沒芯片，中國連汽車都造不出來傻咖？

新華社2021/01/26 16:41

文 | 鐵流

自2020年12月大眾汽車曝出芯片短缺問題后，全球“芯片荒”愈演愈烈，汽車巨頭們相繼進(jìn)入減產(chǎn)甚至停產(chǎn)的窘境奕扣。

先是大眾汽車公開表示，2021年第一季度削減汽車產(chǎn)能10萬輛掌敬；剛進(jìn)入2021年1月惯豆，一汽大眾旗下捷達(dá)品牌成都工廠又傳出部分車型的產(chǎn)能壓縮到正常時(shí)期30%～50%的消息池磁。

過去十天內(nèi)，類似的消息紛至沓來：奧迪位于內(nèi)卡蘇爾姆和英戈?duì)柺┧氐墓S約10000名員工被迫無薪休假楷兽，從1月底開始地熄，這里的生產(chǎn)將部分停止；福特在肯塔基州路易斯維爾芯杀、生產(chǎn)福特Escape和林肯Corsair小型SUV的裝配廠也進(jìn)入停工狀態(tài)端考；菲亞特克萊斯勒已暫時(shí)關(guān)閉安大略省布蘭普頓的工廠和墨西哥Toluca的小型SUV工廠；戴姆勒也將削減其位于不來梅和拉施塔特工廠的產(chǎn)能瘪匿，甚至可能在2月初將工廠關(guān)閉一段時(shí)間洲脂。

連日本車企也未能逃脫“芯片荒”苟耻。豐田在中國的數(shù)條生產(chǎn)線已因芯片缺貨而關(guān)閉驱闷，還計(jì)劃將德克薩斯州生產(chǎn)的坦途卡車的產(chǎn)量削減40%帚豪；本田方面宣布，由于用于車輛控制系統(tǒng)的半導(dǎo)體供給不足顽染，其位于三重縣的鈴鹿制作所1月份計(jì)劃減產(chǎn)4000輛左右小型車漾岳；日產(chǎn)汽車也透露，1月份將減產(chǎn)小轎車5000輛粉寞；斯巴魯在日本群馬縣的兩家整車工廠和一家發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)工廠全面停產(chǎn)……

人仰馬翻之下尼荆，行業(yè)內(nèi)開始盛傳“美國將向半導(dǎo)體廠商施壓，優(yōu)先保障歐美日本車企芯片供應(yīng)唧垦，中國車企可能會(huì)成為犧牲品”的說法捅儒。

且不論傳言是否為真。就當(dāng)下局勢而言振亮，國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)確實(shí)已經(jīng)到了緊要關(guān)頭巧还，發(fā)展獨(dú)立自主汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈，必須成為我國汽車產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)普遍而清醒的共識坊秸。

荒自“天災(zāi)”“人禍”

此次汽車芯片缺貨麸祷，并非一兩家汽車主機(jī)廠面臨的問題，也不只是中國汽車產(chǎn)業(yè)的問題褒搔，而是全球全行業(yè)共同遭遇的困局阶牍。之所以造成這種局面，既有疫情全球蔓延這種“天災(zāi)”因素星瘾，也是汽車廠商走孽、半導(dǎo)體廠商們錯(cuò)判市場行情、“貿(mào)易摩擦”的“人禍”導(dǎo)致琳状。

受新冠肺炎疫情影響融求，全球汽車銷量大幅下滑，各大車廠紛紛下調(diào)了指標(biāo)算撮，降低了汽車芯片采購量生宛，個(gè)別車企為了防止疫情蔓延也不得不關(guān)閉工廠。在主機(jī)廠削減訂單的情況下肮柜，全球半導(dǎo)體原材料陷舅、制造、封裝測試廠商均下調(diào)了產(chǎn)能指標(biāo)审洞。

另一方面莱睁，受貿(mào)易摩擦影響，國內(nèi)IT企業(yè)基于未雨綢繆的考慮大量囤積芯片芒澜，以實(shí)際需求量的2倍仰剿、3倍采購芯片，進(jìn)而導(dǎo)致多類芯片價(jià)格上漲痴晦。渠道商看到有利可圖也紛紛加杠桿南吮、下訂單，大量囤貨誊酌，試圖炒高芯片價(jià)格謀取暴利部凑。

與此同時(shí)，疫情期間全球居家辦公人數(shù)大幅增加碧浊，全社會(huì)對居家辦公和居家娛樂的電子設(shè)備需求猛增涂邀，促使半導(dǎo)體公司大幅增加消費(fèi)電子芯片產(chǎn)能。加之國內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)的鋪開箱锐，部分地區(qū)的運(yùn)營商加緊備貨比勉，增加了5G芯片需求。

一邊是汽車市場削減訂單驹止，一邊是消費(fèi)電子市場需求暴漲浩聋，在全球半導(dǎo)體市場總產(chǎn)能收縮的背景下，半導(dǎo)體公司自然把產(chǎn)能從汽車電子向消費(fèi)電子傾斜幢哨。

然而計(jì)劃趕不上變化赡勘，在全球經(jīng)濟(jì)開始復(fù)蘇，特別是中國經(jīng)濟(jì)開始快速復(fù)蘇之后捞镰，全球汽車市場反彈的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過車企的預(yù)期闸与。

就汽車整車廠而言，完成產(chǎn)能爬坡只需要兩三個(gè)月左右岸售，但芯片制造商要完成產(chǎn)能爬坡卻沒這么迅速践樱。一顆芯片從原材料到可以交付客戶，要經(jīng)過晶圓（原材料）生產(chǎn)——芯片設(shè)計(jì)——芯片制造——封裝測試等環(huán)節(jié)凸丸，這意味著拷邢，芯片制造商要擴(kuò)充產(chǎn)能，前提條件是原材料廠商增加硅晶圓出貨量屎慢。整個(gè)產(chǎn)能爬坡過程瞭稼，最快半年忽洛，慢則一兩年。

一快一慢間环肘，全球車企的半導(dǎo)體備貨量不足欲虚，汽車產(chǎn)能無法滿足市場需求，于是爭相高價(jià)向半導(dǎo)體公司搶訂單悔雹。與此同時(shí)复哆，渠道商為了利益最大化大肆進(jìn)貨，屯積居奇腌零，人為制造市場恐慌梯找，“芯片荒”一時(shí)間沸反盈天。

此前益涧，為了熬過疫情“寒冬”锈锤，不少半導(dǎo)體公司都已收縮產(chǎn)能，如今饰躲，市場需求激增牙咏，整個(gè)芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈都處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：

硅晶圓供應(yīng)商信越、勝高嘹裂、環(huán)球晶圓妄壶、Silitronic、LG的產(chǎn)能均已吃緊寄狼；8英寸和12英寸晶圓制造產(chǎn)能均供不應(yīng)求丁寄，聯(lián)電、世界先進(jìn)（VIS）等芯片制造商開工率保持在接近甚至達(dá)到100%的高水平泊愧。

就目前來看伊磺，預(yù)計(jì)市場所需的額外供應(yīng)量將需要6～9個(gè)月才能實(shí)現(xiàn)，潛在的供應(yīng)瓶頸可能會(huì)持續(xù)到2021年第三季度删咱。

短暫紅利的背后

市場緊俏下屑埋，臺(tái)積電、聯(lián)電痰滋、意法半導(dǎo)體摘能、瑞薩、恩智浦敲街、英飛凌等公司均已宣布漲價(jià)团搞，就連在國際巨頭的夾縫中求生存的中芯國際、華虹半導(dǎo)體等大陸廠商多艇，也在隨著市場大環(huán)境而水漲船高逻恐。

但實(shí)際上，必須警醒地看到，與芯片價(jià)格上漲帶給國產(chǎn)半導(dǎo)體暫時(shí)紅利這個(gè)“喜訊”不同复隆，我國汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈本身并未在市場上占據(jù)話語權(quán)拨匆，汽車芯片基本被外商壟斷，國產(chǎn)汽車廠商仍舊受制于人昏名。

一般而言涮雷，汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈可以分為三類：

第一類是電子元件供應(yīng)商，主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和制造芯片轻局，比如意法半導(dǎo)體、德州儀器样刷、英飛凌仑扑、恩智浦、瑞薩置鼻；

第二類是系統(tǒng)集成商镇饮，主要進(jìn)行汽車電子模塊化功能設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及銷售箕母，比如博世储藐、大陸、日本電裝嘶是、德爾福等钙勃；

第三類是主機(jī)廠，如豐田聂喇、大眾辖源、福特、本田希太、日產(chǎn)等車企克饶，這些主機(jī)廠并不直接購買芯片，而是由博世誊辉、大陸等廠商購買芯片做成ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)）和ECU（車載計(jì)算單元）等模塊之后矾湃，再由主機(jī)廠采購裝配到汽車?yán)铩?br>

近年來我國汽車工業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，國產(chǎn)品牌汽車銷量節(jié)節(jié)攀升堕澄，但在汽車電子方面邀跃，無論是電子元器件設(shè)計(jì)和制造，還是ESP和ECU等模塊集成方面奈偏，國內(nèi)企業(yè)還是乏善可陳坞嘀，市場基本被外商壟斷。

就電子元器件來說惊来，汽車上所用的電器件種類繁多丽涩，按種類可分為微處理器、模擬器件、傳感器矢渊、ASIC/ASSP继准、分立器件和存儲(chǔ)器件。

微處理器其實(shí)就是車載CPU矮男，基本被飛思卡爾移必、德州儀器、英飛凌毡鉴、意法半導(dǎo)體崔泵、瑞薩、富士通壟斷猪瞬，幾大巨頭市場集中度高達(dá)70%以上憎瘸；

ASIC/ASSP領(lǐng)域，飛思卡爾陈瘦、德州儀器幌甘、英飛凌、意法半導(dǎo)體痊项、恩智浦锅风、博世、松下等廠商占據(jù)全球市場50%以上份額鞍泉；

模擬器件和分立器件則被安森美皱埠、英飛凌、意法半導(dǎo)體塞弊、恩智浦漱逸、東芝、瑞薩壟斷游沿，幾大巨頭市場集中度高達(dá)70%以上饰抒；

圖像傳感器、加速傳感器诀黍、陀螺儀則被意法半導(dǎo)體袋坑、索尼、ADI眯勾、博世枣宫、飛思卡爾、VTI等公司壟斷吃环，圖像傳感器市場集中度高達(dá)90%也颤，加速傳感器市場集中度高達(dá)70%，陀螺儀市場集中度高達(dá)60%郁轻。

就系統(tǒng)集成商而言翅娶，大陸文留、博世、電裝竭沫、德爾福燥翅、日立、采埃孚蜕提、博澤森书、法雷奧、愛信等歐谎势、美凛膏、日企業(yè)占據(jù)絕對優(yōu)勢地位。其中占比最高的是博世和大陸公司脏榆，均達(dá)到20%市場份額译柏。

在系統(tǒng)集成方面，國內(nèi)市場基本被外資或者合資企業(yè)壟斷姐霍，國內(nèi)企業(yè)市場地位較弱，高附加值的汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域國內(nèi)企業(yè)占比極小典唇。本次主機(jī)廠之所以大規(guī)模削減產(chǎn)能镊折，最主要的原因是芯片供應(yīng)不足直接導(dǎo)致ESP和ECU兩大模塊無法生產(chǎn)。

ECU作為汽車專用單片機(jī)介衔，由微處理器恨胚、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口炎咖、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及整形赃泡、驅(qū)動(dòng)等大規(guī)模集成電路組成。ESP的主要功能是監(jiān)控汽車的行駛狀態(tài)乘盼，在緊急躲避障礙物或轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向時(shí)升熊，使車輛避免偏離軌跡或側(cè)翻。

打個(gè)比方绸栅，ECU好比是車輛的大腦级野，而ESP則是車輛的小腦和腦干。在智能汽車發(fā)展趨勢下粹胯，ECU和ESP對車輛而言至關(guān)重要蓖柔。但就是如此關(guān)鍵的模塊，基本被博世风纠、大陸况鸣、采埃孚、愛信竹观、日立镐捧、日信等外商壟斷。

考慮到汽車芯片供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商主要是歐洲、美國和日本公司愤估，一旦出現(xiàn)極端情況帮辟，對中國車企絕非利好。

汽車芯片很難造玩焰？

或許有人會(huì)發(fā)出疑問由驹，消費(fèi)電子對芯片性能要求那么強(qiáng)都造出來了，汽車芯片比消費(fèi)電子芯片還難造昔园？消費(fèi)電子產(chǎn)能旺盛蔓榄，汽車電子產(chǎn)能不足，難道不能將性能強(qiáng)勁的消費(fèi)電子芯片應(yīng)用到汽車上嗎默刚？

答案是甥郑，難造，不能荤西。

消費(fèi)電子主要關(guān)注芯片的性能澜搅，對工作環(huán)境和可靠性要求不高；汽車電子對芯片性能要求不高邪锌，但對可靠性勉躺、穩(wěn)定性和壽命有極高要求。

大家在使用手機(jī)觅丰、電腦的時(shí)候想必都遭遇過死機(jī)饵溅、藍(lán)屏等情況，處理方式無非是重啟妇萄、修理蜕企、換新機(jī)，無關(guān)生命安危冠句；但如果類似事情發(fā)生在汽車上轻掩，很可能導(dǎo)致車毀人亡。因此轩端，行業(yè)上一般將汽車芯片的不良率設(shè)定為百萬分之一放典，信仰工匠精神的日本企業(yè)甚至極端到追求“零不良率”。

具體來說基茵，車載半導(dǎo)體對工作環(huán)境奋构、壽命有非常高的要求——車載半導(dǎo)體必須在-40℃至175℃、95%濕度拱层、50G的劇烈震動(dòng)弥臼、15至25kV的靜電等條件下，保證20年工作壽命根灯。

也許大家對濕度径缅、靜電這些沒什么概念掺栅，那么就以最通俗易懂的溫度來說，商業(yè)級CPU的工作溫度一般為0℃至70℃纳猪；工業(yè)級CPU的工作溫度一般為-40℃至85℃氧卧，石油鉆探等特定種類工業(yè)芯片可以達(dá)到175℃，甚至更高氏堤；軍品級CPU的工作溫度一般為-55℃至125℃沙绝，一些特定場景軍品級CPU的工作溫度高達(dá)200℃。而車載半導(dǎo)體的工作溫度則為-40℃至175℃鼠锈，這已經(jīng)超過一般工業(yè)芯片闪檬，達(dá)到準(zhǔn)軍品級的水平。

以日本瑞薩位于那珂的工廠為例购笆，為生產(chǎn)豐田的發(fā)動(dòng)機(jī)控制半導(dǎo)體粗悯，瑞薩專門研發(fā)了一套由500個(gè)工序組成的生產(chǎn)制程⊥罚基于此制程样傍，瑞薩最快可以在半年至一年的時(shí)間量產(chǎn)芯片。

在最終量產(chǎn)前铺遂，豐田會(huì)對瑞薩提出指導(dǎo)意見铭乾，雙方會(huì)不斷磨合，進(jìn)一步改進(jìn)生產(chǎn)線工藝娃循；在實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后，豐田會(huì)對瑞薩的產(chǎn)線進(jìn)行認(rèn)定斗蒋；認(rèn)定之后捌斧，瑞薩不可以更改生產(chǎn)設(shè)備、制程條件泉沾，即便是基于產(chǎn)線優(yōu)化而去改造產(chǎn)線捞蚂、更換設(shè)備、更改工藝條件跷究，作為客戶的豐田也不會(huì)同意姓迅。凡此種種，目的只有一個(gè)——降低一切變量因素俊马，保證芯片的可靠性和穩(wěn)定性丁存。

汽車芯片不僅對可靠性有著非常高的要求，對芯片的價(jià)格也有要求柴我，半導(dǎo)體公司必須達(dá)到主機(jī)廠極其嚴(yán)苛的認(rèn)定要求解寝，在價(jià)格上還必須實(shí)現(xiàn)廉價(jià)。而這恰恰是國內(nèi)汽車芯片廠商最大的問題——要么可靠性達(dá)不到要求艘儒，要么芯片做出來了價(jià)格非常貴聋伦，根本不具備市場競爭力夫偶。

工作人員在世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會(huì)上演示5G遠(yuǎn)程駕駛。圖/新華社

該考慮向新模式轉(zhuǎn)變了

也許有細(xì)心的讀者注意到在介紹汽車芯片缺貨的時(shí)候?qū)ｉT提到了臺(tái)積電產(chǎn)能緊張觉增，但在介紹汽車芯片供應(yīng)商的時(shí)候沒有提到臺(tái)積電兵拢，這主要是產(chǎn)業(yè)分工的原因。

在上世紀(jì)80年代以前逾礁，芯片的設(shè)計(jì)说铃、制造、封裝測試都由同一家公司獨(dú)立完成敞斋，這種模式被稱為IDM模式截汪。早期的德州儀器、英飛凌植捎、意法半導(dǎo)體衙解、恩智浦等都實(shí)行的是IDM模式，如今這一模式的典型代表為英特爾焰枢。

從20世紀(jì)80年代后半期開始蚓峦，半導(dǎo)體領(lǐng)域開始盛行一種設(shè)計(jì)和制造分別由不同企業(yè)承擔(dān)的模式：自身沒有工廠的Fabless設(shè)計(jì)公司和+專門提供半導(dǎo)體生產(chǎn)服務(wù)的Foundry，兩者的關(guān)系類似于雜志中的編輯和印刷济锄。

相比IDM模式暑椰，這種分工的最大優(yōu)勢在于大幅降低了運(yùn)行成本，引得不少IDM模式公司轉(zhuǎn)型成Fabless模式荐绝。比如AMD一汽、IBM這樣的老牌公司，均賣掉了自己的芯片工廠低滩；日本瑞薩的28nm以下芯片也選擇找臺(tái)積電代工召夹；英飛凌、恩智浦等IDM廠商也將部分訂單交給了臺(tái)積電恕沫。

時(shí)移勢易监憎，在當(dāng)下全球芯片缺貨的情況下，F(xiàn)abless+Foundry的模式在局部領(lǐng)域已經(jīng)有些跟不上時(shí)代發(fā)展了婶溯。

一方面鲸阔，設(shè)計(jì)公司和制造公司畢竟是兩家公司，為了保守商業(yè)機(jī)密必然會(huì)有技術(shù)保留迄委。而芯片設(shè)計(jì)和制造是非常緊密的褐筛，這會(huì)導(dǎo)致溝通的時(shí)間成本和資金成本非常高，并使芯片的性能受一定影響（行業(yè)中最頂級的芯片往往是IDM大廠設(shè)計(jì)并制造的）叙身。

另一方面死讹，在芯片產(chǎn)能吃緊的情況下，必然會(huì)使芯片制造商“嫌貧愛富”曲梗，優(yōu)先供應(yīng)頭部企業(yè)赞警，導(dǎo)致Fabless設(shè)計(jì)公司要么花高價(jià)芯片搶產(chǎn)能妓忍，要么搶不到芯片產(chǎn)能而錯(cuò)失商機(jī)。

就目前市場情況來看愧旦，受困于晶圓代工產(chǎn)能短缺的難題世剖，已經(jīng)有不少芯片供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商選擇投資芯片制造商來換取芯片產(chǎn)能，這種模式被稱為Fablite笤虫。德國的大陸公司在一份聲明中就表示：“對晶圓廠的未來投資將至關(guān)重要旁瘫，這可以讓汽車行業(yè)將來避免此類供應(yīng)鏈的動(dòng)蕩∏眚牵”

參照國際上的市場發(fā)展趨勢酬凳，再審視國內(nèi)汽車市場：國內(nèi)主機(jī)廠一方面抱怨消費(fèi)者“崇洋媚外”，另一方面喜歡采購博世遭庶、大陸宁仔、采埃孚、愛信的模塊峦睡；國內(nèi)系統(tǒng)集成商一方面抱怨主機(jī)廠“崇洋媚外”翎苫，另一方面總是盯著飛思卡爾、德州儀器榨了、英飛凌煎谍、意法半導(dǎo)體、瑞薩的芯片龙屉，對國產(chǎn)芯片不屑一顧呐粘；國內(nèi)芯片制造商一方面對國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)商青睞臺(tái)積電工藝憤懣不已，另一方面總是采購ASML转捕、應(yīng)用材料等歐美大廠的設(shè)備事哭，而不愿意采購本土廠商設(shè)備……

也就是說，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈幾乎一盤散沙瓜富，中國巨大的汽車市場沒能對本土汽車芯片廠商起到足夠的促進(jìn)作用，反而讓一些外商收割高額利潤降盹。

在這種情況下与柑，一個(gè)值得考慮的選擇是：按照Fablite思路，鼓勵(lì)主機(jī)廠蓄坏、系統(tǒng)集成商价捧、芯片設(shè)計(jì)商、半導(dǎo)體設(shè)備商按一定比例投資芯片制造商涡戳，支持结蟋、引導(dǎo)芯片制造商采購本土設(shè)備，芯片設(shè)計(jì)商對所投資的芯片制造商下訂單渔彰，系統(tǒng)集成商購買所投資的制造商所生產(chǎn)的芯片嵌屎，汽車主機(jī)廠購買使用國產(chǎn)芯片的模塊推正，進(jìn)而形成芯片設(shè)計(jì)、設(shè)備宝惰、芯片制造植榕、系統(tǒng)集成、整車裝配的完整產(chǎn)業(yè)鏈尼夺。

正如IDM模式向Fabless+Foundry轉(zhuǎn)變的過程中尊残，誕生了臺(tái)積電、聯(lián)電淤堵、格羅方德寝衫、高通、聯(lián)發(fā)科等一批大公司拐邪。在Fabless+Foundry向新模式Fablite轉(zhuǎn)變的時(shí)刻慰毅，也許就是我們重塑產(chǎn)業(yè)鏈的契機(jī)。