智能网联汽车产业创新发展论坛于2023年5月28日在安徽省黄山市休宁县昌辉工业园举行。本次论坛以“汽车产业基础再造”为主题，由中国制造强国论坛组委会、中国国际经济技术合作促进会主办，全国工商联高端装备制造与仪器仪表委员会协办，中制智库与昌辉汽车电器(黄山)股份公司共同承办。

本次论坛把握数字经济发展的新机遇，产学研用各方共同创建深度融合、创新活跃、安全可信、竞争力强的智能网联汽车产业新生态，为推动行业高质量发展贡献力量。

第十四届全国政协常委、中国科学院院士常凯出席并发表主旨演讲，演讲主题为《智能网联汽车中的半导体芯片》。

以下为演讲全文：

首先很荣幸能参加本次智能网联汽车产业创新发展论坛。我是做基础研究的，今天只能从一个科学家的角度谈谈我对汽车产业中，尤其是芯片的一些看法。

在演讲开始之前，首先感谢中制智库理事长兼研究院院长新望院长的邀请。上午非常荣幸参观了昌辉公司的研发和生产部，给我的印象十分深刻。我想，以昌辉公司为代表的民营企业发展奋斗史，也是中国改革开放民营企业四十年奋斗史的缩影。

下面我想谈谈汽车智能网联产业中的芯片问题。

所谓的智能网联汽车，说穿了就是在复杂交通环境下面的无人自动驾驶技术。作为电动汽车驾驶者，我的感受是它不仅限于如此，而更应该是一个智能化的终端。  

汽车网联新的趋势，跨过了许多技术领域，包括产业综合性领域，比如它需要体系精确的协同定位，快速感知周围的环境，并且根据获得的海量信息做出正确、快速的抉择，这里面还牵扯到不同的学科，最重要的是未来的人工智能发展。

目前我们接触到的人工智能还是初级阶段，需要大量的感知手段，如激光雷达、毫米波雷达、摄像头等来获取信息，做出决策。人的大脑只有几十克的重量，每天消耗的能量非常少，人类的脑科学现在知之甚少，在这个世纪，在网络科学重大革命的前夜，一旦了解人脑怎么获取信息并决策，对于人工智能会是一个非常大的推进。目前人工智能是人工神经网络训练，要通过海量数据和样本，通过训练，得到优化。

智能网联汽车呈现出所谓的“四化”形式，即电动化、智能化、网联化、共享化。电动化已经是确定的趋势，智能化是现在大家非常关心的新的增长点，值得大家投入和拥抱，它带来的是汽车产业链的重构。过去在燃油车里非常重要的有底盘、变速箱、转向系统，在新的汽车系统里它的比重在下降，同时在差异化和价值方面在降低。

新的增长点则是在汽车的智能驾驶、智能化座舱、电池、电动机方面，这些领域蕴藏着很多发展机遇，科学院现在在纳离子电池、永磁电机方面的进展，都会对汽车产业带来深刻的变革。国际上也是这样，在这方面投入了很多，尤其是高度智能化驾驶技术，目前我们的方案和特斯拉方案不太一样，扔需要在算法、人工智能算法上从源头进行创新。

所有的“四化”都离不开半导体芯片。从电动化开始到现在智能化、网联化、共享化，都需要信息交换和通讯，都离不开半导体芯片。汽车半导体市场增长非常快，2020年全球市场规模380亿美元，今年将超过600亿美元市场规模，中国市场规模大概占1/3。

汽车半导体产业链环节众多，主要包括主控芯片、功率器件，它们现在所占比例在逐年增长，还有传感、存储芯片。目前是独立芯片，这些独立芯片慢慢地会集成到控制芯片里，形成感、存、算一体的新架构。

目前汽车产业芯片用到的芯片工艺大概是28纳米以上，存储芯片大概是55纳米左右的技术，关于存储芯片，中国目前还不是特别困难，我们有长江存储、长鑫存储，这两家芯片做的还不错。最主要的是28纳米以上的工艺，目前国内水准能做到的是90纳米，这里一般指的是它的面积，即90×90面积。到下一代面积会减一半，它的下一半是40纳米工艺，再到28纳米工艺，一步一步往下迭代。

这里跟大家分享一下晶体管的故事。

在今天超过万亿美元的芯片产业，究竟如何从一个科学家0到1的突破开始。二战之后，贝尔实验室领导很有远见地提出应该用固体的材料替代在二战中广泛使用的真空电子管器件，他让三位科学家做了几年，终于在1947年做出来第一个固态晶体管，但是当时并没有意识到它会成为今天的万亿美元产业。  

晶体管发明十年之后，美国德州仪器公司的Kilby和仙童公司的Noyce两位科学家，分别独立提出来集成电路概念和发明。两家是同时提的，通过几年争吵，他们达成了妥协，共享了这个专利，这个专利对人类生活带来了非常大的影响。二十世纪经济领域最有影响的人物，并列第一的有三位，即晶体管发明者肖克莱，还有两位集成电路的发明人Kilby和Noyce，这三位共享了第一的位置，后面才是罗斯福和迪斯尼，所以说晶体管对人类生活带来了很多深刻的变化。 

不仅如此，还带来了企业家精神，这正是与以昌辉为代表的民营企业的创业精神有契合的地方。肖克莱在贝尔实验室发明晶体管之后，工作八年，离开了实验室，到了加州（硅谷）创立了第一家高科技公司，叫肖克莱实验室，招募8位年轻人。肖克莱是非常聪明、成功的物理学家，不擅长管理，后续经营很糟糕，这8个人被称为“硅谷八叛逆”，分别创立了仙童公司，后来创立了英特尔公司、IMB公司，都是现在世界上最著名的半导体公司。乔布斯对此有一段很好的总结，他说“仙童公司就像成熟的蒲公英，你一吹它，这种创业精神的种子就随风四处飘扬。”这对今天的中国是非常重要的，要有创业的企业精神。  

从汽车产业发展来看，不管是过去传统的燃油车，还是今天的新能源汽车，汽车芯片比重都在逐年增加。传统油车要500-600颗芯片，电动汽车几乎要用1000-2000颗芯片，到2025年将增加为900亿颗芯片，这是非常大的市场，是值得拥抱的领域。 

传统燃油车的主控芯片MCU占主要部分，其次才是功率半导体，指在大功率下能够工作的半导体，基本上指第三代半导体材料，如碳化硅、氮化镓器件、传感器、分离器件。

电动车中MCU的比重下降了，上升的是功率半导体器件占比，这里面需要用到电池、高压打电流充电，需要用到更多的第三代半导体材料碳化硅，所以它的比例上升了。 

汽车产业主要分为五类芯片，即主控芯片、存储芯片、信号接口、传感器、功率芯片，这五个领域的主导公司基本是美国、欧洲、日本、韩国，需要国内企业能够迎头赶上。  

从感知系统到决策系统、智能座舱，关键系统可以分成上中下游产业链，上游是感知域决策，中游是智能座舱，下游是出行服务。目前国内产业水准做的比较好的是在中游和下游，国内现在很多企业也在上游部分迎头赶上，华为、地平线、黑芝麻，以及民营企业正在迎头赶上，占的比例越来越多，2019年，我们的比例还非常小，全球95%的汽车半导体产业被美国、欧洲、日本拿在手里，这几年中国发展非常快，比例在迅速增加。

从分类来看，计算、控制类芯片（MCU）我们占的比例很少，不到1%，传感器、功率这一块上升很快，尤其是碳化硅材料应用有长足进步。我更愿意说其中存在的问题，像碳化硅这样的材料、衬底基片基本要靠进口，国产基片的质量，位错密度比美国进口的高出5倍，需要很多基础研究方面的投入和改进。  

自动驾驶芯片目前被美、欧、日垄断，但是华为等其他民营企业都在迅速赶上，假以时日，我们也许能够从“跟跑”变成“并跑”，甚至最后变成“领跑”，这都离不开芯片，牵扯到高新企业的最根本的是晶圆制造，也就是芯片，我们现在总短的板是芯片制造。刚才说了，我们能做到90纳米。芯片集成度越高，它消耗的功率会下降，算力会增长，从汽车芯片来考虑，一定要攻克28纳米这一关；从人工智能角度，需要攻克的最低是12-14纳米工艺，现在能够做到12-14纳米工艺的只有中芯国际，但是他的设备还是进口的阿斯迈尔光刻机，目前国产替代已经开始，但还不能做到西方的良品率。

计算机全球市场规模增加非常快，2025年会突破800-900亿，按中国占1/3，有将近200多亿美元的市场。  

目前自动驾驶芯片主要是英伟达、特斯拉，中国华为正在赶上，高通芯片现在占的比例也很高，目前情况不是特别的乐观。刚才讲过，中国汽车产业这几年发展非常快，去年全世界是8500多辆汽车，中国生产了2700万辆，绝对是世界第一；出口量去年世界第二，今年第一季度已经超过日本，今年肯定能够成为世界第一。

即便是在当前非常好的形势下，也一定要看到深层的高端制造方面存在的问题和可能出现的困境，尤其是在芯片方面。国内地平线芯片出货量已破10万片，黑芝麻芯片跟奇瑞、红旗有深度合作，所以在核心竞争力方面也期待有长足的进步。 

国内智能驾驶芯片SWOT分析，中国最大的优势存在在庞大的汽车消费市场。我们首先是世界汽车第一生产大国，在汽车芯片方面也占了将近1/3的市场，资本都是趋利的，有很多国外公司愿意到中国来投资生产。目前的劣势是算力和算法，算法包括软件。我想提醒汽车产业的各位专家、从业者，要警惕对汽车产业的制裁。我国虽然是汽车大国，但利润率并不高，比亚迪去年纯利润才100多个亿，可丰田有1800亿，大众将近200亿。这表明我们在自主创新、高端制造方面亟待取得突破。  

我更愿意说智能网联汽车是一个新的赛道，而不是弯道超车”。智能网联汽车产业链重置和汽车产业的再造对中国来说是个“换道超车”的机会，可能存在着一些解决方案，主要以企业为主，以国家大基金、民营企业为主，结合科研单位来做。我们可以用一些替代方案，提高目前芯片算力不足的问题，可以用感-存-算集成在一块芯片上来实现这样的功能。  

目前我们存在的问题相当严峻，比如通过芯片、卫星、无人机感知得到的信息，尤其是敏感地区的态势，需要10个小时才能到顶层的决策机构，而美国只需要十几分钟。所以要不断提高晶圆制造的能力，同时拓展一些新的架构，替代目前算力不足的问题。

在座有很多产业界的专家和企业家。希望在国家和企业结合之下，提升竞争力，能跟得上芯片进步的速度。

当然了，芯片进步速度有极限，今天做到了3纳米，下次可能做到1纳米就会碰到瓶颈，这个瓶颈怎么解决？学术界认为，发展就是在现在的基础上再一层一层搭楼房，这个技术目前国际上还没有掌握，所以对我们来说也是发展的机遇。

_{（本文根据嘉宾现场演讲内容整理，内容仅代表嘉宾个人观点。)}