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2月19日，全球汽车芯片龙头英飞凌宣布，将投资50亿欧元，在德国德累斯顿建设一座12英寸晶圆厂，这是英飞凌史上最大的单笔投资。该模拟/混合信号技术和功率半导体新工厂计划于2026年投产，将创造大约1000个高门槛工作岗位。

据悉，新厂生产的模拟/混合信号零部件将主要应用于汽车和工业应用，例如汽车电机控制单元、节能充电系统等。德国联邦经济事务和气候行动部，以及相关监管机构也都为该项目开了绿灯，使其可以提前启动。英飞凌此前已经有2座12英寸晶圆厂。

1、“车规时代”到来

“缺芯潮”中，MCU控制芯片是对车厂挑战最大的产品，尤其高性能、高可靠、高安全的车规控制芯片，而这块市场此前一直是国际大厂的天下，国内创新企业尚是空白。

不过车规半导体某企业近期透露了令人振奋的消息：即将发布一款高可靠、高安全、高性能、广覆盖的车控MCU E3、其功能安全等级达到了ISO 26262 ASIL D级；这款控制芯片据称可覆盖汽车车身、底盘、动力、BMS、网关、T-Box等各项应用，目前已有近20家车厂和Tier1开展了基于它的应用开发。从一家公司获得的数据来看，该芯片在性能上已超过当前世界上已经推出的各种MCU，应该是当前世界上性能最好的MCU控制芯片之一。当然具体是什么情况还有待官方提供更加详尽的资料。

2、何为车规级芯片？

“车规”的关注度，正变得越来越高，但何为真正意义上的车规级芯片？市场声音仍有些嘈杂，有的厂商通过AEC-Q100认证就声称达到车规级，有的认为还需要通过ISO 26262认证。

与其他消费级工业电子元件相比，汽车电子元件需要面对更为苛刻的外部工作环境，使用寿命要求更长，可靠性和安全性要求更高。

“车规认证”即是针对这些使用场景特点，对汽车芯片的生产流程和产品设定了相关认证要求，满足所有要求，才能通过“车规认证”。而车规级芯片，是指完全满足所有“车规认证”要求，并通过第三方认证机构认证的汽车芯片。

那么真正意义上的车规级芯片究竟需要通过什么样的对应认证呢？具体指标与维度是什么？当前行业内比较普遍的芯片车规认证标准包括可靠性标准AEC-Q系列和功能安全标准ISO 26262等。通常经过这两个准则的确定才可被称之为“车规级芯片”。

3、车规级芯片新趋势

随着电动化、网联化和智能化的提速，汽车芯片广泛应用在动力系统、车身、座舱、底盘和安全等诸多领域，主要分为计算控制芯片(主要有功能芯片MCU和主控芯片SOC)、存储芯片、功率半导体(主要有IGBT和MOSFET)、通信芯片、传感器芯片(主要有CIS、MEMS、陀螺仪等)五大类。

长安汽车股份有限公司首席专家韩三楚分享了车规芯片的新趋势：

首先，汽车的电子电器架构已经由分布式向域控制器架构演进，并正在逐渐进化为中央集中式架构，芯片的数量、结构布置等也随之发生了变化，为满足个性化、差异化的汽车产品策略，实现系列化、产业化的智能汽车平台目标，车载控制域标准系列化的低功耗、低成本的控制芯片将逐步成为产业主流。

其次，随着点到点领航驾驶整车服务化，驾舱控融合、中央计算等技术的用户场景连续体验的提升，将推动更高性能算力的车规芯片在新汽车领域的应用。

有数据显示，L3级别是算力需求的分水岭，需要的AI算力大致在100TOPS，L4需要的算力将达到500TOPS，L5算力要求则更为严苛，预计将超过1000TOPS，当然这取决于各方的算法的优化程度。

另外，由于芯片遍布新汽车全身，下一代汽车要求未来的芯片可靠性更高、性能更强、管理体系更为严格。相对消费电子而言，传统车规芯片的应用环境苛刻，其工作温度横跨零下40-155度，目标工作寿命长达15年，车规芯片功能安全与可靠认证标准严格，目标实施效率为零，而由自动驾驶带来的高性能计算芯片的迭代速度要远快于传统控制类芯片。

与8英寸产线相比，用12英寸产线制造的模拟晶圆裸片成本可以降低40%，即使考虑到封装和测试成本的不同，在封测后的成品，用12英寸生产模拟芯片仍有20%以上的成本优势。所以业界有言论称，如果竞争对手采用8英寸产线制造的芯片去和TI 12英寸线产品竞争，TI完全有资本贴着对方的成本价去卖，还能赚钱。

当然，其他厂商不会让TI和英飞凌在12英寸产能上专美。模拟芯片大厂（也是车规芯片大厂）安森美（Onsemi）通过购买的方式，也加入12英寸产能大战。2019年，安森美与格芯（GlobalFoundies）签署协议，接收了格芯一座在纽约的12英寸厂，该厂原来以生产逻辑器件为主，格芯转让给安森美之后，协助安森美建立起了12英寸制造的能力，安森美在收购的格芯技术人员支持下，对该厂进行了改造，使其能够生产分立功率器件和CMOS图像传感器。2023年2月11日，安森美从格芯手上获得了这座工厂的全部所有权。

与此同时，安森美也在纽约接手了之前从格芯收购的晶圆厂，并承诺为之投资13亿美元。安森美方面表示，该工厂将使公司能够在汽车电气化、ADAS、能源基础设施和工厂自动化的大趋势中加速增长。功率器件也是这个12英寸工厂的关注重点。

格芯也在帮助另一家汽车芯片大厂扩建12英寸能力，即ST意法半导体。2022年7月11日，意法半导体和格芯宣布将在法国新建一座12英寸晶圆厂，以推进FD-SOI生态建设。虽然格芯在晶圆代工市场已经失去了挑战台积电的能力，但把建厂能力输出到老牌IDM厂商去发挥余热的价值还是有的。

虽然没有TI谢尔曼基地那么宏伟的扩产计划，但ST也在2022年宣布，到2025年，将把12英寸晶圆厂的数量翻一番。

瑞萨电子也考虑扩产。瑞萨电子CEO柴田英利在接受彭博电视专访时表示，在日本建造和营运新厂面临着挑战，例如水电成本高，地震频发，人才有限，但瑞萨还是会扩产，瑞萨将考虑扩大日本以外地区的芯片产能，以降低未来对车厂和其他重要客户的供应链中断风险。

此外，博世的12英寸晶圆厂在2021年投产后宣布将追加投资扩产，再加上Microchip等厂商也公布过扩产计划。综合上述信息可以看出，全球主要的模拟/车规芯片厂商扩产计划非常密集，中国也有士兰微、闻泰科技和韦尔半导体等模拟/传感器厂商开建12英寸线，其中士兰微在厦门的12英寸线已经投产，其他厂商的产线建设顺利的话，也将在两三年后投产。

今年开建的产能将在2025年开始释放，那么车规芯片会因为供应增加而价格大幅下跌吗？这要从两个方面来看，一方面，新能源智能汽车对芯片的用量比传统汽车用量可多至三四倍，其中新增的芯片都是增量市场，随着新能源汽车的高速增长，需求也将不断放大；

另一方面，汽车年产量就在8千万至9千万台左右，而不断有新的芯片厂商冲入这个市场，实际上晶圆代工厂商的产能分配给汽车的比例并不是很高，除了部分纯模拟晶圆代工厂，像台积电、中芯国际这样的综合性代工厂，汽车业务占比都不超过10%，在新冠引发的汽车供应链危机爆发前，汽车芯片占台积电营收比例只在2%-3%左右，所以如果这个市场的需求足够持续和稳定，晶圆厂也有足够的动力把产能分配到汽车应用中，所以供应紧张只是一个伪命题。

即便考虑到新能源智能车每年有两位数以上的增长，但3年后出现激烈的价格竞争是大概率事件。大生产时代，工业品供过于求是必然的，对这些建了12英寸产线的厂商来说，产能充分释放以后，不利用12英寸的成本优势去打价格战才是对自己的不负责任。

对车厂而言，价格战无疑是乐于见到的情况。这几年饱受供应链拖累的新能源汽车厂商，或许在两三年以后可以不再追着芯片厂商要产能，重新找回当甲方的感觉。

4、多场景处理能力成智能座舱芯片关键

汽车智能化的过程中主要包含自动驾驶和智能座舱。其中，由于座舱是与用户最接近的产品和界面，也被看作是汽车这一智能终端的流量入口，因此在近几年汽车智能化的话题中，备受关注。

2025年中国智能座舱市场价值将增长至 1072 亿元人民币（159 亿美元），是 2020年水平的2.14倍。

汽车座舱智能化的过程中，液晶仪表开始取代机械仪表，中控大屏、多屏逐渐成为标配，HUD加快推广，同时座舱娱乐系统不断丰富，导航、游戏、生活类等多个应用逐步搭载在车载系统上，交互方式也逐渐转向语音交互。

当前购车的人群越来越年轻、越来越追求便捷性、越来越拥抱智能化，催生了全场景的需求的出现。

在和车企沟通的过程中，过去几年用户的需求是两频、三频、四频，而未来的趋势是要五频、六频、七频甚至八频，甚至要到8K 、120HZ的超高清屏的需求。摄像头也越来越多，目前来看，未来可能都会需要十个以上的摄像头，同时对应的SP处理能力要变强，以及音效处理能力——DSP能力要增强，多场景的能力变成是一个非常重要的参数。

5、芯片企业如何因应？

对此，从芯片的角度而言，支撑多场景能力其实是要求芯片有非常非常强大的并行处理能力，那就要求芯片具有高算力，CPU、GPU、NPU的算力越来越高，当然成本也要控制，能力要强，规格要高，但成本要控制住。

在这个过程中，就存在两个挑战：一个是如何把芯片算力真正有效地应用起来，另一个则是如何保障系统安全，比如如何能够保护用户的个人隐私、重要的数据安全、未来支付的数字人民币的安全等。

联发科正在与合作伙伴一起开发一些新的可执行环境、可信的虚拟化，能够在最大程度上做到系统安全，为用户提供一个好用、能力强、功能多且安全性高的座舱环境

来源：王树一，钛媒体，金鉴实验室李工

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