汽車缺芯之痛 激發(fā)國產(chǎn)機(jī)遇

本刊綜合

當(dāng)下，汽車業(yè)正大踏步向“新四化”邁進(jìn)，芯片扮演著越來越重要的角色。然而，在芯片短缺的大背景下，目前全球汽車業(yè)正“芯”事重重，一場加持新技術(shù)、新方向的全球競爭正在拉開帷幕，而芯片成為奪取“賽點(diǎn)”的關(guān)鍵。

一枚小小的芯片在汽車界掀起了軒然大波。

由于缺“芯”，全球車企相繼宣布減產(chǎn)甚至停產(chǎn)：在中國，一汽大眾和上汽大眾等車企已經(jīng)宣布降低生產(chǎn)班次;在國外，福特、豐田、日產(chǎn)等汽車巨頭也紛紛宣布減產(chǎn)。

1月中旬，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)公布了行業(yè)內(nèi)15家重點(diǎn)企業(yè)上報(bào)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)顯示，2021年1月上旬，15家重點(diǎn)企業(yè)汽車產(chǎn)量完成52.3萬輛，同比下降27.4%。其中，乘用車產(chǎn)量完成43.6萬輛，同比下降29.3%;商用車產(chǎn)量完成了8.7萬輛，同比下降16%。

芯片告急，再次凸顯了產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控的緊迫性和必要性。作為全球新車產(chǎn)銷最大市場，我國已具備成熟的汽車產(chǎn)業(yè)鏈。中國企業(yè)須奮力直追，盡快打破車用高精尖核心零部件受制于人的局面。

汽車生產(chǎn)被迫“踩剎車”

因芯片短缺而引發(fā)的停產(chǎn)危機(jī)正席卷全球汽車業(yè)。

近日，日本媒體報(bào)道稱，馬自達(dá)在全球的多家工廠將減產(chǎn)，豐田、日產(chǎn)和斯巴魯也都出現(xiàn)了減產(chǎn)情況。

截至目前，至少有5家日系車企受芯片短缺影響減少了汽車產(chǎn)量。日本三菱日聯(lián)摩根士丹利證券公司最新發(fā)布的報(bào)告稱，預(yù)計(jì)芯片短缺將導(dǎo)致日本車企減產(chǎn)約50萬輛，占到全球減產(chǎn)總量的1/3。

當(dāng)下，不只是日系車企，包括大眾、寶馬、福特、菲亞特克萊斯勒等在內(nèi)，全球所有車企幾乎都受到了芯片短缺的影響。

今年1月，福特公司已要求其設(shè)在德國薩爾路易的工廠停產(chǎn)1個(gè)月。這家工廠主要生產(chǎn)福特在歐洲最受歡迎的福克斯品牌，雇用了大約5000名工人。福特公司稱，這家工廠會(huì)從1月18日關(guān)閉至2月19日。在這之前，福特已被迫關(guān)閉了位于美國肯塔基州路易斯維爾的一家SUV工廠。

緊隨其后，奧迪也成為又一家因芯片短缺而導(dǎo)致生產(chǎn)延誤的汽車制造商。據(jù)英國《泰晤士報(bào)》網(wǎng)站1月19日報(bào)道，由于芯片供應(yīng)不足，奧迪已有1萬多名員工無事可做。

國內(nèi)市場同樣不容樂觀。早在2020年5月，中國商用車市場就出現(xiàn)了芯片供應(yīng)不足的問題，主流中、重卡制造商均遭遇車載半導(dǎo)體短缺窘境。2020年12月，受芯片供應(yīng)不足影響，大眾中國方面稱，因一些特定汽車電子元件的芯片供應(yīng)不足，導(dǎo)致一些汽車生產(chǎn)面臨中斷的風(fēng)險(xiǎn);東風(fēng)本田、廣汽本田等合資車企近來也證實(shí)，因芯片供應(yīng)緊張，部分車型生產(chǎn)受到了影響。

事實(shí)上，全球汽車業(yè)因缺“芯”導(dǎo)致的問題比想象的要嚴(yán)重許多。大眾中國CEO馮思翰表示，由于缺少芯片，約有1.5萬輛汽車面臨減產(chǎn);而在2020年12月，缺“芯”問題就讓大眾在中國的產(chǎn)量減少了5萬輛。

瑞銀集團(tuán)（UBS）分析師稱，由于芯片供應(yīng)短缺，全球車企可能在今年一季度損失10萬輛的產(chǎn)量，約占全球一季度產(chǎn)量的4%。

美國伯恩斯坦研究公司則預(yù)計(jì)，2021年全球范圍內(nèi)的汽車芯片短缺將造成多達(dá)450萬輛汽車產(chǎn)量的損失，相當(dāng)于全球汽車年產(chǎn)量的5%。

早在20多年前，隨著汽車進(jìn)入電控時(shí)代，芯片就成為汽車的決策大腦以及遍布全車的神經(jīng)系統(tǒng)，其中就包括我們所熟知的ECU（電子控制單元）和MCU（微控制單元）。

ECU又稱“行車電腦”或“車載電腦”，通常用于中高級(jí)轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)上，在防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電控自動(dòng)變速器、主動(dòng)懸架系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、多向可調(diào)電控座椅等設(shè)備上也會(huì)配備ECU。

而MCU則是大腦的大腦，即ECU的大腦，它將中央處理器（CPU）的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并把內(nèi)存、計(jì)數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART（通用異步收發(fā)傳輸器）、PLC（可編程邏輯控制器）、DMA（直接存儲(chǔ)器訪問）等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場合做不同的組合控制。以汽車為例，一輛汽車通常有約60個(gè)ECU，每個(gè)ECU分管不同的職能。作為運(yùn)算大腦，MCU芯片則嵌入ECU中，接受到信息后，MCU進(jìn)行運(yùn)算處理并輸出信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)電池閥、電動(dòng)機(jī)、開關(guān)等被控元件工作。

如今，以電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化為特征的“新四化”已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的主流趨勢，汽車芯片更是不可或缺，被廣泛應(yīng)用于多媒體娛樂、自動(dòng)泊車、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱控制、安全氣囊、駕駛輔助、胎壓控制等多個(gè)重要系統(tǒng)中，尤其是在汽車智能化過程中，芯片的性能將直接影響自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的好壞。

國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心總經(jīng)理原誠寅透露，汽車芯片甚至比汽車還要復(fù)雜，與用于手機(jī)等電子設(shè)備的傳統(tǒng)芯片相比，汽車芯片的要求更為復(fù)雜嚴(yán)苛，一款芯片至少需要2～3年來完成車規(guī)認(rèn)證。

原誠寅舉例稱，普通工業(yè)芯片要求的溫度在-20℃～40℃，而汽車芯片要滿足-40℃～125℃。此外，汽車芯片關(guān)系到車輛操作問題，必須要具備高安全性、高可靠性、高適應(yīng)性等特點(diǎn)，甚至要求實(shí)現(xiàn)零缺陷，還要控制成本，保持高性價(jià)比。

多重因素致芯片供應(yīng)短缺

目前，短缺的汽車芯片最主要的是功能芯片MCU，導(dǎo)致ESP（電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)）、ECU兩大模塊無法生產(chǎn)。

為何全球車企都面臨缺芯？

中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長兼行業(yè)發(fā)展部部長李邵華表示，近年來，全球芯片行業(yè)產(chǎn)能投資相對保守，供需不平衡問題在新冠肺炎疫情前就已經(jīng)有所表現(xiàn)。疫情加劇了產(chǎn)能投資的謹(jǐn)慎，上半年芯片行業(yè)對消費(fèi)電子和汽車市場預(yù)測偏保守，對今年下半年中國汽車市場發(fā)展趨好預(yù)判及準(zhǔn)備不足。此外，歐洲和東南亞受第二波新冠肺炎疫情的影響，主要芯片供應(yīng)商降低產(chǎn)能或關(guān)停工廠的事件陸續(xù)發(fā)生，這進(jìn)一步加劇了芯片供需失衡。

1月12日，彭博社援引業(yè)內(nèi)人士報(bào)道稱，受疫情影響，2020年上半年，汽車芯片設(shè)計(jì)公司大幅削減在中國臺(tái)灣芯片代工廠的訂單，當(dāng)它們希望在下半年恢復(fù)產(chǎn)能時(shí)，芯片制造商已將產(chǎn)能分配給了其他公司。

半導(dǎo)體行業(yè)分析師林子恒表示，近年來手機(jī)、平板電腦、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等智能終端的快速發(fā)展，搶占了部分原本用于汽車芯片的半導(dǎo)體產(chǎn)能。由于物聯(lián)網(wǎng)、5G等領(lǐng)域的商業(yè)前景更廣闊，不少芯片企業(yè)更愿意將產(chǎn)能投入這些行業(yè)。

除此之外，技術(shù)演變也是汽車芯片短缺的原因之一。目前，汽車芯片大多采用8英寸（1英寸=2.54厘米）晶圓制造，但全球芯片企業(yè)近些年主要將資金用在更高端的12英寸晶圓的布局上，在一定程度上抑制了8英寸晶圓的產(chǎn)能擴(kuò)展，且短期不可逆。

更加嚴(yán)峻的是，此次芯片的短缺或許不能在短時(shí)間內(nèi)改善，因?yàn)槠囆酒嵌ㄖ飘a(chǎn)品，一顆完整的芯片制造流程包括芯片設(shè)計(jì)、晶圓代工以及封裝測試等多個(gè)步驟，而受限于產(chǎn)能，部分芯片交易周期均在數(shù)月以上。因此，業(yè)界普遍認(rèn)為，汽車市場的缺“芯”將會(huì)常態(tài)化。

值得注意的是，除了芯片供應(yīng)短缺，目前全球范圍內(nèi)多家汽車芯片供應(yīng)商發(fā)布漲價(jià)通知。據(jù)悉，汽車芯片廠商龍頭恩智浦在2020年11月底就發(fā)出了漲價(jià)函。恩智浦表示，受新冠疫情影響，恩智浦面臨產(chǎn)品嚴(yán)重緊缺和原料成本增加的雙重影響，決定全線調(diào)漲產(chǎn)品價(jià)格。在此之前，另一汽車芯片廠商瑞薩也傳出從今年起將調(diào)整電源管理芯片等產(chǎn)品價(jià)格的消息。

危機(jī)中往往也藏著機(jī)遇。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在產(chǎn)業(yè)對汽車芯片的重視程度陡然提升、汽車芯片需求量不斷擴(kuò)大的背景下，國產(chǎn)汽車芯片廠商的機(jī)會(huì)已經(jīng)出現(xiàn)。

作為全球新車產(chǎn)銷最大市場，我國已具備成熟的汽車產(chǎn)業(yè)鏈，但一個(gè)不容回避的事實(shí)是，像汽車芯片這樣的車用高精尖核心零部件，仍然掌握在外資企業(yè)手里。

原誠寅透露，汽車芯片包括幾大核心環(huán)節(jié)，包括芯片的設(shè)計(jì)體系、評測標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量體系和認(rèn)證、車規(guī)制造工藝。“事實(shí)上，除了設(shè)計(jì)方面，其他環(huán)節(jié)目前基本在由國外企業(yè)主導(dǎo)。尤其是在車規(guī)工藝方面，我們處在接近空白的狀態(tài)。因此必須認(rèn)識(shí)到，中國自主汽車芯片目前還處在被‘卡脖子的階段。”

數(shù)據(jù)顯示，2019年，我國汽車芯片進(jìn)口率超90%，先進(jìn)傳感器、車載網(wǎng)絡(luò)、三電系統(tǒng)、底盤電控、ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）、自動(dòng)駕駛等關(guān)鍵系統(tǒng)芯片過度依賴進(jìn)口。其中，電動(dòng)汽車中價(jià)值僅次于動(dòng)力電池的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管），98%以上需要從國外進(jìn)口，且價(jià)格是國外的1.2倍至1.8倍。

“這次芯片短缺問題也讓不少車企意識(shí)到，在供應(yīng)環(huán)節(jié)不能過度依賴海外，也應(yīng)該在國內(nèi)尋找合適的芯片供應(yīng)商，這對我們自主芯片研發(fā)廠商來說也是一次機(jī)遇。”地平線CEO余凱說，由地平線設(shè)計(jì)研發(fā)的中國首款車規(guī)級(jí)AI芯片地平線征程2發(fā)布以來，已成功簽下兩位數(shù)的量產(chǎn)定點(diǎn)車型，“去年有16萬輛汽車搭載地平線芯片交付消費(fèi)者，今年將有100萬輛”。

在原誠寅看來，目前最重要的是要構(gòu)建一個(gè)完整的創(chuàng)新生態(tài)和合作鏈條，告別以往企業(yè)“單打獨(dú)斗”的局面。通過鏈條上各個(gè)領(lǐng)域的細(xì)化、合作，推動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

“中國對擁有自主可控技術(shù)的汽車芯片的需求，無疑是戰(zhàn)略性的。”清華大學(xué)汽車產(chǎn)業(yè)與技術(shù)戰(zhàn)略研究院院長趙福全表示，一方面國家要給相關(guān)企業(yè)提供切實(shí)有力的政策和資源支持;另一方面，中國車載芯片企業(yè)也不要局限于為本土車企供貨，而應(yīng)積極拓展并努力打入外資車企的供應(yīng)體系，與國際頂級(jí)車企展開合作，將有助于加快提升中國汽車芯片企業(yè)實(shí)力。

盡管中國芯片企業(yè)距離大規(guī)模進(jìn)入全球汽車供應(yīng)鏈，還有很長的路要走，但動(dòng)態(tài)地看，中國芯片企業(yè)參與度正在提升，其芯片業(yè)務(wù)的比例與整車業(yè)務(wù)拉平甚至反超，只是時(shí)間問題。趙福全堅(jiān)信，通過多方共同努力，一定會(huì)培育出中國汽車芯片強(qiáng)企。