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中国汽车电子产业真正缺芯 我们常把汽车发动机比作汽车的“芯”,这是一种譬如的说法,因为发动机是汽车的心脏。在汽车电子产业,我们也常把汽车的中央处理器(CPU)或是电挖单元(ECU)比作汽车的“芯”,因为在十多年前,汽车的中央处理器或电挖单元中装要多个芯片,所以这个说法也是对的。但近年,随着信息科技的巨大发展,在CPU中或ECU中的芯片就被一个应用高度集成化、小型化,高控制功能,结构紧揍,工作可靠,低能耗,价格较低的微控制器(MCU)所取代,实际上每一个汽车控制系统中只用一个芯片就够了,但在一辆高级车辆上,有几十个控制系统,所以就有几十个MCU,微软公司想把所有汽车控制系统集中到一个MCU上,但这仅是一种大胆设想,什么时候能实现还不敢说。MCU也叫单片机,这成为现代汽车电子控制真正的芯,我们现在汽车中所有的单片机全是靠进口的,或国内独资的企业购买的,这已成为不争的事实,至少现在这种状况还未改变。近来,我到过5个汽车电器厂,问工厂的发电机的三极晶体管哪里来?企业负责人说:只要是用于汽车配套都是进口,只有少部分维修市场上用电机才用国内的。就是说汽车上的三极晶体管和汽车的单片机科技水平相差极大,但我们目前连三极晶体管都是进口,而更不用说是单片机了,而这种极度缺芯的局面何时了结,至今无一个部门或是一个权威人士能予回答。而韩国的电子芯片主要生产企业“三星电子”,不仅在2006年已成为世界第二个销量最大的芯片供应商,而且在汽车芯片方面,包括单片机也能保证供应汽车生产的需要,这提供了我们更为确切的教训,为什么中国在汽车产品设计方面赶不上韩国,而汽车电子最核心部分的微控制器也还是赶不上,说明我们无论从行业上,企业上许多问题都没有抓到点子上,我们汽车的关键核心技术不是不能做到,而是都没有人想到,没有人认真去做,汽车关键技术都带有滞后性,问题在哪里?现在该是下决心扭转中国汽车电子产业真正缺芯局面的时候了,否则,中国汽车产业的持续创新将会遭遇到极大的阻力。
单片机世界 话归正传,什么是单片机?按美国飞思卡尔公司定义:电控单元的核心是微控制器(MCU),也叫单片机,是把中央处理器(CPU),存储器,输入/输出接口,定时器/计数器等功能都集成制作在一起的半导体芯片,它的结构和指令都是按照工业数字要求设计的,所以有人也叫它为CSIC(用户定义的集成电路)。因此,我们说:芯,在现代汽车电子产业上概念,主要是指微型计算机中以MCU为标识的,实际上是由半导体器件高度集成化,高科技化和一体化的模块产物。汽车产业上的MCU是和世界上行业的MCU是分不开的,是整个MCU产业的一个组成部份,但汽车上的MCU由于其用途的特殊性,又形成一种独具风格的MCU,一般的MCU厂商是不生产汽车MCU的,世界上都集中在几家具有汽车特色的MCU厂商来生产供应,随着半导体科技的高速发展,国际上IT行业流行一种说法:当今计算机和网络世界,实际上是单片机的世界。 汽车单片机 单片机最早在上世纪70年代未出现,美国因特尔公司首次发明和应用4位数的单片机,当时按计算机的每秒运行速度计算为2300次,到1982年一种80286型的单片机,为16位数,运行速度13.4万次,1999年奔腾Ⅰ,32位数,达310万次,2000年奔腾Ⅲ,32位数,达4200万次,2002年安腾Ⅱ,64位数,达2.2亿次。国际计算机专家预测,2020年一种生物芯片,有把握实现产业化,而其运行速度达20亿次,最近,美国伊利诺斯大学研究出一种硅半导体膜,实际是应用纳米技术生物芯片,这种薄膜只有12纳米厚。研究人员说,应用这种半导体技术为DNA分子测序,既省时又省钱。还有超导芯片,量子芯片,纳米芯片,神经芯片,光膜芯片等等,实际上已使人类世界进入人与机器融合的智能化进化年代,一方面将不断增强自己的机器智能的“体力“,另一方面技术演变为人性化,可以使信息技术和人类意识交融,这涵盖着人类社会各个领域,如科学、商业、教育、军事、空间,以至哲学方面,现在已进入人类宏观空间活动,又可以进入极为微小的微观空间活动,可以帮助人们在意识方面更加增强,精密和自动化上拓展,这是很现实的问题了。总之,单片机的科技仍按”摩尔定律“在运动,在无止境的发展,老式单片机不断淘汰,新型的单片机不断问世。 根据Senico的统计和预测,2006年全球的单片机产量达90亿件,产值为200亿美元。国际上单片机的不断发展,对推动汽车电子产业的发展,提供了极为良好的条件和环境。 汽车上的单片机 汽车上的单片机是汽车电子产品的核心组成部分,是现代汽车产业真正的芯。汽车电子产品的升级换代,往往以单片机的功能提升来带动的,并成为汽车电子产品时代划分的主流标志。汽车产业和IT行业的融合,使汽车电子产品从最初的晶体管,实行单一化的控制,发展到系统化的控制功能,如自动巡航、自动启行装置,自动防撞回避装置等。从最初的机电松散结合,到如今的机、液、电、磁一体化,如直喷式柴油机共轨燃料喷射系级及后处理系统,汽车电液无线控制系统;从最初独立的控制系统,转向如今分布式模块化局域的网络化控制,如汽车动力管理综合控制系统,安全气囊集成化控制系统;从过去小型集成系统应用的预测性控制,到高效的,高精确度的自行控制,可以实现汽车的自动化驾驭等,从而促使汽车电子产品更好的实现智能化,微型化和模块化。预计到2017年汽车上70%的价值由电子产品来承担,今后还会不断的提高,美国SAE说:21世纪汽车是装在4个轮子上的计算机。现在国际上乘用车电子产品价值平均在35%左右,我国约在15~20%,而且用于车载的电子部分多,如音响、DVD、电子导航,即汽车附加产品部分较多,而在车控系统上,如这几年ABS搞比较好,但要搞ESP(车辆稳定程序)比较高级的车控产品,包括液动的和气动的ESP,可能还要三、四年功夫。美国已经规定要在2008年开始所有车辆都要装上ESP,预计可以防止至少1万人的死亡事件,就是说在整体上提升高端车辆控制的产品极少,而车载电子产品多,这成为提升汽车电子产品质量水平的实质问题。这样,我国市场上汽车半导体产品几乎全部由跨国汽车公司所控制,2005年在我国半导体市场上供应商前10名排列是:英特尔(美)、德州仪器(美)、ST(欧)、三星电子(韩)、飞利浦(荷)、东芝(日)、Hynix(韩)、飞思卡尔(美)、英飞凌(欧)、Microm(美)。 据众多信息表明,我国可能成为世界上半导体的生产和出口大国,但在汽车领域上的半导体产品生产还仅仅处于低端化,而且产量少得实在可怜,基本上全部依靠进口或本土的合资企业来供应,而这种状况的改变几乎是渺茫的。据国际资讯机构说:中国汽车电子市场目前表现良好,未来也有广阔的发展空间,但中国汽车电了产业的现状和发展却令人优虑,中国汽车电子本土企业缺乏核心技术,核心的汽车半导体产品都掌握在国外厂商手中,在产品标准制定过程中,几乎没有中国企业的发言权,中国汽车半导体产量只有3~5%,而且是很低端的产品,中国汽车电子企业不仅在国际市场上缺乏竟争力,即使在国内市场上也处于绝对的劣势地位。 由于可见,我国单片机发展落后,将越来越严重的影响汽车电子产业的自主创新实力和水平,这种实力的较量,将导致一些重要汽车电子产品处于十分被动的地位。为什么汽车单片机上不去呢?一是汽车电子产品日益向高端化,专业化和精细化方向发展,这样出现许多嵌入式单片机,使产品的制造商和供应商形成捆绑式设计模式,使我们许多汽车电子厂商越来越需要求助于跨国汽车单片机厂商,由于实力很不对称,个别跨国汽车单片机厂商设置了高门槛,或是提高价格,或是要提高订货规模,这样致使一些国内汽车电子产品的研发和生产造成很大难度;一是,汽车单片机不同于家电,手机的单片机,它对环境要求十分苛刻,如温度,振动,防磁干扰,体积,湿度,可靠性等特殊的要求,如汽车电子产品必须经受-40℃到+140℃的考验,这样国内一些半导体厂商,无法投入巨大费用专研制汽车专用的单片机,造成望而却步的情景。 为了使汽车单片机为代表的汽车电子产品生产能走出困境,我们建议:请国家综合部门能认真研究一下,促使各部门进行联合行动,以单片机为例,制定发展汽车电子产品产业化的战略,并在“十一、五”规划中增强实施力度,不能按部就班的干,时间不等人,谁来牵头成为重要点;一是建议中汽协会会同有关部门专门召开一次单片机产业化研讨会,我们研讨会开那么多,为什么在关键点上就不认真去研计呢?通过研讨,模清我国单片机需求和生产发展的可能情况,以便向国家和行业提出好的建设性意见。 出处:搜狐汽车
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