車規(guī)級芯片，顧名思義，就是要符合一定的技術(shù)上車標(biāo)準(zhǔn)。也是“車規(guī)”這兩個字，從根本上限制了一個芯片從生產(chǎn)到檢測的長周期流程。
一輛智能汽車會搭載上千個芯片，包括功能芯片，主控芯片（智能座艙、自動駕駛等SoC芯片）、傳感器芯片等等，滿足車規(guī)級，意味著芯片質(zhì)量和壽命更高，技術(shù)門檻更高。
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車規(guī)級難度最大的就是自動駕駛芯片。除了生產(chǎn)流程要符合車規(guī)，被開發(fā)出的芯片通常還要經(jīng)過3-5年的驗證周期。通過車規(guī)驗證的芯片才能上車，這個周期是無法跳過的。
在漫長的周期里，芯片企業(yè)還要緊跟高端化制程的腳步，如果等到友商的先進(jìn)制程芯片發(fā)布了才投入研發(fā)，那意味著在通過車規(guī)的漫長時間里，將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于競爭對手了。
所以說，對于自動駕駛芯片企業(yè)來說，既要耐得住寂寞，又要加速研發(fā)的腳步。量產(chǎn)芯片出來了，更高算力的芯片也必須提上日程。
除了與友商拼速度，對于中國本土自動駕駛芯片企業(yè)來說，在2025年之前進(jìn)入主機廠供應(yīng)鏈體系，也是決定生存的關(guān)鍵時間節(jié)點。黑芝麻智能CMO楊宇欣說，2025年之前如果能上車，進(jìn)入汽車廠商供應(yīng)鏈體系，未來的機會很多，如果2025上不了車，跟你相同領(lǐng)域的其他人上了車，基本上機會就非常小了。而拿下客戶的首要條件當(dāng)然還是過車規(guī)。
因為符合車規(guī)級的自動駕駛芯片寥寥，加上如今車企在智能駕駛的開發(fā)速度上不斷提速，行業(yè)中有一種說法：每增加一級自動駕駛等級，算力需求十?dāng)?shù)倍上升，這也讓大算力的自動駕駛芯片成為熱門的搶手貨。
但是，制程越先進(jìn)，算力越高，車規(guī)越難。智能汽車發(fā)布會上，英偉達(dá)Orin、高通8155幾乎成為硬通貨。而國產(chǎn)芯片的使用率還僅僅只有3%，也就是說，現(xiàn)在量產(chǎn)車?yán)镉昧藝a(chǎn)自動駕駛芯片的企業(yè)還非常非常少。
圖源：源于網(wǎng)絡(luò)
中國芯片企業(yè)當(dāng)然在拼命追趕，并且，我們也看到一批車規(guī)級芯片已經(jīng)通過驗證，開始了量產(chǎn)上車階段。最近，美國對英偉達(dá)提出的芯片禁令雖然沒有涉及到汽車芯片，但是它仍然成為懸在中國車企頭上的一把刀。
實現(xiàn)國產(chǎn)化替代正在成為中國車企避免芯片卡脖子的突破口。只不過，這其中還有很長的探索期，還有每年上億美金的投入。
那么，我們不妨先來看看，國產(chǎn)芯片企業(yè)究竟是怎樣爬過車規(guī)這座大山的？
從產(chǎn)品設(shè)計、流片、封測、車規(guī)認(rèn)證和打造算法工具鏈，到功能安全認(rèn)證，自動駕駛軟件包開發(fā)再到完善支持行業(yè)生態(tài)，這是一個車規(guī)級芯片需要經(jīng)過的完成流程。
在芯片設(shè)計階段，一個車規(guī)芯片在設(shè)計之初要符合很多相應(yīng)的流程認(rèn)證。比如設(shè)計階段就要過設(shè)計流程的認(rèn)證，人員的認(rèn)證，包括服務(wù)器都是有比較嚴(yán)苛的要求。
同時，自動駕駛芯片還包括很多自研的IP（芯片中具有獨立功能的電路模塊的成熟設(shè)計）和外部購買的IP,這些也需要車規(guī)認(rèn)證，這個階段結(jié)束，芯片才可以交給代工廠生產(chǎn)。生產(chǎn)流程的車規(guī)，是繞不開的臺積電。
因為生產(chǎn)流程需要符合車規(guī)，也就是說，中國芯片企業(yè)在短時間內(nèi)無法通過自建工廠的形式來滿足這一條件，尤其是自動駕駛芯片，涉及到的生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜，這意味著即便具備研發(fā)能力，設(shè)計出來的芯片也要交由臺積電代工。
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著名的英偉達(dá)Orin，采用的就是臺積電的7nm工藝，臺積電幾乎處于芯片代工的壟斷地位。同時，臺積電的不同工廠對于車規(guī)級芯片的生產(chǎn)能力是不一樣的，這意味著車規(guī)級芯片在臺積電不能轉(zhuǎn)廠，包括生產(chǎn)期間的人員培訓(xùn)等等，都會比消費類芯片更加嚴(yán)格。而臺積電的產(chǎn)能，決定了一個車規(guī)級芯片的生產(chǎn)效率。
在樣片到量產(chǎn)之間，還要經(jīng)過復(fù)雜的認(rèn)證，包括功能安全專家認(rèn)證、功能安全流程認(rèn)證和產(chǎn)品認(rèn)證，這個周期可能還需要兩年的時間。
2022年初，A1000 完成了ASIL-B功能安全產(chǎn)品認(rèn)證和AEC-Q100 Grade 2認(rèn)證，是行業(yè)內(nèi)首個完成該認(rèn)證的國產(chǎn)大算力芯片。
AEC-Q100認(rèn)證是針對芯片本身的功能安全認(rèn)證，需要通過獨立第三方公司做非常嚴(yán)格的測試和認(rèn)證，比如加速環(huán)境應(yīng)力可靠性，加速壽命模擬可靠性、缺陷篩查等等，目的是保證芯片的安全可靠。
通過車規(guī)認(rèn)證意味著需要投入大量的芯片進(jìn)行測試。
對于芯片來說，車規(guī)的難點就在于汽車所經(jīng)歷的使用環(huán)境比消費類電子要嚴(yán)苛很多，另外一點車規(guī)的供貨周期要保證，芯片有十年穩(wěn)定的供應(yīng)，并且保證十五年之內(nèi)芯片不會出任何問題。種種這些嚴(yán)苛的條件決定了汽車芯片在設(shè)計、制造、封裝等等一系列的環(huán)節(jié)都需要經(jīng)過嚴(yán)苛測試，并且需要過很長的認(rèn)證流程。
比如芯片的老化實驗就需要數(shù)千小時的測試才能完成，這意味著這一項測試需要的時間就達(dá)到半年甚至是一年。造車企業(yè)都不想自己融合了更多技術(shù)、算法的智能駕駛方案，因為芯片的可靠性問題被召回。
車規(guī)是芯片國產(chǎn)化的重要一步，邁過這一步，我們才能離高端芯片的國產(chǎn)化替代越來越近。
