核心技术攻关的强大合力。


2、构建芯片制造工艺体系


支持本土晶圆制造企业扩大车规级产线和产能,新建或扩建车规级晶圆产线,确保国内最低产能保障。短期优先建设90nm以上模拟芯片及65/55nm、40nm、28nm逻辑芯片产线,满足需求;中长期加大对28nm以下先进制程的支持。鼓励多样化IDM模式,包括虚拟IDM、共享式IDM(clDM)和Fab-lite模式,并支持重点企业投资建设真正的IDM模式。吸引跨国企业在华布局高端车规级产线,从多方面提供政策支持。


3、攻关芯片关键共性技术


通过重大专项等措施集中攻关车规级芯片关键技术。加强基础共性技术研发,将自主装备、材料、软件纳入国家首台套支持政策,重点推动EDA工具、IP专利模块及“卡脖子”技术的研发。加强成果转化力度,搭建产学研技术转化体系,保护知识产权。


4、建立汽车芯片检测认证体系


创建包含功能安全、信息安全、可靠性等指标的产品评价标准体系,支持第三方机构开展检测认证业务。鼓励企业参与标准制定,推进国产芯片测评工程,构建器件级、系统级、整车级的测试验证体系,建立共享的汽车芯片测试数据库。


5、加强人才培养及引进力度


优化人才培养路径,探索战略学科人才培育计划。推进高校与科研机构联合培养研究生,吸引海外高级技术人才回流,建设高水平国际科研合作平台。


综上所述,面对美国的“卡脖子”行动,中国既要有紧迫感也要有信心。通过不断完善自身的工业基础和技术实力,逐步建立起独立自主且具有国际影响力的芯片产业链条,最终实现从跟随者向引领者的转变。在这个过程中,政府、企业和学术界需要紧密合作,形成合力,共同迎接未来的挑战。欲了解更多,请关注车百智库调研报告《汽车芯片产业发展报告2023》。


执笔:周颖


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