自2020年全球出现“芯片荒”，延续至今年，汽车行业所需的车规级芯片尤其紧缺;当下，乌克兰和俄罗斯之间的战争可能造成制造芯片所需的稀有气体和金属材料短缺，进一步加剧芯片供应问题。什么都要抢，这是近半年来芯片生产链上的许多企业最核心的感受。
在“芯片荒”局面之下，国内零部件企业如何应对?使用国产芯片替换是否可行?会遇到哪些困难?其中又是否能够孕育新机遇?日前，笔者探访了国内汽车零部件头部企业保隆科技松江园区的汽车电子工厂，一探究竟。
芯片国产化，干渴下的选择
针对保隆科技的进口芯片供应情况，胎压监测系统(TPMS)的技术负责人表示：“TPMS所需的各种芯片都满足不了生产需求，包括接收端的MCU、射频芯片、电源芯片、CAN总线通信芯片和发射机的胎压专用芯片、信号检测芯片、射频发送芯片。2021年接收端的芯片缺口达40%，发射端的芯片由于前年做了库存，基本满足需求。预计2022年还会有10% -20%的进口芯片缺口。”
保隆科技另一位负责人告诉笔者：“自从缺芯以来，为了保障供应，保隆科技从采购、研发、生产、运输各个环节采取方案和措施。比如，成立芯片保供专职小组;保隆高层和国际芯片供应商高层定期会议沟通;建立内部芯片客户例行分货机制(每周双会制)和现货的跟踪机制，获得货源信息;联合战略客户和国际芯片供应商三方沟通，获得更多芯片资源;和战略客户在生产制造上信息拉通管理，确保精准化保供。”
进口芯片紧缺的现实和压力，推动保隆科技全力开发、应用国产同类芯片替换方案，挖掘国产芯片资源。TPMS的各类芯片都有了国产化方案和量产经验，成为进口芯片不足时的重要补充。从实践看，使用国产芯片的产品能满足当前的应用需求。
在汽车传感器方面，在现有传感器中，除了MCU芯片实现国产化芯片量产之外，压力感应芯片、信号调理芯片、霍尔芯片等在不同种类的传感器产品上，也都有了国产化芯片技术备选方案，预计2022年将陆续实现批量量产。其中基于陶瓷电容技术的油压传感器，用国产芯片可以降成本。近两年研发的霍尔电流传感器和霍尔位置传感器，由于国外芯片交期长并且交付不足，应客户的要求，我们同步开发的国产化的方案。也有一些芯片国内没有，比如光雨量芯片和加速度芯片，没法做国产化。
对于高级辅助驾驶系统-高速产品线而言，用到的主要是ISP芯片(图像信号处理)、图像传感器芯片、串行解串器芯片、立体视觉芯片，这些芯片更加复杂，频率高，速度快，在国产化替换方面难度更大一些，有些已有技术方案，有些正在调研。高级辅助驾驶系统-低速产品线方面，已有两款传感器芯片国产替换已经量产，SOC芯片的国产化替换有一款正在开发，还有一款即将量产。
替换有难点，共育供应链
对于国产芯片的替换，保隆科技几个汽车电子业务板块的技术负责人不约而同地说到两个难点。
首先是能做出车规级芯片的供应商难找。近年，在国家大政策和资本市场的鼓励之下，市场上涌现许多芯片公司，然而，多数芯片公司的产品都还在实验当中，做到量产阶段的是少数。即便量产，产量规模相对较小，市场检验不够充分，主机厂不愿意大量尝试;这反过来又影响了芯片公司的技术迭代和成长，形成死循环。相对而言，晶振、电容、电感、电池这些电子元器件复杂度较低，可靠性更高，用国产替换进口，主机厂的接受度较好，国外客户也开始认可。这两年在缺芯大势推动之下，这个死结逐渐打开，通过我们的开发报告、开发实验、第三方实验如AEC-Q100、主机厂要求的特殊实验、路试等验证可靠性之后，主机厂慢慢接受了国产芯片替换。
第二个难点在研发投入。国产芯片替换进口芯片，并不是简单的替换，使用的企业需要大量的研发做支撑。同样型号的国产芯片，与进口芯片相比，还有很多未知，也有自己的特点特性，实际使用中总会有各种问题发生。在编程中，同一个逻辑、算法，在进口芯片上使用没有问题，用国产芯片就可能有偶发性的问题，要排查和解决非常难。这就要求研发工程师了解国产芯片的软件架构、硬件架构、软件实现方式和编译环境，同时需要芯片供应商在核心技术、知识的共享开放上做得更好，这方面国内芯片有优势。例如，在某主机厂供的TPMS时，国产CAN总线通信芯片的时间间隔不对，最终查出是芯片的软件逻辑、时序与进口芯片不一样。
排查出问题之后，除了反馈给芯片供应商，更多的情况需要在自己产品的软件或硬件方面做出调整，以解决问题。因此，在选择国产芯片时，需要选择技术路线相近，对自身硬件改动少、软件改动相对简单的芯片。对芯片供应商而言，通常会根据用户反馈做修改和提升，相对来说软件修改更容易，硬件的调整涉及整个芯片的研发流程，周期长达一年以上，更多会在型号迭代时体现。
替换研发的另一个难度，是国产芯片在研发工具链和开发环境上还不完善。工程师们拿到芯片做开发，需要在第三方的软件工具上做编译、代码生成、仿真、烧程等，但这些软件的芯片库中，往往还没有填添加国产芯片的型号，需要反馈芯片供应商协调，这也增加了开发的不便。
无论是芯片问题排查反馈还是研发工具链的完善，都在帮助国产芯片供应商做技术迭代，形象地比喻，“买了水果，还得帮农户种果树”。也可以说，这是从使用角度帮助国产芯片的成长，而且这个过程不可或缺。
因为以上的原因，做一个国产化芯片的替换研发，至少要6-9个月的周期，这就增加了研发成本。
“国产芯片替换的研发，同样需要技术积累”，保隆科技TPMS技术负责人说，“事实上，我们从2017年开始研究国产芯片替换，当时是出于降成本考虑，至今已有五年时间，至少迭代开发了4代技术方案，有了丰厚的技术积累。”比如，通过平台化(模块化)的开发，在国产芯片替换之后，不需要将整个技术方案推倒重来，只须针对国产芯片出现的问题，在相应的硬件或软件模块作局部修改，从而减少研发工作量;又如，开发软件自动识别功能，在面对不同的芯片时，软件能自动识别和调用相应程序，这就减少了产线切换，降低了制造成本。
曲折中前行，孕育新机会
从保隆科技的实践看，国产芯片替换进口芯片还存在一些难点，如前所述，在供应商选择、研发方面的难度;在成本方面，由于国产芯片供应商的规模还不大，研发投入和代工成本都更高，在近两年“芯片荒”推动之下，国产芯片涨价20%以上，有些型号价格并不比进口芯片低，且不能保证供应。在当前芯片供应链的分工格局之下，国产芯片与进口芯片一样要找台积电等代工厂加工，在芯片供应链上游的产能紧张没有解决之前，使用国产芯片还不能从根本上破解“芯片荒”。
尽管如此，国产芯片仍然孕育着新的机会。
对于国产芯片替换，保隆智能驾驶辅助系统-高速产品线的技术负责人提到：一是用国产芯片仍然存在降成本的可能性，比如SOC芯片，不涉及知识产权，国外芯片供应商目前没有针对ADAS的专用芯片，使用国产芯片替换后，我们产品的技术方案得到简化，降低了成本;其次是缓解芯片紧缺，用国产芯片还是有一定的作用，比如MCU芯片，行业内已有大量使用，客户也更容易接受;第三是出于战略考虑，保隆科技近年投资了一些国内的芯片公司。
保隆科技传感器技术负责人强调了另外几个动力：一是客户需求，有些客户有使用国产化芯片的意愿。二是对市场的敏捷反应和对用户的快速响应，这是国产芯片的优势。第三，芯片国产化是国家战略和大趋势，我们要顺应战略和趋势。
保隆TPMS技术负责人说：“我们最开始国产化是基于降低成本的目标;后来是基于缺芯的现实;如今同时在孕育新技术的应用，比如基于蓝牙技术的TPMS芯片，我们与国内芯片供应商同步开发，走在了国外芯片供应商的前面，这是一个共同成长的过程。”
