汽車行業(yè)缺芯風波何時休？

吳陽煜

“對于大眾汽車來說，最重要的是，最大程度地減少半導體瓶頸對生產(chǎn)的影響。”今年1月24日，德國大眾汽車一名發(fā)言人在公開場合表示，因為車載半導體短缺的問題突出，該公司正與主要供應(yīng)商談判，以補償自身的損失。

大眾汽車預計，2020年第一季度將因為“汽車芯片荒”，而足足減少10萬輛汽車的生產(chǎn)。“憤怒”的大眾想要向供應(yīng)商博世和大陸集團索賠，其面臨的窘境卻是各國主流車企的縮影。去年以來，由于車載芯片代工和交付遲滯的問題加劇，世界各地的汽車制造商正在減少裝配線甚至停產(chǎn)。從大眾到福特，從豐田到菲亞特-克萊斯勒，車載芯片短缺對全球汽車工業(yè)尤其是汽車制造商造成沉重打擊。

有研究報告指出，全球半導體公司芯片供應(yīng)的緊缺情況，缺口達到10%～30%；而其中，全球車用相關(guān)芯片市場面臨40%以上的缺口。去年年底至今，疫情沒有讓全球汽車和其他消費類電子產(chǎn)品的生產(chǎn)停下腳步。許多生產(chǎn)商對芯片的需求仍在急劇增長。請求客戶耐心等待的半導體公司，已經(jīng)將半導體產(chǎn)品的價格上漲不少，訂單交付一再推遲，生產(chǎn)線閑置甚至停產(chǎn)的情況在全球各家主要車企間蔓延開來。

車企停產(chǎn)：有錢搶不到

車載芯片價格瘋漲，甚至一度漲價好幾倍；車企搶芯，有錢也搶不到，直至停產(chǎn)。如此這般的異常景象，在世界各主要汽車市場國家接連上演。去年12月初的時候，就已經(jīng)有消息傳出，受限于高端芯片供應(yīng)不足，上汽大眾和一汽大眾的汽車生產(chǎn)面臨中斷風險。

2020年，不少國家為了應(yīng)對疫情暴發(fā)而實施封鎖政策，各國的汽車業(yè)就因供應(yīng)銳減和工廠閑置而遭受嚴重打擊。出于對銷量悲觀的保守估計，國內(nèi)眾多汽車廠商有意識減少零部件的訂單數(shù)量。但在全球化分工的產(chǎn)業(yè)鏈體系下，車載芯片從接單到交付，最少需要2個月的時間，這也從去年12月份開始加劇了半導體的缺貨狀態(tài)。

這場車載芯片短缺危機的解除時間，最快也到今年第三季度才會得到解決，有悲觀者甚至預測會一直持續(xù)到年底。

而在疫情防控見效的背景下，由于消費需求恢復較早，中國成為了最早感受到汽車芯片短缺壓力的市場。早于去年11月時，車用芯片供應(yīng)商巨頭恩智浦半導體就告知其客戶，稱注意到芯片“嚴重短缺”，將提高所有產(chǎn)品的售價。

610億美元，這是業(yè)內(nèi)研究機構(gòu)預測由于車載半導體短缺導致全球汽車制造商的損失額，在過往汽車行業(yè)各大致?lián)p災難中，所造成的破壞力位于前列。“車載芯片荒”還將持續(xù)多久？從各家車企陸續(xù)評估后的公開信息來看，全球汽車行業(yè)因半導體不足而導致的減產(chǎn)規(guī)模將達到150萬輛，尤其集中于2021年的1至6月份。也就是說，這場車載芯片短缺危機的解除時間，最快也到今年第三季度才會得到解決，有悲觀者甚至預測會一直持續(xù)到年底。

飽經(jīng)車載半導體短缺之苦的美國車企正承受著巨壓，從美國政府的出手相救可見一斑。在今年2月17日，美國政府發(fā)言人稱，拜登政府和車企、供應(yīng)商舉行會議磋商，敦促各方合作解決半導體芯片日益供應(yīng)不足的問題。值得玩味的是，白宮還責成美國使館查明其他國家和芯片供應(yīng)商是如何幫助解決這一全球性的短缺問題。

將汽車制造業(yè)作為國家支柱產(chǎn)業(yè)的德國政府更早坐不住，已經(jīng)在1月下旬就向中國臺灣求援，希望后者能出面說服臺灣的芯片制造商，幫助緩解德國汽車行業(yè)的半導體短缺問題。更早前，德國的汽車制造商們已經(jīng)向默克爾政府發(fā)出請求，期待政府出手緩解該行業(yè)“芯片荒”的危機。放在全球更宏大的產(chǎn)業(yè)鏈震蕩期來看，德國汽車業(yè)還希望這樣的政治干預可以幫助提升汽車供應(yīng)商在芯片廠商客戶名單上的優(yōu)先級，尤其是在亞洲。

在目前，中國國內(nèi)，汽車行業(yè)芯片短缺帶來的短期震蕩似乎正在消退。有觀察人士認為，此次危機中，中國汽車市場的自主乘用車受到影響較弱，如果海外的車載芯片短缺危機未能在年內(nèi)及時得到緩解，再加上疫情反復擾動，2021年的全球車市恐又將僅有中國市場一枝獨秀保持增長。

“目前來說，‘缺芯對中國汽車行業(yè)的影響尚不是很大。至少反映在終端的車市上，大部分新車的汽車價格沒有變動。國內(nèi)的汽車市場還是供大于求，汽車的優(yōu)惠幅度很大。”汽車行業(yè)分析師、工信部“長風”計劃專家智庫成員張翔向南風窗表示，車載半導體的短缺對于進入中國的國外高端合資品牌、進口車影響較大，但對中國本土的自主品牌影響有限，“芯片這些零件要經(jīng)過一級、二級供應(yīng)商才能送到車企手里，中間經(jīng)過多個環(huán)節(jié)。在這個過程中，‘缺芯的影響很大一部分被汽車市場吸收掉了，在車價上沒有反映出來”。

集體性缺貨：“不樂意”的臺積電

對于汽車數(shù)字類芯片而言，處于芯片廠商和整車廠綁定的聯(lián)盟格局之中，集中度高的特點尤其明顯。近年來，憑借著規(guī)模龐大齊全的晶圓廠群，包括瑞薩、英飛凌等半導體龍頭企業(yè)在內(nèi)，全球主要的汽車芯片廠商都將車載半導體的生產(chǎn)任務(wù)，外包給了臺積電與聯(lián)電。

針對汽車行業(yè)“芯片荒”的危機，在一份聲明中，臺積電回應(yīng)稱，車企芯片短缺的問題對該公司非常重要：“這是我們的首要任務(wù)，公司當前正與汽車客戶緊密合作，以解決產(chǎn)能支持問題。”但對于這家市值居全球半導體行業(yè)前列的巨頭而言，這塊生產(chǎn)對口高度集中的汽車芯片“肥肉”，卻沒有多少“油水”：公開數(shù)據(jù)顯示，汽車芯片單項產(chǎn)品僅占臺積電3%的產(chǎn)能，根本無法給該企業(yè)提供類似消費電子芯片規(guī)模的產(chǎn)值，因此在外部震蕩引起的產(chǎn)能波動中，生產(chǎn)率先受阻不足為奇。

此次車載芯片供應(yīng)難的問題徹底暴露，主要就在于芯片產(chǎn)能難有充足保證。對芯片廠商來說，芯片制程越先進，技術(shù)含量越高，利潤也越高，芯片廠商會將更多的生產(chǎn)資源投入到先進制程，因此相對落后制程的產(chǎn)線將被不斷壓縮。

就過去而言，芯片行業(yè)的資源錯配，才是導致這場“缺芯”危機的罪魁禍首。

仔細對比車載芯片和消費電子類芯片的差別，前者在芯片制程、工藝到利潤率都落后于后者，卻在工況穩(wěn)定性、生產(chǎn)良品率上有著更高的要求。原因在于，對于車載芯片而言，在車輛行駛系統(tǒng)中擔任著指揮者大腦的角色—哪怕將不良率規(guī)定得再低，一旦發(fā)生故障也有可能導致車毀人亡的慘劇。此前就有觀點認為，兩者存在的先天差異，很難不讓“臺積電”們在排產(chǎn)時有所偏頗側(cè)重。

并且，隨著汽車電動化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化趨勢的不斷加深，汽車行業(yè)對于芯片的需求將加速放大。就過去而言，芯片行業(yè)的資源錯配，才是導致這場“缺芯”危機的罪魁禍首。

一個在汽車行業(yè)業(yè)內(nèi)傳播較廣的數(shù)據(jù)是，通常在一輛純?nèi)加蛙嚿希闵献罨镜鸟{駛輔助系統(tǒng)和導航系統(tǒng)，就需要50～150個芯片和傳感器來控制，而一輛常見的新能源汽車所搭載的芯片價值，至少可以達到前者的一倍之多。

可以說，最近這次汽車芯片短缺的全球性危機，并不只是疫情“黑天鵝”疊加美國德州暴風雪、中國臺灣島內(nèi)缺水等自然災害所引起的突發(fā)事件，而是植根于世界范圍內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化引起的連鎖反應(yīng)。面對汽車芯片相對落后的制程，以臺積電為代表的半導體供應(yīng)商相對消極應(yīng)對擴產(chǎn)需求。可以預見的是，在未來，這將繼續(xù)刺激汽車產(chǎn)業(yè)鏈變革，為解決智能汽車“缺芯”的長期難題，必將呼喚更為先進的芯片品種與更為簡潔科學的生產(chǎn)模式的到來，來取代目前零散代工的高風險狀態(tài)。

自研芯片何時降臨

此前有調(diào)查數(shù)據(jù)指出，因為“芯片荒”的緣故，預計2021年全球汽車減產(chǎn)將達一百萬輛左右。“缺芯”危機帶來的影響已不可避免，對于占世界三分一體量的中國汽車市場，更危險的信號已經(jīng)傳來：在或主觀或客觀被限制甚至封鎖車載芯片的進口后，中國的車用自研芯片是否可控？

“目前在國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)，國產(chǎn)芯片的占有率不到5%，在短期內(nèi)不可能替代進口芯片。”張翔稱，全球汽車芯片行業(yè)高度壟斷，而從新增生產(chǎn)線投產(chǎn)到芯片下線，對于芯片供應(yīng)商至少需要2年的時間：“這個行業(yè)壁壘很高，現(xiàn)在智能汽車芯片供應(yīng)不足，也在于這些芯片大廠們對于高端的新的智能汽車沒有做好訂單增量的準備。”

張翔認為，對于位于美、歐和日本的世界各大汽車芯片廠家，中國的芯片企業(yè)尚不具備核心技術(shù)能力，“國內(nèi)大部分的芯片商都是做外圍芯片，比如信息娛樂、汽車音響，只有少數(shù)企業(yè)涉及汽車安全、自動駕駛方面，但量還不是很大。對于未來的智能汽車，其主要的控制功能包括算法都是由芯片實現(xiàn)的，直接關(guān)系到汽車核心技術(shù)的掌握能力。在汽車各零部件中，芯片的價值、利潤和技術(shù)門檻都比較高，一定程度上決定了汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高度。”

需要清醒認識到，當前中國的汽車行業(yè)對芯片的進口依賴度極高。據(jù)國內(nèi)汽車芯片行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2019年度，中國的自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模僅占全球的4.5%，同期汽車用芯片進口率超90%，在傳感器、車載網(wǎng)絡(luò)、三電系統(tǒng)、高級駕駛輔助系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)的芯片上，重度依賴進口。

張翔向南風窗表示，由于汽車芯片的制造門檻很高，中國的汽車芯片制造平均要比發(fā)達國家晚2-3代，一時半會難以填補技術(shù)空白，“在傳統(tǒng)的燃油車領(lǐng)域，包括發(fā)動機、變速箱的管理芯片，中國的本土制造短期內(nèi)趕超不了，但在自動駕駛領(lǐng)域的芯片有機會。”

2019年全年，全球汽車市場銷量較2018年下跌了3.25%，但全球車載芯片這一細分市場卻實現(xiàn)逆勢上揚，同比增速達到11%。隨著智能駕駛越來越成為各大整車廠商在未來的競爭制高點，芯片在智能駕駛中的核心作用也日漸凸顯。不管是傳統(tǒng)車企，還是造車新勢力，近年來都已經(jīng)在積極布局芯片領(lǐng)域。

樂觀估計，中國自主研發(fā)的自動駕駛汽車芯片，會在2023年開始進入前裝汽車市場。

在2019年4月，特斯拉就發(fā)布了搭載兩塊高性能芯片的自動駕駛系統(tǒng)，當時被喻為“世界上最強大的自動駕駛計算平臺”。而自2020年下半年以來，關(guān)于蔚來“造芯”的消息越來越密集。對于強調(diào)科技感的智能汽車，搭載的芯片競爭力越為優(yōu)異，其輔助駕駛系統(tǒng)的成長性則越具潛力。但就目前來看，除了少數(shù)車企以外，絕大部分造車新勢力都未投入到自研芯片中去，原因除了重資本的壁壘之外，從車載芯片的研發(fā)到投入實際應(yīng)用，整個過程中需要跨越大量的技術(shù)障礙。

更為現(xiàn)實的原因還在于，要想充分發(fā)揮自研芯片的后發(fā)優(yōu)勢，就必須克服比當下通用的成熟車載芯片更為艱巨的技術(shù)難關(guān)。僅以蔚來投入自研芯片來看，相比目前主流的14nm車載無人駕駛芯片，從芯片研發(fā)的周期來倒推，蔚來在現(xiàn)今只有沖刺押注7nm芯片，才能保證在兩至三年后，其投入應(yīng)用的自研芯片不會在性能上落后太多。要知道，從英偉達新一代Drive Orin，到特斯拉與半導體設(shè)計企業(yè)博通聯(lián)合開發(fā)的新款高效能運算芯片，再到自動駕駛技術(shù)明星公司Mobileye的下一代芯片EyeQ5，這些自動駕駛領(lǐng)域的主要芯片玩家，都已將自家芯片產(chǎn)品的制程推進至7nm。

車載智能芯片的投入到底有多“燒錢”？單論設(shè)計成本，有業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)顯示，從前端到完成后端設(shè)計，7nm芯片的設(shè)計成本在20億元左右，每次失敗的流片，都意味著2億元打了水漂。

除了令人咋舌的設(shè)計研發(fā)成本外，在制造方面，倘若國內(nèi)的光刻機技術(shù)仍無法形成突破，中國車載芯片廠商還有可能像手機芯片一樣，在未來面臨從芯片設(shè)計到制造的管制威脅。

“目前各方對于‘缺芯的關(guān)注度很高，引發(fā)自主化的擔憂很正常。但這并不是一蹴而就可以實現(xiàn)的事情。如今汽車的電子電氣架構(gòu)都在經(jīng)歷深刻變革，當前汽車所采用的大量獨立控制單元，將逐步被少量高性能計算單元所取代。樂觀估計，中國自主研發(fā)的自動駕駛汽車芯片，會在2023年開始進入前裝汽車市場。”張翔如此預測。