文 | 杨寿文
在“芯片荒”之下，智能驾驶的国产芯片替代成为潮流。国产芯片的实际替代效果和后面的发展趋势如何，这是许多行业人士关心的问题。
保隆科技智能驾驶业务模块早在2017年就开始布局国产芯片替代的研发与迭代开发，形成了丰厚的技术积累。结合智能驾驶行业情况，保隆科技对国产化芯片替代中的趋势、难点和未来前景都有深切的体会，形成了一些自己的看法。
保隆科技ADAS产品国产芯片替代进程
保隆科技在ADAS领域的国产芯片替代的研发和量产，布局早、涉及面广，包括SOC、MCU、DDR、sensor、ISP、FLASH、电源芯片等。
在ADAS领域，控制器中AI感知SOC是算法和控制的核心，AI感知对芯片算力和复杂异构系统能力提出了很高要求，除了外资厂家外，国内涌现了一批厂家可以提供支持AI功能的高算力异构芯片。SOC芯片因为大量使用，是市场最紧缺的原材料之一，进口芯片价格高，供货压力大。保隆科技已经在多年前就在布局国产替代的SOC图像处理芯片。
在前向视觉方面，已经有国产SOC方案。性价比高，供货稳定，是项目保障的关键因素之一。
在低速产品线（环视、全自动泊车等）方面，除积累了i.MX6、i.MX8、S32V等欧美平台外，为顺应客户需求和公司战略，保隆科技很早就开始了国产SOC的开发和推介，公司的产品方案已进入了实际开发阶段，和5家国产芯片芯商达成合作：其中2家国产SOC芯片已用于实际客户产品，完成了从硬件、驱动、应用的全链技术积累；1家SOC芯片项目已立项，项目正有序推动；还有2家国家产芯片商纳入技术储备。
MCU芯片是控制器中另外一个重要的芯片，ADAS或域控制器针对系统需求，需要用到多核高算力的安全MCU，或低成本MCU。行业里的MCU已经是在分货状态，能拿到多少量不确定。
保隆科技与4家国产芯片商达成合作：在前向视觉的多个项目上，与国产芯片商达成战略合作，采用适用的MCU芯片型号，确保了产品对车厂稳定供货；在低速产品线上目前已完成了2家MCU芯片的评估和量产替代可行性认证。在单目前视产品上，已使用1家国产芯片，用于预警类ADAS产品和车载通讯应用。
除主要芯片外，保隆科技已于2021年完成了一家国产DDR存储芯片的替代验证。
视觉产品方面，图像传感器芯片sensor是重点原材料，目前低速产品线sensor国产化替代已有1家芯片供应商的5款sensor量产，覆盖100~800万像素；前向视觉选择的芯片供应商正在验证。
ISP作为sensor rawdata处理器芯片，也是项目不可缺少的器件。保隆科技低速产品线已有1项ISP芯片量产；高速产品线已经跟1家国产芯片商合作，同时已经导入到智能座舱的项目应用，包括DMS、OMS，并且已经在车厂项目上采用。
解串和串行芯片，由于需求大，某外资品牌的官方交期已经达到99周，对项目展开影响极大。保隆科技低速产品线评估了2家国产芯片（该芯片亦可用于控制器）；前向视觉选择了国产芯片，已经量产，降低了成本。
毫米波雷达的电子BOM主要由RF MMIC、MCU（或SOC、FLASH）、电源芯片、CANPHY、PCB和阻容感等构成；其中，RF MMIC、MCU（或SOC、FLASH）、电源芯片占整个BOM成本约60%。目前，除CANPHY和部分阻容感外，其他部分都已完成或正在进行国产化替代方案的验证工作。
毫米波雷达SOC作为雷达产品的“大脑”，是雷达产品的关键器件，直接关系到雷达的性能、成本与供货保障。目前毫米波雷达芯片基本被国外芯片巨头所垄断。为了毫米波雷达降本和提升供货保障，保隆科技积极布局国产化替代方案，和国产毫米波SOC厂家深度合作，已形成稳定的合作关系，有效地推动了多款雷达产品的研发和量产。
电源芯片部分，由于国际芯片商交期过长，价格较高，且面临断供的风险，所以出于产品降本和供应链角度考虑，保隆科技寻找了1家国产电源芯片，目前正在进行芯片替代验证。FLASH已完成了国产化替代。降低成本的同时，也保证了供货。
在ADAS领域，国产芯片替代是大势所趋
由于国产芯片商起步晚，与进口芯片商之间存在的巨大技术积累差距，国产芯片尤其是车规级芯片的某些技术性能指标方面有明显差异。
对于ADAS而言，主要用到图像信号处理、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，在国产化替代方面难度更大；同时ADAS涉及安全，要求更高。因此，许多人对ADAS的国产芯片的前景不抱乐观，许多主机厂也处于观望状态。
然而，保隆科技在ADAS业务的实践中认识到，国产芯片替代是大势所趋，国产芯片将占据越来越大的市场份额。原因如下：
一是保障供应。近两年因芯片短缺，在现货市场采购更换替换料，带来变更设计、二次实验验证等，消耗了大量成本。因此为了保证供应和方案的稳定性，进行国产化替代，势在必行。例如MCU芯片，行业内已有大量使用，客户也更容易接受。
二是成本优势。总体而言，国产芯片具有较大成本优势，大致源于四点，一是国外芯片巨头由于处于垄断地位，保持了较高的垄断利润，而国产芯片商作为追赶者为了获得市场，更着眼于中长期的利益，可以适当出让研发设计环节的利润；其次，国内相对更低的研发成本，也为让利提供了空间；第三，国产芯片商很多和客户达成战略合作，芯片直供企业，少了多层中间商抽取利益。第四，政府对国产芯片开发的扶持补贴，有效降低了成本；第五，定制化开发。目前国产芯片多数处于跟随阶段，但也有少数定制化开发。
比如SOC芯片，不涉及知识产权，使用国产芯片替代后，保隆科技双目前向视觉的技术方案得到简化，降低了成本。加串解串器方面，保隆科技合作的国产芯片商引入了新技术，增加了数据压缩功能，降低了传输速率，从而降低了设计成本和通信线束成本。
三是服务优势。国产芯片有对市场的敏捷反应和对用户的快速响应的优势，也更愿意开放深度的技术合作。以数据服务为例，主机厂有要求雷达模组芯片提供原始数据的需求，形成解耦能力，以实现和摄像头等其他部件的深度融合。对此，国产芯片商一般愿意提供，而国外厂商居于垄断地位往往不愿意提供，只能提供最终结果。
建立合作伙伴式供应链，破解国产芯片替代难题
国产芯片替代并不是简单的物料替代，涉及从技术到市场的许多难点，破解之道在于主机厂、Tier1企业与芯片供应商之间建立相互扶持的合作伙伴式供应链，单靠芯片供应商难以解决。
保隆科技在长期的国产化实践中，深刻体会到国产化芯片替代存在如下难关：
国产芯片替代的第一个难点是能做出车规级芯片的供应商难找和市场接受度亟待提高。近年，在国家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，许多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，用国产替代进口，主机厂的接受度较好。
国产芯片除了要通过车规级关键性试验这个难关，更大的难关是功能安全认证。功能安全认证需要先有市场、出货和不断改进的记录，认证时间长达一年。国产芯片起步时间晚，目前通过功能安全认证的还不多。
这两年在缺芯大势推动之下，国产芯片市场接受度的死结逐渐打开，保隆科技与国产芯片厂商一起通过开发报告、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代。
另一个利好信息是，主机厂为了供应链的安全，开始为国产芯片开绿灯，有主机厂主动要求保隆科技使用国产芯片，这极大地推动提升了市场接受度，加快了国产芯片替代的进程。
国产芯片替代的第二个难点在于芯片使用企业的研发投入和技术实力。
国产芯片替代进口芯片，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。
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Tier1企业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。
替代研发的另一个难度，是国产芯片在研发工具链和开发环境上还不完善，包括配套工具、设计验证、辅助性算法、辅助性配置相对欠缺。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，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、自身研发对应改进还是研发工具链的完善，都需要Tier1企业帮助国产芯片供应商做技术迭代。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。
很多国产芯片就在这个点上卡住，影响开发进程，这也是一些小型ADAS企业不愿意使用国产芯片的原因之一，因为技术能力不足，需要有相应的技术团队、实验条件，才能针对国产芯片的问题做出企业自身的技术方案并进行验证。
保隆科技得益于从2002年开始进入汽车电子产品研发，每年研发费用高于国内同行业水平，保隆智能驾驶研发团队约300人，公司实验室具备电磁兼容类、光学类、机械环境类、雷达类等电子产品检测能力，获得CNAS认证，通过了上汽通用、通用五菱、吉利、长安、奇瑞、长城、比亚迪等主机厂的实验室认可，具备视觉传感器、毫米波雷达等车用传感器功能安全验证测试能力。保隆科技研发力量和实验能力为国产化芯片替代奠定了基础。
此外，某些国产芯片的性能指标稳定性还存在差距，例如图像CMOS芯片的噪点比较多，性能相对较弱，在此情况下，要保证ADAS产品的输出质量不降低，就需要改进外围电路和软件。
因为以上的原因和车规级实验周期，做一个国产化芯片的替代研发，从做出样机到各种实验验证，至少要6-12个月的时间，这就增加了研发成本。
破解国产芯片替代的难关，需要Tier1企业与芯片供应商之间建立相互促进、相互扶持、更加密切的合作关系。与国产芯片商有找到更多有实力的平台合作的需求相对应，保隆科技出于ADAS战略考虑，近年投资了一些国内的芯片公司，并与一批有实力的芯片商建立战略伙伴关系。
从外围渐进核心，国产化初露曙光
在国产化道路上，中国企业先从中低端芯片做起，逐步过渡到车规级芯片、高端车规级芯片。首先突破的非安全件的座舱域娱乐类芯片，然后是预警类芯片，最后才是安全件的自动驾驶域、底盘域的芯片，走的是“农村包围城市”的道路。
然而，国产芯片的市场前景仍存在一些不确定因素，一是许多主机厂还处于观望状态；二是当国产芯片逐步“蚕食”核心安全件的市场蛋糕时，国际大厂将可能采用价格战、本土化等策略竞争；另外，国际大厂在行业内有比较大的话语权，有可能指定主机厂必须使用进口芯片，因为ADAS涉及安全，在出现安全事故后，涉及到相关系统的责任划分。
积极的因素是，一是如前所述国家对国产芯片研发的扶持和对国资主机厂使用国产芯片的指标要求，逐步形成了有规模的市场环境。二是主机厂话语权逐步提高，提升了解耦能力，能更清晰地划分安全责任。三是国产芯片商和ADAS企业的技术成长迅速积累，正在快速填平与进口芯片的技术差距。
ADAS国产芯片方兴未艾，大有可为。