在“芯片荒”之下，智能駕駛的國產芯片替代成為潮流。國產芯片的實際替代效果和后面的發展趨勢如何，這是許多行業人士關心的問題。保隆科技智能駕駛業務模塊早在2017年就開始布局國產芯片替代的研發與迭代開發，形成了豐厚的技術積累。結合智能駕駛行業情況，保隆科技對國產化芯片替代中的趨勢、難點和未來前景都有深切的體會，形成了一些自己的看法。
保隆科技ADAS產品國產芯片替代進程
保隆科技在ADAS領域的國產芯片替代的研發和量產，布局早、涉及面廣，包括SOC、MCU、DDR、sensor、ISP、FLASH、電源芯片等。在ADAS領域，控制器中AI感知SOC是算法和控制的核心，AI感知對芯片算力和復雜異構系統能力提出了很高要求，除了外資廠家外，國內涌現了一批廠家可以提供支持AI功能的高算力異構芯片。SOC芯片因為大量使用，是市場最緊缺的原材料之一，進口芯片價格高，供貨壓力大。保隆科技已經在多年前就在布局國產替代的SOC圖像處理芯片。在前向視覺方面，已經與1家國產芯片商建立的合作關系。性價比高，供貨穩定，是項目保障的關鍵因素之一。在低速產品線（環視、全自動泊車等）方面，除積累了i.MX6、i.MX8、S32V等歐美平臺外，為順應客戶需求和公司戰略，保隆科技很早就開始了國產SOC的開發和推介，公司的產品方案已進入了實際開發階段，和5家國產芯片芯商達成合作：其中2家國產SOC芯片已用于實際客戶產品，完成了從硬件、驅動、應用的全鏈技術積累；1家SOC芯片項目已立項，項目正有序推動；還有2家國家產芯片商納入技術儲備。MCU芯片是控制器中另外一個重要的芯片，ADAS或域控制器針對系統需求，需要用到多核高算力的安全MCU，或低成本MCU。行業里的MCU已經是在分貨狀態，能拿到多少量不確定。保隆科技與4家國產芯片商達成合作：在前向視覺的多個項目上，與1家國產芯片商達成戰略合作，采用適用的MCU芯片型號，確保了產品對車廠穩定供貨；在低速產品線上目前已完成了2家MCU芯片的評估和量產替代可行性認證。在單目前視產品上，已使用1家國產芯片，用于預警類ADAS產品和車載通訊應用。除主要芯片外，保隆科技已于2021年完成了一家國產DDR存儲芯片的替代驗證。視覺產品方面，圖像傳感器芯片sensor是重點原材料，目前低速產品線sensor國產化替代已有1家芯片供應商的5款sensor量產，覆蓋100~800萬像素；前向視覺選擇的1家芯片供應商正在驗證。ISP作為sensor raw
data處理器芯片，也是項目不可缺少的器件。保隆科技低速產品線已有1家ISP芯片量產；高速產品線已經跟1家國產芯片商合作，同時已經導入到智能座艙的項目應用，包括DMS、OMS，并且已經在車廠項目上采用。解串和串行芯片，由于需求大，某外資品牌的官方交期已經達到99周，對項目展開影響極大。保隆科技低速產品線評估了2家國產芯片（該芯片亦可用于控制器）；前向視覺選擇了1家國產芯片，已經量產，降低了成本。毫米波雷達的電子BOM主要由RF MMIC、MCU（或SOC、FLASH）、電源芯片、CAN
PHY、PCB和阻容感等構成；其中，RF MMIC、MCU（或SOC、FLASH）、電源芯片占整個BOM成本約60%。目前，除CAN
PHY和部分阻容感外，其他部分都已完成或正在進行國產化替代方案的驗證工作。毫米波雷達SOC作為雷達產品的“大腦”，是雷達產品的關鍵器件，直接關系到雷達的性能、成本與供貨保障。目前毫米波雷達芯片基本被國外芯片巨頭所壟斷。為了毫米波雷達降本和提升供貨保障，保隆科技積極布局國產化替代方案，和國產毫米波SOC廠家深度合作，已形成穩定的合作關系，有效地推動了多款雷達產品的研發和量產。電源芯片部分，由于國際芯片商交期過長，價格較高，且面臨斷供的風險，所以出于產品降本和供應鏈角度考慮，保隆科技尋找了1家國產電源芯片，目前正在進行芯片替代驗證。FLASH已完成了國產化替代。降低成本的同時，也保證了供貨。由于國產芯片商起步晚，與進口芯片商之間存在的巨大技術積累差距，國產芯片尤其是車規級芯片的某些技術性能指標方面有明顯差異。對于ADAS而言，主要用到圖像信號處理、圖像傳感器芯片、串行解串器芯片、立體視覺芯片，這些芯片更加復雜，頻率高，速度快，在國產化替代方面難度更大；同時ADAS涉及安全，要求更高。因此，許多人對ADAS的國產芯片的前景不抱樂觀，許多主機廠也處于觀望狀態。然而，保隆科技在ADAS業務的實踐中認識到，國產芯片替代是大勢所趨，國產芯片將占據越來越大的市場份額。原因如下：一是保障供應。近兩年因芯片短缺，在現貨市場采購更換替換料，帶來變更設計、二次實驗驗證等，消耗了大量成本。因此為了保證供應和方案的穩定性，進行國產化替代，勢在必行。例如MCU芯片，行業內已有大量使用，客戶也更容易接受。二是成本優勢。總體而言，國產芯片具有較大成本優勢，大致源于四點，一是國外芯片巨頭由于處于壟斷地位，保持了較高的壟斷利潤，而國產芯片商作為追趕者為了獲得市場，更著眼于中長期的利益，可以適當出讓研發設計環節的利潤；其次，國內相對更低的研發成本，也為讓利提供了空間；第三，國產芯片商很多和客戶達成戰略合作，芯片直供企業，少了多層中間商抽取利益。第四，政府對國產芯片開發的扶持補貼，有效降低了成本；第五，定制化開發。目前國產芯片多數處于跟隨階段，但也有少數定制化開發。比如SOC芯片，不涉及知識產權，使用國產芯片替代后，保隆科技雙目前向視覺的技術方案得到簡化，降低了成本。加串解串器方面，保隆科技合作的國產芯片商引入了新技術，增加了數據壓縮功能，降低了傳輸速率，從而降低了設計成本和通信線束成本。三是服務優勢。國產芯片有對市場的敏捷反應和對用戶的快速響應的優勢，也更愿意開放深度的技術合作。以數據服務為例，主機廠有要求雷達模組芯片提供原始數據的需求，形成解耦能力，以實現和攝像頭等其他部件的深度融合。對此，國產芯片商一般愿意提供，而國外廠商居于壟斷地位往往不愿意提供，只能提供最終結果。國產芯片替代并不是簡單的物料替代，涉及從技術到市場的許多難點，破解之道在于主機廠、Tier1企業與芯片供應商之間建立相互扶持的合作伙伴式供應鏈，單靠芯片供應商難以解決。保隆科技在長期的國產化實踐中，深刻體會到國產化芯片替代存在如下難關：國產芯片替代的第一個難點是能做出車規級芯片的供應商難找和市場接受度亟待提高。近年，在國家政策和資本市場的鼓勵之下，市場上涌現許多芯片公司，然而，許多芯片公司的產品都還在實驗當中，做到量產階段的是少數。即便量產，產量規模相對較小，市場檢驗不夠充分，主機廠不愿意大量嘗試；這反過來又影響了芯片公司的技術迭代和成長，形成死循環。相對而言，晶振、電容、電感、電池這些電子元器件復雜度較低，可靠性更高，用國產替代進口，主機廠的接受度較好。國產芯片除了要通過車規級關鍵性試驗這個難關，更大的難關是功能安全認證。功能安全認證需要先有市場、出貨和不斷改進的記錄，認證時間長達一年。國產芯片起步時間晚，目前通過功能安全認證的還不多。這兩年在缺芯大勢推動之下，國產芯片市場接受度的死結逐漸打開，保隆科技與國產芯片廠商一起通過開發報告、開發實驗、第三方實驗如AEC-Q100、主機廠要求的特殊實驗、路試等驗證可靠性之后，主機廠慢慢接受了國產芯片替代。另一個利好信息是，主機廠為了供應鏈的安全，開始為國產芯片開綠燈，有主機廠主動要求保隆科技使用國產芯片，這極大地推動提升了市場接受度，加快了國產芯片替代的進程。國產芯片替代的第二個難點在于芯片使用企業的研發投入和技術實力。國產芯片替代進口芯片，并不是簡單的替換，使用的企業需要大量的研發做支撐。同樣型號的國產芯片，與進口芯片相比，還有很多未知，也有自己的特點特性，實際使用中總會有各種問題發生。在編程中，同一個邏輯、算法，在進口芯片上使用沒有問題，用國產芯片就可能有偶發性的問題，要排查和解決非常難。這就要求研發工程師了解國產芯片的軟件架構、硬件架構、軟件實現方式和編譯環境，同時需要芯片供應商在核心技術、知識的共享開放上做得更好，這方面國內芯片有優勢。排查出問題之后，除了反饋給芯片供應商，更多的情況需要在Tier1企業自己產品的軟件或硬件方面做出調整，以解決問題。因此，在選擇國產芯片時，需要選擇技術路線相近，對自身硬件改動少、軟件改動相對簡單的芯片。對芯片供應商而言，通常會根據用戶反饋做修改和提升，相對來說軟件修改更容易，硬件的調整涉及整個芯片的研發流程，周期長達一年以上，更多會在型號迭代時體現。替代研發的另一個難度，是國產芯片在研發工具鏈和開發環境上還不完善，包括配套工具、設計驗證、輔助性算法、輔助性配置相對欠缺。工程師們拿到芯片做開發，需要在第三方的軟件工具上做編譯、代碼生成、仿真、燒程等，這些軟件的芯片庫中，往往還沒有填添加國產芯片的型號，需要反饋芯片供應商協調，這也增加了開發的不便。無論是芯片問題排查反饋、自身研發對應改進還是研發工具鏈的完善，都需要Tier1企業幫助國產芯片供應商做技術迭代。也可以說，這是從使用角度幫助國產芯片的成長，而且這個過程不可或缺。很多國產芯片就在這個點上卡住，影響開發進程，這也是一些小型ADAS企業不愿意使用國產芯片的原因之一，因為技術能力不足，需要有相應的技術團隊、實驗條件，才能針對國產芯片的問題做出企業自身的技術方案并進行驗證。保隆科技得益于從2002年開始進入汽車電子產品研發，每年研發費用高于國內同行業水平，保隆智能駕駛研發團隊約300人，公司實驗室具備電磁兼容類、光學類、機械環境類、雷達類等電子產品檢測能力，獲得CNAS認證，通過了上汽通用、通用五菱、吉利、長安、奇瑞、長城、比亞迪等主機廠的實驗室認可，具備視覺傳感器、毫米波雷達等車用傳感器功能安全驗證測試能力。保隆科技研發力量和實驗能力為國產化芯片替代奠定了基礎。此外，某些國產芯片的性能指標穩定性還存在差距，例如圖像CMOS芯片的噪點比較多，性能相對較弱，在此情況下，要保證ADAS產品的輸出質量不降低，就需要改進外圍電路和軟件。因為以上的原因和車規級實驗周期，做一個國產化芯片的替代研發，從做出樣機到各種實驗驗證，至少要6-12個月的時間，這就增加了研發成本。破解國產芯片替代的難關，需要Tier1企業與芯片供應商之間建立相互促進、相互扶持、更加密切的合作關系。與國產芯片商有找到更多有實力的平臺合作的需求相對應，保隆科技出于ADAS戰略考慮，近年投資了一些國內的芯片公司，并與一批有實力的芯片商建立戰略伙伴關系。在國產化道路上，中國企業先從中低端芯片做起，逐步過渡到車規級芯片、高端車規級芯片。首先突破的非安全件的座艙域娛樂類芯片，然后是預警類芯片，最后才是安全件的自動駕駛域、底盤域的芯片，走的是“農村包圍城市”的道路。然而，國產芯片的市場前景仍存在一些不確定因素，一是許多主機廠還處于觀望狀態；二是當國產芯片逐步“蠶食”核心安全件的市場蛋糕時，國際大廠將可能采用價格戰、本土化等策略競爭；另外，國際大廠在行業內有比較大的話語權，有可能指定主機廠必須使用進口芯片，因為ADAS涉及安全，在出現安全事故后，涉及到相關系統的責任劃分。積極的因素是，一是如前所述國家對國產芯片研發的扶持和對國資主機廠使用國產芯片的指標要求，逐步形成了有規模的市場環境。二是主機廠話語權逐步提高，提升了解耦能力，能更清晰地劃分安全責任。三是國產芯片商和ADAS企業的技術成長迅速積累，正在快速填平與進口芯片的技術差距。
