即使仍有許多挑戰，台積電呼籲車用晶片盡快轉向先進製程
外媒報導，晶圓代工龍頭台積電歐洲總經理 Paul de Bot 日前在德國舉行的第 27 屆汽車電子大會表示，汽車產業長期是技術落後者，只注重成熟製程，但已有汽車晶片供應商自 2022 年開始就使用 5 奈米製程技術，距離 5 奈米量產僅兩年。de Bot 強調，半導體產業不可能為汽車產業預留閒置產能，所以建議汽車製造商盡快計劃轉用先進製程生產半導體。
de Bot 指出，汽車晶片供應商從製造、封裝、測試和將獲可能需要 6 個月或更久，影響靈活性，使規劃訂單數量非常重要。統計數據顯示，車用晶片雖然對半導體產業的重要性還相當低，以第一季來說，台積電只有 7% 營收來自汽車晶片，但市場預估快速成長，到 2030 年將占半導體產業總產量 15%。
但車用晶片轉向先進製程並不簡單。市場研究及調查機構麥肯錫預估，到 2030 年 90 奈米以上車用電子仍占總需求 67%，全球供應量 2021~2026 年達 5% 複合年成長率，代表此類晶片幾年內仍嚴重依賴成熟製程，並保持供應吃緊。
雖然，汽車製造商也正在規劃將先進製程的晶片整合到新車型中，但這牽涉全面的新設計、認證和大量生產程序。通常包括美國、歐洲、日本和南韓的主要汽車製造商需要 3~5 年的時間才能為傳統車型進行設計、測試和驗證新晶片，使得其下的傳統車型和新電動汽車開始大量採用先進製程的晶片。不過，像特斯拉這樣的電動汽車製造商，在設計新的電動車用電子方面擁有更高的靈活性，並且更願意採用更先進的先進製程晶片。
至於，影響車用晶片轉向先進製程的主要因素，首推成本的提高。因為採用先進製程需要面臨風險和成本壓力，加上除製造成本之外，5 奈米和 3 奈米等先進製程也都增加了新的可靠性挑戰，這確實令汽車應用無法承受。
其次，車用晶片的認證時間長且困難。從產品設計、流片、封測、車規認證和研發演算法工具鏈，到功能安全認證，自動駕駛軟體開發，再到發展完善支援的產業生態，這是一個車用晶片需要經過的完成流程。然而，在車用晶片設計階段要符合很多相應的流程認證，比如設計階段就要過設計流程的認證，人員的認證，包括伺服器都是有比較嚴苛的要求。在樣品到量產之間，還要經過複雜的認證，包括功能安全專家認證、功能安全流程認證和產品認證，這個週期可能還需要兩年的時間。
根據統計，車用晶片早期失效率測試就需要八百多顆晶片，而整體測試流程時間大約半年。如果有失效可能需要從頭再來，一個認證在順利的情況下至少需要一年的時間，而且中間一些問題可能要重新做測試。現在車用電子追求的失效率為零，相較消費類或者在工業類晶片的失效率，這是相當嚴苛的條件。
不過，也並非所有的車用晶片都不追求先進製程的生產，只是大部分的車用晶片並不是汽車供應商所自行生產，而是由車用電子供應商所提供，這屬於汽車製造商無法控制的一部分。比如在 2020 年這個時間節點，輝達能提供量產的最好的高性能自動駕駛晶片是採用台積電 12 奈米製程所生產的 Xavier，而這時候的電腦顯卡、手機處理器基本都已經來到 7 奈米製程。另外，從車用晶片供應商交樣品給汽車製造商做測試，再到實際推出也需要一定的時間，而汽車製造商開發新車型也需要提前準備。如果開發新車型的時候新製程晶片沒有推出，那也有可能會錯過新製程的晶片。
然而，儘管挑戰重重，但在晶片短缺的期間，礙於成熟製程的車用晶片供不應求，全球一些汽車製造商正在著手使用先進的製程技術來生產晶片，特別是對於新車型和電動汽車。如此，從結果看，目前的 5 奈米製程的晶片處於研發或發布狀態，逐漸開始進入量產階段。不過 7 奈米製程的晶片中，已經不少的產品已經進行量產，其他晶片則在未來幾年陸續達成量產，這顯示著先進製程車用晶片開始進入量產加速期。
現階段包括台積電、三星兩家掌握尖端先進晶圓製造技術的晶圓代工廠將從中受惠，特別是台積電，在統計的 14 款車用晶片中，有 11 款已採用或計劃由台積電代工，僅少數企業選擇由三星代工，這使得台積電能在此波轉換製程的過程中明顯受惠。
(首圖來源：台積電)