汽車缺“芯”之困當(dāng)何解

龐昀畋

汽車芯片對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)的重要性已經(jīng)從市場(chǎng)的一片哀聲中得到驗(yàn)證，但其之于芯片產(chǎn)業(yè)而言只是產(chǎn)能的10%——這樣的情形短時(shí)間內(nèi)難以改變?！捌囆酒摹钡谋澈?，既反映出全球范圍內(nèi)的芯片短缺正在對(duì)供應(yīng)鏈造成沖擊，也意味著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展可能超出人們的預(yù)期。

“芯”荒，以致心慌？

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和技術(shù)演進(jìn)，汽車從只用數(shù)顆可有可無(wú)的芯片到必須使用數(shù)百顆不同類別的芯片，其功用涉及動(dòng)力系統(tǒng)控制器、汽車操縱系統(tǒng)等核心零部件，乃至雨刷和收音機(jī)等小部件，可謂一旦缺“芯”寸步難行。而從去年年末爆發(fā)的芯片短缺問(wèn)題已經(jīng)影響到了眾多車企的生產(chǎn)計(jì)劃，大眾、福特、通用、奔馳、日產(chǎn)、本田……目前宣布暫時(shí)停產(chǎn)、生產(chǎn)節(jié)奏被打亂的車企名單越來(lái)越長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)，芯片短缺對(duì)車企的影響可能蔓延至第二季度甚至更長(zhǎng)時(shí)段。有機(jī)構(gòu)略帶悲觀地預(yù)計(jì)，2021年全球范圍內(nèi)的汽車芯片短缺將造成200萬(wàn)至450萬(wàn)輛汽車產(chǎn)量的損失，相當(dāng)于近十年以來(lái)全球汽車年產(chǎn)量的近5%。按照彭博財(cái)經(jīng)的預(yù)測(cè)，芯片供需失衡給汽車產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的年度損失將高達(dá)四千億元。全國(guó)乘用車市場(chǎng)信息聯(lián)席會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)崔東樹(shù)表示，“汽車產(chǎn)業(yè)芯片短缺不是孤立事件，其核心是疫情對(duì)全球分布式供應(yīng)鏈的沖擊，導(dǎo)致供給不足和需求大增?！?/p>

2019年，全球汽車芯片的市場(chǎng)規(guī)模是465億美元，受疫情影響2020年略有下滑，據(jù)畢馬威的數(shù)據(jù)顯示，2040年有望達(dá)到2000億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為7.7%。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，現(xiàn)代汽車的車機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)等都會(huì)用到各種各樣的芯片，目前出現(xiàn)短缺的芯片主要應(yīng)用在車輛的ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)）和ECU（電子控制模塊），其產(chǎn)品單價(jià)并不算高，但占比不小且影響極大，特別是對(duì)中高端燃油車。意即雖然本次汽車芯片危機(jī)未波及所有車型（比如新能源汽車就受影響較小），但引發(fā)的汽車市場(chǎng)動(dòng)蕩已經(jīng)讓全球業(yè)界深感痛切。不止一家車企表示，將與芯片供應(yīng)商協(xié)商，根據(jù)市場(chǎng)需求優(yōu)化半導(dǎo)體零部件的分配方案，優(yōu)先保障重點(diǎn)品牌和暢銷車型的產(chǎn)能。而全球汽車芯片30%的市場(chǎng)都在中國(guó)，近期工信部已建議汽車芯片供應(yīng)企業(yè)高度重視中國(guó)市場(chǎng)，加大產(chǎn)能調(diào)配力度，提升流通環(huán)節(jié)效率，與上下游企業(yè)加強(qiáng)協(xié)同，努力緩解汽車芯片供應(yīng)緊張問(wèn)題。

用“芯”領(lǐng)教行業(yè)之變

按照荷蘭設(shè)備制造商ASML的看法，由于芯片的短缺導(dǎo)致汽車生產(chǎn)緩慢是半導(dǎo)體行業(yè)供應(yīng)商壓力增加的前兆。這樣的表態(tài)引發(fā)了各界對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)下一步動(dòng)向的種種猜測(cè)。車載半導(dǎo)體市場(chǎng)長(zhǎng)期由恩智浦、瑞薩電子、英飛凌、意法半導(dǎo)體、博世、德州儀器等十家企業(yè)掌控，占據(jù)了80%以上的市場(chǎng)份額，當(dāng)它們紛紛宣布因面臨產(chǎn)品嚴(yán)重緊缺和原料成本增加的雙重影響，從而全線調(diào)漲產(chǎn)品價(jià)格，汽車市場(chǎng)就被深度攪動(dòng)。有這些巨頭級(jí)企業(yè)在前，后來(lái)者想要破局求變就得付出更多的努力。

很多人認(rèn)為車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體不如消費(fèi)電子半導(dǎo)體技術(shù)先進(jìn)，這其實(shí)是一個(gè)誤區(qū)，車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體的技術(shù)含量、要求規(guī)格并不低于消費(fèi)電子半導(dǎo)體。與其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品不同，汽車電子中的元器件需要在嚴(yán)苛的環(huán)境中進(jìn)行工作，必須滿足更高可靠性的要求。準(zhǔn)確的說(shuō)，雖然車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體從晶圓、芯片制程到工藝、利潤(rùn)率都落后于消費(fèi)電子半導(dǎo)體，但其更講求工況穩(wěn)定性與生產(chǎn)良品率。車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體需要在溫度為-40-175（200）度、濕度為95%、50G的激烈震動(dòng)、15-25Kv的靜電等工況環(huán)境中保證20年的質(zhì)量，不良率為1ppm（百萬(wàn)分之一）；而消費(fèi)電子半導(dǎo)體的抗震動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)要求只有5G，不良率可放寬到200ppm。兩者的不同路徑和要求導(dǎo)致了對(duì)半導(dǎo)體供應(yīng)商原材料產(chǎn)能的爭(zhēng)奪暫時(shí)無(wú)解，加之制程工藝方面的差異，矛盾難以調(diào)和。

半導(dǎo)體作為汽車核心零部件的重要性正在提高，汽車越智能，需要搭載的半導(dǎo)體芯片越多。隨著汽車行業(yè)智能化的推進(jìn)，車載芯片需求有了爆發(fā)式的增長(zhǎng)，而當(dāng)前供應(yīng)鏈的規(guī)劃顯然出現(xiàn)了誤判，沒(méi)有跟上需求變化，導(dǎo)致供不應(yīng)求。中科院微電子所新能源汽車電子研發(fā)中心主任王云指出，“一般來(lái)說(shuō)，芯片需要在試錯(cuò)過(guò)程中不斷迭代。但是汽車芯片企業(yè)沒(méi)有多少試錯(cuò)空間，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就可能對(duì)整車性能或者安全性造成損失，需要整車召回。這必然導(dǎo)致主機(jī)廠傾向于選擇成熟供應(yīng)商和成熟產(chǎn)品，后來(lái)者被擋在門外?！?/p>

國(guó)汽智控CEO尚進(jìn)將智能網(wǎng)聯(lián)汽車在芯片的需求分為三類，“其一是圍繞AI的GPU、NPU芯片，這類芯片本身并不復(fù)雜，但對(duì)計(jì)算性能的要求很高；其二是通用處理器，類似于PC用的CPU，但X86比較少，大都是ARM架構(gòu)，這部分芯片的數(shù)量正在從七八十個(gè)集成為3-5個(gè)；其三是車輛專屬芯片，比如車輛控制的MCU，以及車載攝像頭，這部分芯片體量不小，比如智能網(wǎng)聯(lián)汽車的外接傳感器基本上有12個(gè)攝像頭?！闭绲仄骄€公司首席戰(zhàn)略官鄭治泰所指出的，“汽車電子在整車價(jià)值中的占比越來(lái)越高。一個(gè)值得注意的趨勢(shì)是，傳統(tǒng)主機(jī)廠與有軟件能力的芯片公司進(jìn)行整體戰(zhàn)略合作是必由之路。車載AI芯片開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、難度大，處于AI、智能汽車與集成電路三大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的交匯點(diǎn)，是當(dāng)代硬科技的珠穆朗瑪。車載芯片將超越手機(jī)芯片，成半導(dǎo)體技術(shù)引領(lǐng)者?！?/p>

擁擠賽道的“芯”玩家

汽車芯片已經(jīng)成為兵家必爭(zhēng)之地，本就擁擠的賽道上涌來(lái)了更多玩家，跨界與否已不重要，資本和技術(shù)的聯(lián)手就有望獲得應(yīng)有的市場(chǎng)地位。

因?yàn)檐囆秃图夹g(shù)路線的緣故，缺“芯”對(duì)中國(guó)車企實(shí)則影響不一。新能源汽車品牌普遍表示受影響并不大。早在2003年就開(kāi)始布局的比亞迪在芯片方面擁有涵蓋IC設(shè)計(jì)、功率芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、IC封裝測(cè)試、模組封裝測(cè)試的一整套產(chǎn)業(yè)鏈，可以自給自足，因此現(xiàn)階段受缺貨大環(huán)境影響較小。比亞迪已經(jīng)官宣其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)將籌劃分拆上市，并有傳其將和華為合作生產(chǎn)面向車機(jī)的麒麟芯片。上汽通用五菱等國(guó)內(nèi)車企表示將全面推進(jìn)整車芯片國(guó)產(chǎn)化，長(zhǎng)城汽車戰(zhàn)略投資創(chuàng)業(yè)公司地平線，雙方將在高級(jí)輔助駕駛（ADAS）、高級(jí)別自動(dòng)駕駛、智能座艙等方面展開(kāi)合作。

受益于中國(guó)市場(chǎng)和中國(guó)工廠的特斯拉依然在汽車市場(chǎng)上攪風(fēng)攪雨，甚至略傲嬌的表示，“尚不清楚微芯片供應(yīng)短缺會(huì)給我們帶來(lái)什么樣的影響”，其底氣在于對(duì)芯片技術(shù)的絕對(duì)持有。有業(yè)界人士將特斯拉驚人的造車速度歸結(jié)于芯片技術(shù)的強(qiáng)大，此前Mobileye、英偉達(dá)都是特斯拉的芯片供應(yīng)商，然而不滿足的馬斯克決定自研芯片，其全自駕芯片于2019年設(shè)計(jì)落地并量產(chǎn)，特斯拉實(shí)現(xiàn)在汽車芯片產(chǎn)業(yè)快人一步，這個(gè)只用一年時(shí)間創(chuàng)造的奇跡很大程度上借勢(shì)身處產(chǎn)業(yè)變革頭部所產(chǎn)生的馬太效應(yīng)，未來(lái)難以復(fù)制。

此前國(guó)內(nèi)汽車芯片進(jìn)口率高達(dá)90%，此次面臨困局業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，“汽車芯片供需失衡將倒逼我國(guó)汽車供應(yīng)鏈的自主可控。尤其是各個(gè)整車企業(yè)的參與，將有利于與國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)形成有效互動(dòng)，激發(fā)國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)的潛力，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的進(jìn)一步突破。”但如果細(xì)分，主控芯片方面有英偉達(dá)、英特爾、高通、特斯拉等巨頭；IGBT芯片隨著電動(dòng)車的普及成為市場(chǎng)重點(diǎn)；曾在汽車芯片中占據(jù)絕對(duì)份額的 MCU芯片重要性有所下滑，但份額依然可觀。目前國(guó)內(nèi)只有比亞迪成長(zhǎng)為IGBT芯片方面的重要力量，其他方面的入局者力量和成效還需要時(shí)間來(lái)充分展現(xiàn)。在2021年第七屆中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇期間，全國(guó)政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任、工業(yè)和信息化部原部長(zhǎng)苗圩呼吁，“大家關(guān)注著信息通信設(shè)備和手機(jī)芯片的同時(shí)，也應(yīng)該關(guān)注車用的芯片，包括通用的芯片和車規(guī)級(jí)的專用芯片，在部署的時(shí)候必須要統(tǒng)籌兼顧?！倍谌ツ?月，由科技部、工信部共同支持，國(guó)家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心作為國(guó)家共性技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)牽頭發(fā)起的“中國(guó)汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”正式成立，旨在加速推動(dòng)我國(guó)成為全球汽車芯片創(chuàng)新高地和產(chǎn)業(yè)高地。

但芯片畢竟是高門檻行業(yè)，布局之后要想有滿意收獲，需要時(shí)間的積累和資金的不斷投入，由汽車賽道燃起烽火的芯片戰(zhàn)爭(zhēng)將蔓延至眾多領(lǐng)域，并在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里都會(huì)是各方勢(shì)力交錯(cuò)的狀態(tài)，甚至出現(xiàn)贏家輪流坐的情形。