車(chē)企“芯”慌慌

孟媛

在全球芯片嚴(yán)重緊缺的當(dāng)下，臺(tái)積電工廠突然停電，無(wú)疑是“雪上加霜”。原本70多元的汽車(chē)芯片，已漲至2000多元，即便愿意出高價(jià)、排長(zhǎng)隊(duì)，也不一定能夠買(mǎi)到。

一芯難求，卡的是制造商的脖子，博的是車(chē)企的命。

近日，關(guān)于“4月，一汽-大眾奧迪因芯片短缺將減產(chǎn)30%”的消息不脛而走。多家車(chē)企、電子產(chǎn)品企業(yè)高層表示，2021年最令他們頭痛的就是芯片短缺問(wèn)題。不久前，士蘭微董事會(huì)秘書(shū)陳越半調(diào)侃半認(rèn)真地說(shuō)：“在‘芯片荒的大背景下，一家公司的綜合能力全部體現(xiàn)在‘能搶到多少貨這個(gè)單一指標(biāo)上了。”

自2020年底以來(lái)，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)車(chē)載芯片短缺，車(chē)企“芯荒”影響持續(xù)蔓延。通用、蔚來(lái)等多家國(guó)內(nèi)外車(chē)企對(duì)外宣布，因芯片短缺暫時(shí)減產(chǎn)。

汽車(chē)行業(yè)人士分析，世界范圍內(nèi)汽車(chē)芯片供給不足，首先是因?yàn)槿蛐鹿诜窝滓咔樵斐闪税雽?dǎo)體行業(yè)調(diào)低了需求預(yù)期，而消費(fèi)電子用芯片需求猛增，導(dǎo)致產(chǎn)能無(wú)法滿(mǎn)足車(chē)載芯片的需求。美國(guó)得克薩斯州冰雪風(fēng)暴、日本瑞薩電子大火、意法半導(dǎo)體罷工等事件讓“汽車(chē)芯片荒”雪上加霜。

“軍備賽”，已然打響

多位業(yè)內(nèi)人士指出，“芯荒”之所以導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)汽車(chē)“心慌”，是因?yàn)閲?guó)內(nèi)車(chē)企所使用的芯片中，超過(guò)90%需要進(jìn)口。

在安徽，一知名車(chē)企高管提到，以該車(chē)企采購(gòu)的汽車(chē)芯片為例，其中有90%是進(jìn)口品牌，以德國(guó)英飛凌、荷蘭恩智浦等公司產(chǎn)品為主，僅有10%比例是國(guó)產(chǎn)品牌的。比如天窗總成等部分的芯片，以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)、供電和通訊等簡(jiǎn)單功能為主，基本沒(méi)什么復(fù)雜技術(shù)難度要求的芯片。也就是說(shuō)，越是高端復(fù)雜的汽車(chē)芯片，進(jìn)口比例越高。

“國(guó)際市場(chǎng)上車(chē)載芯片漲價(jià)二三十倍的處處可見(jiàn)，兩百多倍的都有，個(gè)別芯片分銷(xiāo)商或者代理商囤積居奇。但沒(méi)辦法，有些關(guān)鍵種類(lèi)的芯片再貴也得買(mǎi)。”國(guó)內(nèi)一車(chē)企分管供應(yīng)鏈的負(fù)責(zé)人告訴記者，芯片庫(kù)存告急，“‘芯片荒的影響持續(xù)到今年末還是明年，目前很難判斷。”

日前，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)表示，芯片等零部件供應(yīng)緊張問(wèn)題仍將持續(xù)影響中國(guó)車(chē)企的生產(chǎn)節(jié)奏，預(yù)計(jì)第二季度影響將大于第一季度。分析機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，全球汽車(chē)芯片短缺至少將持續(xù)半年甚至三個(gè)季度，可能到今年第四季度才會(huì)緩解。高通總裁兼候任CEO克里斯蒂亞諾·安蒙曾悲觀地表示，芯片產(chǎn)能緊張問(wèn)題令他“夜不能寐”，并預(yù)計(jì)2021年下半年才會(huì)緩解。

“芯片荒”引起了各國(guó)政府的關(guān)注。4月12日，美國(guó)舉行了“半導(dǎo)體和供應(yīng)鏈彈性CEO峰會(huì)”，美國(guó)白宮高級(jí)官員和大約19家企業(yè)高管共同商討芯片短缺問(wèn)題，受邀企業(yè)包括汽車(chē)、科技龍頭企業(yè)，如通用汽車(chē)、福特汽車(chē)、克萊斯勒等三大美國(guó)汽車(chē)巨頭，以及格芯、PACCAR、恩智浦、TSMC、AT&T、三星、谷歌母公司Alphabet、戴爾、英特爾、美敦力、諾斯羅普格魯曼、惠普、康明斯和美光公司等科技企業(yè)。英特爾首席執(zhí)行官表示，正在和整車(chē)企業(yè)談判，啟動(dòng)芯片代工計(jì)劃。即，將向汽車(chē)芯片公司開(kāi)放現(xiàn)有的工廠。這種不用新建工廠的模式，有助于更快速地解決汽車(chē)芯片短缺問(wèn)題。英特爾計(jì)劃在未來(lái)6至9個(gè)月內(nèi)生產(chǎn)出車(chē)用芯片，如果建新工廠則需要三至四年時(shí)間。英特爾是半導(dǎo)體行業(yè)中少有的能同時(shí)設(shè)計(jì)、制造自主芯片的公司。

韓國(guó)政府牽頭三星電子、SK海力士、現(xiàn)代汽車(chē)等組建芯片聯(lián)盟，保障汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

除了尋求政策及外力支持外，車(chē)企們也加大了芯片布局。

3月，上汽集團(tuán)董事長(zhǎng)陳虹透露：“在人工智能芯片方面，上汽集團(tuán)已經(jīng)投資了10家公司。當(dāng)然，從樣品到批量應(yīng)用，再到升級(jí)，還需要一個(gè)過(guò)程，但是我們已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)了。”上汽是國(guó)內(nèi)第一家大規(guī)模投資智能芯片的整車(chē)企業(yè)：2019年，上汽集團(tuán)就參與了地平線的B輪融資，成為地平線第一大機(jī)構(gòu)股東。地平線是中國(guó)智能芯片“獨(dú)角獸”創(chuàng)業(yè)公司。

4月15日，小鵬汽車(chē)自動(dòng)駕駛研發(fā)副總裁吳新洲表示，小鵬汽車(chē)正考慮制造自主研發(fā)的自動(dòng)駕駛芯片，以保持在競(jìng)爭(zhēng)中的領(lǐng)先地位。

縱觀國(guó)內(nèi)外，無(wú)論是英特爾、英偉達(dá)、高通、華為等消費(fèi)電子巨頭，北汽、上汽、吉利等整車(chē)企業(yè)，還是如地平線、芯馳科技、芯擎、黑芝麻等本土汽車(chē)半導(dǎo)體公司，都在跑步入場(chǎng)汽車(chē)芯片設(shè)計(jì)。軍備賽已然打響，賽道已是百舸爭(zhēng)流。

智能芯，求解藥方

20世紀(jì)90年代，在滿(mǎn)大街“普桑”的時(shí)候，汽車(chē)芯片絕對(duì)是高級(jí)中的高級(jí)零配件，一般車(chē)上沒(méi)有。

現(xiàn)在汽車(chē)芯片應(yīng)用到什么程度？只要你的車(chē)子帶著遙控鑰匙，就必含芯片——車(chē)鑰匙本身就得靠芯片運(yùn)作。只不過(guò)和手機(jī)芯片有著明顯的不同，汽車(chē)芯片不一定追求多么高的技術(shù)先進(jìn)程度，但一定要可靠耐用。

目前，汽車(chē)芯片市場(chǎng)的壟斷效應(yīng)比較強(qiáng)。汽車(chē)芯片可分為控制類(lèi)（MCU和AI芯片）、功率類(lèi)、傳感器和其他，從燃油車(chē)到BEV，單車(chē)半導(dǎo)體價(jià)值量從457美元提升至834美元，市場(chǎng)基本被國(guó)際巨頭所壟斷。

汽車(chē)芯片種類(lèi)繁多，但最缺的貨，是MCU。

MCU，又稱(chēng)微控制器，簡(jiǎn)單來(lái)講，可以理解為各類(lèi)分散設(shè)備的“小腦”，用以實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作或功能。MCU應(yīng)用極廣，散布于消費(fèi)用、汽車(chē)用和軍用：小孩子玩的玩具火車(chē)，電力公司抄的電表，電子控制的汽車(chē)座位和導(dǎo)彈火箭，都裝著不同規(guī)格的MCU。排除安保級(jí)別最高的軍用MCU，消費(fèi)用和車(chē)用MCU是兩個(gè)完全不同的市場(chǎng)。

消費(fèi)用MCU場(chǎng)景分散多變，難度較低，壽命預(yù)期不長(zhǎng)。小孩子玩火車(chē)可能幾天就玩壞了，接著轉(zhuǎn)向了下一個(gè)電子玩具，誰(shuí)能抓住消費(fèi)場(chǎng)景的爆點(diǎn)，便能直上青云。

汽車(chē)用MCU也是分散多變，無(wú)論是座位、雨刷、空調(diào)、影音、動(dòng)力，都離不開(kāi)車(chē)用MCU的指揮，總的來(lái)說(shuō)，一輛車(chē)少說(shuō)幾十個(gè)MCU，多則上百個(gè)。這些芯片散布于汽車(chē)各個(gè)部分，雖然規(guī)格繁多，架構(gòu)不同，但難度卻是一致達(dá)到了苛刻的程度。

以市占率三成的全球MCU巨頭瑞薩為例，上級(jí)分包商對(duì)于車(chē)用芯片的公開(kāi)要求是：-40-75°C、濕度95%、15-25KV的靜電環(huán)境中，必須要擁有20年質(zhì)保，不良率控制在100萬(wàn)分之1以下。放到實(shí)踐中，汽車(chē)制造商的要求仍然是：零不良率。因?yàn)橹灰?個(gè)芯片運(yùn)轉(zhuǎn)不良，就可能危及人的生命。

而隨著汽車(chē)智能化趨勢(shì)的到來(lái)，隨著汽車(chē)智能化的不斷提升，芯片對(duì)于車(chē)企的重要性日益凸顯。在多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱控制系統(tǒng)、安全氣囊、駕駛輔助系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等方面，芯片均起著不可替代的作用。這些都對(duì)汽車(chē)的智能架構(gòu)和算法算力帶來(lái)了數(shù)量級(jí)的提升需要，推動(dòng)汽車(chē)芯片從MCU快速向搭載算力更強(qiáng)的SoC芯片轉(zhuǎn)換。

一個(gè)現(xiàn)實(shí)是，汽車(chē)MCU芯片市場(chǎng)一直被恩智浦、德州儀器、瑞薩半導(dǎo)體等巨頭所壟斷，外來(lái)者鮮有機(jī)會(huì)可以入局。但隨著汽車(chē)行業(yè)加速進(jìn)入智能化時(shí)代，一場(chǎng)以高級(jí)別自動(dòng)駕駛SoC芯片為核心的商業(yè)大戰(zhàn)已經(jīng)打響。可以說(shuō)，現(xiàn)在自動(dòng)駕駛已進(jìn)入了加速賽道，自動(dòng)駕駛芯片作為智能汽車(chē)時(shí)代的數(shù)字引擎，已成為搶占智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高地的關(guān)鍵所在。

受益于自動(dòng)駕駛，國(guó)內(nèi)汽車(chē)芯片可以跳過(guò)傳統(tǒng)Tier1直接對(duì)接主機(jī)廠，成為“新Tier1”供應(yīng)商。因?yàn)椋鐐鹘y(tǒng)的博世、大陸等Tier1不具備基于SoC芯片的軟件能力，現(xiàn)在許多SoC芯片供應(yīng)商開(kāi)始直接提供軟硬件結(jié)合的車(chē)載計(jì)算開(kāi)發(fā)平臺(tái)。這樣，這些芯片供應(yīng)商不僅可以獲得更高的利潤(rùn)，更重要的是能掌握一定的話(huà)語(yǔ)權(quán)。

解“芯”痛，補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈

美國(guó)對(duì)智能芯片產(chǎn)業(yè)的優(yōu)先發(fā)展政策，凸顯了美國(guó)希望繼續(xù)保持在高科技領(lǐng)域的全球霸權(quán)地位。伴隨著汽車(chē)的智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化發(fā)展，汽車(chē)越來(lái)越依賴(lài)芯片的作用，智能汽車(chē)正在成為手機(jī)之后，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用熱點(diǎn)。歐司朗汽車(chē)事業(yè)部中國(guó)區(qū)總經(jīng)理吳君斐指出，芯片能幫助新能源車(chē)更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)化與智能化。根據(jù)畢馬威的測(cè)算，汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)的規(guī)模從到2019年的400億美元持續(xù)增長(zhǎng)，可能會(huì)在2040年達(dá)到2000億美元。市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)ICInsights預(yù)測(cè)，2021年汽車(chē)有望成為半導(dǎo)體行業(yè)中最強(qiáng)有力的終端市場(chǎng)。

此次缺芯無(wú)疑為中國(guó)芯片企業(yè)進(jìn)入車(chē)用市場(chǎng)提供了一個(gè)難得的契機(jī)。Gartner研究副總裁盛陵海表示：“由于涉及人身安全問(wèn)題，再加上汽車(chē)芯片的工作環(huán)境更為惡劣，因此汽車(chē)芯片對(duì)于可靠性及安全性的要求也更高。”根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，相比于消費(fèi)芯片與一般工業(yè)芯片，車(chē)規(guī)級(jí)芯片的工作環(huán)境更為惡劣：溫度范圍可寬至-40-155°C、高振動(dòng)、多粉塵、電磁干擾等。由于涉及人身安全問(wèn)題，汽車(chē)芯片對(duì)于可靠性及安全性的要求也更高，一般設(shè)計(jì)壽命為15年或20萬(wàn)公里。車(chē)規(guī)級(jí)芯片需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛的認(rèn)證流程，包括可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100、質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS16949、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262等。一款芯片一般需要2-3年時(shí)間才能完成車(chē)規(guī)認(rèn)證并進(jìn)入整車(chē)廠供應(yīng)鏈。

有專(zhuān)家表示，解“芯”痛還需從根源出發(fā)。例如，由中國(guó)汽車(chē)芯片創(chuàng)新聯(lián)盟牽頭，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游，包括整車(chē)企業(yè)、汽車(chē)芯片企業(yè)、汽車(chē)電子供應(yīng)商、汽車(chē)軟件供應(yīng)商、高校院所、行業(yè)組織等企事業(yè)位，構(gòu)建汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新生態(tài)，聚焦通信、互聯(lián)網(wǎng)、集成電路、人工智能、軟件等眾多領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，通過(guò)業(yè)務(wù)、市場(chǎng)+資本的模式，推動(dòng)創(chuàng)新技術(shù)的落地，針對(duì)存儲(chǔ)、計(jì)算、控制等各類(lèi)芯片，形成分別突破、協(xié)同發(fā)展的良好格局。

同時(shí)也可以借助產(chǎn)業(yè)生態(tài)，培育芯片領(lǐng)域的核心人才，打破行業(yè)壁壘，補(bǔ)齊行業(yè)短板，實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)的自主安全可控和全面快速發(fā)展，搶占汽車(chē)產(chǎn)業(yè)變革的制高點(diǎn)。

近年來(lái)隨著汽車(chē)智能化、電動(dòng)化等的推動(dòng)，汽車(chē)領(lǐng)域逐漸成了芯片行業(yè)增長(zhǎng)最快的應(yīng)用市場(chǎng)之一，而國(guó)產(chǎn)芯片在車(chē)規(guī)級(jí)芯片市場(chǎng)中處于弱勢(shì)地位，對(duì)外依賴(lài)度較高。目前先進(jìn)傳感器、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、新能源三電系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)、ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)芯片全部被國(guó)外壟斷，我國(guó)自主車(chē)規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球占比不足5%，進(jìn)口替代提升空間巨大。

汽車(chē)芯片在未來(lái)10年、15年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)影響汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展格局，必須要聚焦重點(diǎn)方向，圍繞感知、控制、計(jì)算等車(chē)規(guī)級(jí)芯片，走汽車(chē)芯片自主研發(fā)之路。

有專(zhuān)家告訴記者，一款車(chē)規(guī)級(jí)芯片的認(rèn)證往往需要數(shù)年時(shí)間，而且零部件需要長(zhǎng)期備貨，有時(shí)甚至在十幾年之后還有少量需求。這種產(chǎn)業(yè)生態(tài)與行業(yè)慣例對(duì)于習(xí)慣了消費(fèi)電子市場(chǎng)大批量、快節(jié)奏的中國(guó)IC廠商來(lái)說(shuō)，并不適應(yīng)。因此，在機(jī)會(huì)面前，中國(guó)芯片企業(yè)應(yīng)做好長(zhǎng)期努力的準(zhǔn)備，進(jìn)入汽車(chē)半導(dǎo)體領(lǐng)域需要一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程與持續(xù)的努力。從策略上看，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體供應(yīng)商應(yīng)加強(qiáng)與汽車(chē)制造商和一級(jí)汽車(chē)行業(yè)供應(yīng)商合作，嚴(yán)格質(zhì)量、可靠性、成本、功率與安全標(biāo)準(zhǔn)，有從零開(kāi)始，從備胎做起的決心。同時(shí)，可以重點(diǎn)關(guān)注自動(dòng)駕駛主控芯片、固態(tài)激光雷達(dá)等新技術(shù)、新需求，尋找切入的機(jī)會(huì)。

當(dāng)前，政府、資本、廠商聯(lián)合發(fā)力，共同推進(jìn)汽車(chē)芯片的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展未來(lái)可期。