在潤石發布車規產品后受到行業的重點關注，公司品質總監於敬亮受與非網資深行業分析師夏珍女士的特約專訪；本文是夏珍女士的專訪撰稿。
汽車電子市場起風了
根據中國汽車工業協會發布的數據顯示，2021年我國新能源汽車出貨量達到352.1萬輛，同比增長1.6倍，超過全球出貨量的一半。華潤微在世界半導體大會上預測，到2025年全球的新能源車將達到1800萬輛左右，中國新能源車出貨量將超過900萬臺。

圖 | 我國新能源汽車歷年銷量情況，信息源：中國汽車工業協會

汽車智能化方面，根據高工智能汽車研究院發布的數據顯示，2021年我國ADAS前裝標配新車搭載率約為39.6%，L2標配新車搭載率約為19.4%，其中L2+搭載率約為8.3%；2022年1-5月L2功能搭載率達到25.5%。普華永道預測，2030、2035年中國L3及以上自動駕駛搭載率將分別達到11%、34%。在汽車電動化和智能化的推動下，每輛汽車的芯片搭載率正從傳統汽車中的500-600顆，增長到當下的5000-8000顆，量級不斷攀升。
然而，與需求端形成鮮明對比的是我國汽車電子的自給率情況。根據半導體調研機構IC Insights發布的數據顯示，2021年中國大陸制造的半導體價值為312億美元，整個中國大陸的芯片消費市場為1865億美元，自給率為16.7%；而在缺芯嚴重的汽車賽道，2021年中國大陸的芯片自給率更是只有5%。這對于本土要進軍汽車電子市場的廠商來說，是機遇也是挑戰，機遇在于內需市場足夠大，挑戰在于進入汽車電子市場的門檻很高。
基于以上背景，與非網采訪到了潤石科技的品質總監於敬亮，來共同探討從消費電子到汽車電子轉型升級過程中會面臨的挑戰和應對策略，以及國內外汽車電子領域模擬賽道的差距等焦點問題。

圖 | 潤石科技品質總監於敬亮，主要負責公司產品品質體系

從消費電子到汽車電子的快速升級，底氣是技術能力的保障
潤石科技在今年8月份左右有5款產品通過了AEC-Q100 Grade 1車規認證，包括3顆運算放大器RS722P/RS724/RS721P、1顆電平轉換芯片RS8T245，以及1顆邏輯芯片RS1G08。我們知道，潤石科技是從消費類電子起家的，這幾年汽車和工業電子賽道火熱，進而將產品轉入這兩個領域。

圖 | 潤石科技5款產品通過AEC-Q100 Grade 1車規認證

於敬亮直言：“對于潤石科技來講，更廣闊的需求來自工業和汽車市場。而選擇這5顆芯片首先完成車規化升級有兩個原因，一是運算放大器是潤石科技的核心產品，可以突出自身的技術能力和市場價值，且這三款運算放大器非常暢銷，而電平轉換芯片和邏輯芯片，以及后面緊接著要進行車規化的模擬開關，這幾種類型的芯片在汽車市場中用量很多；二是電平轉換芯片和邏輯芯片有非常大的國產化需求空間”。
據悉，2021年潤石科技總銷售額約2.1億元。其中，工業和汽車電子市場占總銷售收入的63-65%，消費電子市場占總銷售收入的8-9%，其余為電力電子、儀器儀表和醫療市場，占總銷售收入20%+的份額。潤石科技預測，受汽車和工業電子體量的進一步擴張以及平均售價高于消費電子等領域的影響，今年潤石科技銷售收入將實現保四億、沖五億的規模。

圖 | 潤石科技產品線情況

為何潤石科技會有如此底氣呢？一方面，模擬芯片市場容量正呈現有機性地增長趨勢，受新能源汽車崛起和儲能行業發展等利好影響，偏向于基礎型應用的模擬芯片行業成長迅速。另一方面，目前在國內的模擬芯片主要玩家還是美國的TI、ADI、On Semi，以及部分歐洲和日本的企業，在國際關系緊張的當下，出于供應鏈安全的考量，國產芯片會有更多的市場機會。當然，最主要的還是潤石科技的技術實力，包括大量產品過車規認證的能力等。天時、地利、人和，最終才能水到渠成。
消費電子車規化需要面對哪些挑戰？
從技術的角度來看，一顆芯片要成功地實現從消費級產品到車規級產品的蛻變，到底需要經歷哪些挑戰呢？
事實上，由于需要在更為苛刻的環境下保持正常運行，因此相較于消費電子，汽車電子對可靠性的要求更高。目前，汽車電子領域常用的認證標準是AEC-Q100，此標準是由汽車電子協會發布的一套集成電路質量測試標準，雖并不是強制認證制度，但現已成為汽車電子領域的通用測試標準。這意味著，要將產品往車規化轉，讓市場認可的最常規操作就是通過AEC-Q100的認證。

圖 | 打入各Tier1車電大廠供應鏈的兩張門票：AEC-Q+IATF16949

然而，要過AEC-Q100認證并非易事，其中包含了將近30種細分的認證要求，於敬亮形象地稱這個過程為產品的一次脫胎換骨。
值得一提的是，產品在進入AEC-Q100認證前的準備工作非常復雜。首先，要保證芯片設計滿足高低溫的工作能力；其次，晶圓廠的制程能力，尤其在一些特殊的關鍵制程指標上，必須達到AEC-Q100的要求，才能生產出車規級的晶圓；再者，整個封裝的制程要重做，要使用非常高性能的原材料，來確保制程足夠穩定；最后，測試段也要有別于消費類只做常溫測試的慣例，車規產品需要進一步展開高低溫的測試，這對測試成本和測試難度都是一個挑戰，而對于測試數據的分析，如PAT、SBC、SBL等，還需要采用不一樣的管理方法，來提高測試穩定度的水準。簡而言之，一個產品如果要從普通消費類轉到車規類，至少要對芯片的設計、晶圓的制造、封裝的設計跟制造、測試等整個生產流程進行改變和準備，這樣才能開始把做出來的產品送去做認證。
前面提到，AEC-Q100包含將近30種細分的認證要求，而這些要求會根據待認證產品的類型，分成不同的認證組別，比如：A組的環境應力加速驗證，B組的壽命加速模擬驗證，C組的封裝驗證，D組的芯片制造可靠性驗證，E組的電性驗證，F組的失效篩選驗證等，從而保證芯片可以耐受高溫高濕、低溫到高溫的沖擊等惡劣的工況，同時還能保證15年的工作壽命，且制程能力指數CPK值遠好于消費類電子。
如此復雜的一套流程做下來到底要花多長時間呢？於敬亮表示：“如果芯片本身在消費或工業領域已經使用過1-2年的時間，且具備高低溫的設計能力的話，會考慮將產品進行車規化升級。在這個過程中，考慮到目前車規市場比較火爆，設備的請購周期可能長達4~6個月，因此前面提到的準備工作通常要花費一年及以上的時間，然后再花3-4個月去做車規的認證。當然，這個時間評估是建立在芯片本身滿足車規的冗余要求的基礎上的，如果再考慮晶圓改版，那么所需的時間肯定會更長。”

圖 | 潤石科技采用與使用與Tier1 – TI/NXP/ADI公司相同型號的測試三溫分選機

關于芯片廠商為什么要自己買昂貴的高低溫測試設備？於敬亮表示：“目前市場需求非常旺盛，而代工廠一般不會愿意采購價格昂貴但用途又比較集中于某個領域的這種設備，所以Fabless廠商為了保證自己車規產品的產能或快速拓展車規市場，就會選擇自己購買。潤石科技已經投資了數千萬人民幣，購置了21臺三溫測試設備，其中5臺已經在生產線工作，到今年12月份，21臺將全面進入產線，屆時將實現每個月40-50kk的產能規模。”
除了以上硬件配套外，在人員的配置上也大不相同，比如，在質量把控環節，車規產品的設計、制造與封測對代工廠的管理能力要求是非常高的。為此，潤石科技招募了一些非常資深的代工廠管理質量工程師SQE、設計質量工程師DQE，來提高自身的技術能力，去保證產品從設計到制造，都可以達到NXP、TI這樣的水準。
在晶圓廠和封測廠的選擇方面，潤石科技選擇了國內做車規產品最頂尖的工廠合作，包括國內做模擬器件數一數二的晶圓廠華潤上華，與TI有將近10年車規產品量產經驗的封測廠通富微電，以及與NXP、安世、TI有將近10年車規產品量產經驗的封測廠蘇州日月新。
潤石科技或將成為中國模擬賽道上做汽車芯片最好的公司
前面提到，目前在國內的模擬芯片賽道上，主要玩家是美國的企業TI、ADI、On Semi，以及部分歐洲和日本的企業。那么，國產芯片到底和國際水平有多少差距呢？
於敬亮表示：“在模擬芯片領域，國產芯片在可靠性上可以達到國際水平，基本應用上不會有什么差異，但在產品的魯棒性方面還與國際水平有些差距，主要體現在參數表以外的特殊領域的應用上面。此外，大的模擬芯片公司，例如TI、ADI、On Semi，采用的都是IDM的模式，他們都有自己的晶圓廠，在晶圓制造工藝上的累積遠超國內的Fab廠，這也是一個重要的優勢。而我們要補強就需要市場更廣的應用場景支撐，提供更多的試錯機會，這是一個PDCA循環的過程。”
此外，隨著內需市場的擴大，以及國內半導體技術的發展，本土模擬器件廠商的數量也在不斷增加，賽道競爭開始加劇。很多人開始擔心，如果同質化競爭激烈，近期是否會面臨洗牌的危機？
關于這個問題，於敬亮的觀點是：“目前國內的模擬器件公司開始變多是事實，但模擬市場細分領域廣，國產廠商基于各自產品的特點各家側重的細分市場不同，有在數字隔離器或者傳感器領域較強，有在ADC/DAC等模擬器件上較強的，潤石科技的主要產品包括信號鏈和電源管理兩大類別，與同領域側重消費電子市場的上市公司相比潤石科技的市場重心是汽車電子和工業領域，尤其是在新能源汽車領域潤石科技遠比同領域的模擬芯片公司更早布局；目前已超越同行成為新能源汽車領域的領跑者。

圖 | 潤石科技產品汽車應用分布

“話說回來，模擬芯片的市場足夠大，國產公司占比還沒有超過10%，80~90%是美系的產品，在國產化的道路上還有非常大的市場空間。此外，模擬芯片的市場容量還在增長，尤其是新能源相關行業的拉動，所以本土的這些廠商目前還沒有進入到短兵相接的競爭狀態。預計國產化率至少要達到40~50%以上的時候，才會有洗牌的可能，而未來三年都不會發生。” 於敬亮補充道。
於敬亮強調：“車規是一個非常敏感的市場，它對可靠性的要求非常高，很多的客戶找到我們，是因為潤石科技能夠提供跟TI、ADI、On Semi這些公司相同性能的芯片，因此我們有信心去推汽車電子的市場，立志成為中國汽車芯片賽道上做模擬芯片最好的公司。”
寫在最后
目前，潤石科技的車規級芯片已經成功進入到比亞迪、長安汽車、廣汽、寧德時代、欣旺達等整車廠/Tier1廠的汽車電子供應鏈。而在車規級新品的計劃方面，到今年年底，預計有20~25款產品會轉入車規市場；到明年年底，至少會有40-50款車規產品通過認證并開始量產，其中包括15-20款運算放大器，以及一些邏輯芯片、電平轉換芯片和模擬開關產品。