汽車芯片產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的破解

李永明　郭衍亮　郭永海

汽車產(chǎn)業(yè)面臨變革，燃油車和電動(dòng)車都在往智能化方向發(fā)展，對芯片需求也越來越高，“缺芯”問題持續(xù)影響全球車企。自2020年12月大眾公司因中國大陸和博世的ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)）芯片短缺停產(chǎn)開始，多家車企巨頭被迫停產(chǎn)。2021年3月，蔚來汽車宣布合肥江淮蔚來制造工廠因“缺芯”停產(chǎn)5天;8月，豐田宣布14家工廠的27條生產(chǎn)線停產(chǎn)。從2020年第四季度開始的“缺芯風(fēng)暴”仍在全球蔓延。江蘇亟須采取積極應(yīng)對措施，化解汽車芯片短缺問題，保障汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

一、汽車“缺芯”事件及產(chǎn)生原因

自2020年12月起，全球范圍內(nèi)芯片產(chǎn)能吃緊，供給交付周期不斷加長，半導(dǎo)體晶圓制造、封裝、元器件等多個(gè)環(huán)節(jié)紛紛漲價(jià)，全球汽車產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)艿骄薮鬀_擊，大眾、沃爾沃、通用、福特、豐田、本田、斯巴魯、日產(chǎn)、蔚來、現(xiàn)代等十余家車企的數(shù)十家工廠陸續(xù)暫停生產(chǎn)計(jì)劃。據(jù)Auto Forecast Solutions統(tǒng)計(jì)，截至10月10日，由于芯片短缺，全球汽車減產(chǎn)已達(dá)934.5萬輛，其中，中國汽車減產(chǎn)達(dá)182.7萬輛，占全球汽車減產(chǎn)量的19.6%。

根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，受芯片短缺影響，2021年前兩個(gè)月，國內(nèi)汽車產(chǎn)量下降5%至8%;1—6月，汽車銷售量為1289萬輛，比去年增加25.6%，但與2019年相比下降4.4%;9月，汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到207.7萬輛和206.7萬輛，環(huán)比增長20.4%和14.9%，同比下降17.9%和19.6%。江蘇汽車行業(yè)受芯片短缺影響也有所顯現(xiàn)，停產(chǎn)、零部件加價(jià)、供貨周期延長等因芯片缺貨造成的不良影響，已在整車和零部件企業(yè)加速蔓延。其中，上汽大眾南京工廠出現(xiàn)了間歇性停產(chǎn)現(xiàn)象，在江蘇的產(chǎn)量下滑嚴(yán)重，并暫停了部分低端車型的生產(chǎn)，優(yōu)先考慮需求量較大產(chǎn)品的產(chǎn)能。據(jù)康尼新能源公司反饋，年用量20萬個(gè)左右的車規(guī)級(jí)計(jì)量芯片價(jià)格上漲20倍左右，貨源嚴(yán)重短缺。芯片出現(xiàn)短缺主要是由供需兩端的不平衡導(dǎo)致，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

技術(shù)進(jìn)步引發(fā)大量汽車芯片市場需求。當(dāng)前國內(nèi)汽車自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的趨勢衍生出對功率半導(dǎo)體的大量需求。據(jù)Strategy Analytics統(tǒng)計(jì)，各級(jí)別汽車功能芯片（MCU）搭載數(shù)量都在逐年遞增，目前一輛汽車平均采用25個(gè)左右功能芯片，個(gè)別高端車型已突破100個(gè)。據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)分析，從燃油車到純電動(dòng)車，單車半導(dǎo)體價(jià)值量將從400美元左右提升至800美元以上，其中功率半導(dǎo)體的單車價(jià)值量提升至300美元左右。

嚴(yán)峻的國際、國內(nèi)及行業(yè)形勢導(dǎo)致汽車芯片供應(yīng)不足。美國對華為、中芯國際等企業(yè)實(shí)施技術(shù)制裁以來，國內(nèi)芯片問題一直沒有得到完全有效的解決。更重要的是，全球功率半導(dǎo)體供應(yīng)鏈幾乎全部掌握在英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體等國際廠商手中，國內(nèi)企業(yè)在全球功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的缺失使汽車行業(yè)在芯片產(chǎn)能分配中缺少話語權(quán)。此外，疫情、惡劣天氣等不可抗力影響，使得汽車芯片產(chǎn)能受限。2020年下半年汽車行業(yè)強(qiáng)勢復(fù)蘇，眾多廠商開始搶奪有限的芯片資源，出現(xiàn)較為突出的恐慌性備貨現(xiàn)象，超出供應(yīng)商對芯片需求量的預(yù)判。

消費(fèi)類電子產(chǎn)品爭奪產(chǎn)能。一方面，汽車芯片制造產(chǎn)能集中度過高，能夠達(dá)到要求的MCU芯片廠商數(shù)量較少。目前汽車MCU芯片的產(chǎn)能70%集中于臺(tái)積電，但是MCU芯片整體的產(chǎn)能只占到了臺(tái)積電全部產(chǎn)能的3%（見表1）。另一方面，整個(gè)芯片市場中，汽車芯片利潤率也遠(yuǎn)不如消費(fèi)電子類芯片，部分芯片供應(yīng)商更加傾向性于將產(chǎn)能用于開發(fā)生產(chǎn)消費(fèi)類電子芯片產(chǎn)品。

二、汽車芯片市場供給格局及發(fā)展趨勢分析

全球汽車芯片市場集中度較高，競爭格局較為穩(wěn)定。目前全球汽車芯片的市場集中度較高，汽車芯片前十大供應(yīng)商恩智浦、瑞薩電子、英飛凌、意法半導(dǎo)體、博世、德州儀器、安森美、羅姆半導(dǎo)體、東芝、亞德諾掌控了全球車用半導(dǎo)體80%以上的市場份額。由于汽車芯片對安全性、可靠性要求高，汽車芯片上游的設(shè)計(jì)及材料、設(shè)備，中游的芯片制造和下游的封測等均具備高技術(shù)瓶頸，因此細(xì)分市場基本被芯片巨頭壟斷，競爭格局較為穩(wěn)定（見圖1）。全球芯片制造與代工集中于東亞地區(qū)的臺(tái)積電和三星等企業(yè)。美國芯片設(shè)計(jì)方面能力強(qiáng)，但芯片自產(chǎn)率很低;我國臺(tái)灣地區(qū)的芯片代工能力較強(qiáng)，但設(shè)計(jì)能力相對較弱;韓國在芯片生產(chǎn)的材料領(lǐng)域存在很大問題，部分材料依賴日本。芯片行業(yè)高度依賴全球供應(yīng)鏈，全球各區(qū)域的芯片供應(yīng)商各有長短，需要協(xié)同共進(jìn)，沒有一個(gè)國家可以完全讓芯片供應(yīng)鏈自主化。此外，華為、聯(lián)發(fā)科、高通等企業(yè)只從事芯片的設(shè)計(jì)，臺(tái)積電、聯(lián)電、中芯國際等代工廠主要從事晶圓制造和封裝測試等環(huán)節(jié);只有英特爾、三星、德州儀器等極少數(shù)幾家企業(yè)能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)、制造和封測等所有工序（見圖2）。

我國汽車芯片進(jìn)口依賴度較高，結(jié)構(gòu)性供需不平衡問題亟待解決。目前，我國已成長為全球最大的半導(dǎo)體市場，芯片制造和封裝企業(yè)已進(jìn)入全球同行業(yè)的前十，華為麒麟芯片采用業(yè)界最領(lǐng)先的5nm制程工藝和架構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)入全球第一梯隊(duì)，但是，國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)仍然繞不開“卡脖子”問題。Wind數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)汽車行業(yè)中車用芯片自研率僅占10%，90%汽車芯片都依賴進(jìn)口。全球汽車半導(dǎo)體銷售額中，只有不到3%來自中國企業(yè)，歐洲企業(yè)約占37%，美國企業(yè)約占30%，日本企業(yè)約占25%。近年來，華為海思、地平線、上海芯旺、賽騰、比亞迪、大唐電信、黑芝麻、芯馳科技、杰發(fā)科技、全志科技、紫光同芯、和芯星通等國內(nèi)芯片廠商均有芯片產(chǎn)品陸續(xù)通過車規(guī)級(jí)AEC-Q100認(rèn)證，但尚未形成大規(guī)模批量化供應(yīng)能力，難以滿足國內(nèi)汽車芯片的實(shí)際需求（見表2）。目前，國內(nèi)汽車芯片有兩種發(fā)展趨勢漸趨明朗。一是汽車芯片廠商與主機(jī)廠進(jìn)行深度融合發(fā)展。例如，地平線與長安汽車、奇瑞和長城汽車等車企開展車規(guī)級(jí)智能芯片合作開發(fā)。二是比亞迪、上汽、北汽、吉利汽車等汽車企業(yè)走芯片自主研發(fā)之路。例如，比亞迪在芯片領(lǐng)域布局較早，打破飛思卡爾、英飛凌、恩智浦等跨國公司在車規(guī)級(jí)IGBT領(lǐng)域的壟斷，成為全球首家將SiC模塊應(yīng)用于汽車主電控的半導(dǎo)體廠商。

三、江蘇汽車芯片供給情況

1.汽車芯片產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)正在形成

產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有良好基礎(chǔ)。江蘇芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模全國第一，2020年全省芯片產(chǎn)業(yè)累計(jì)銷售收入2820.7億元，同比增長28.7%，集聚了一批以華潤微電子、SK海力士、臺(tái)積電（南京）、華虹半導(dǎo)體等為代表的頭部企業(yè)。芯片封裝測試產(chǎn)業(yè)規(guī)模全國第一，全國十大封測企業(yè)省內(nèi)占據(jù)5位，其中新潮科技、華達(dá)微電子排名進(jìn)入前5。省內(nèi)已建成12英寸產(chǎn)線5條、8英寸產(chǎn)業(yè)5條、6英寸產(chǎn)線17條，3英寸以上晶圓制造生產(chǎn)線共計(jì)58條，同時(shí)建成一批模擬及數(shù)?；旌想娐?、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、高壓電路以及射頻微波電路等特色專用工藝生產(chǎn)線，制程工藝水平和晶圓產(chǎn)能持續(xù)提升。

汽車芯片產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。江蘇省汽車芯片產(chǎn)業(yè)依托集成電路的基礎(chǔ)優(yōu)勢，在芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試、應(yīng)用領(lǐng)域形成一批具備國際競爭力的優(yōu)勢企業(yè)。目前，省內(nèi)具備批量供應(yīng)車規(guī)級(jí)芯片的企業(yè)共有20家，主要分布在南京、無錫、常州、蘇州、南通、揚(yáng)州等地，涉及分立器件、功率器件、電源管理芯片、傳感器、總線通信芯片、MCU等產(chǎn)品領(lǐng)域（見表3）。

芯片技術(shù)水平逐步提升。揚(yáng)杰科技、無錫新潔能全力推進(jìn)高端功率MOSFET和IGBT芯片及模塊的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，積極布局SiC/GaN第三代半導(dǎo)體技術(shù)，部分產(chǎn)品逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代;蘇州國芯科技自主開發(fā)系列化32位嵌入式RISC CPU-C*Core及SoC設(shè)計(jì)平臺(tái)技術(shù)，擁有完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán);英迪芯、國芯科技、芯馳科技、大唐恩智浦等企業(yè)主要開發(fā)各類車身控制用MCU芯片，包括電機(jī)控制、車燈控制、動(dòng)力總成控制、車身控制等;中科芯、新潔能等為代表的五家芯片企業(yè)，已經(jīng)入蘇州金龍、南京開沃等四家整車企業(yè)和零部件企業(yè)驗(yàn)證和測試環(huán)節(jié)，規(guī)模化量產(chǎn)在即。

2.自主可控能力有待進(jìn)一步加強(qiáng)

產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)壁壘高，自主可控能力不足。汽車芯片具有高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)能力、生產(chǎn)工藝、制造設(shè)備等領(lǐng)域具有較高技術(shù)壁壘。目前江蘇省內(nèi)自主芯片企業(yè)產(chǎn)品大多應(yīng)用于商業(yè)級(jí)（消費(fèi)級(jí)）和工業(yè)級(jí)，在車規(guī)級(jí)領(lǐng)域產(chǎn)品布局相對較少，且車規(guī)級(jí)產(chǎn)品在工作溫度、錯(cuò)誤率、使用壽命等性能指標(biāo)方面同國際領(lǐng)先企業(yè)存在一定差距，技術(shù)積累不足，難以達(dá)到15年以上穩(wěn)定供貨能力和技術(shù)支持能力。

本土企業(yè)產(chǎn)品層級(jí)低，競爭力相對較弱。目前，江蘇省內(nèi)汽車芯片頭部企業(yè)基本為外資企業(yè)或國內(nèi)頭部企業(yè)江蘇分部，且大多數(shù)為單一制造工廠，在研發(fā)、設(shè)計(jì)領(lǐng)域基本處于空白。而本土芯片制造企業(yè)產(chǎn)品配套層級(jí)相對較低，產(chǎn)品大多為二極管、三極管、車身基礎(chǔ)控制MCU及其他功率芯片，在中高端控制芯片、高性能功率芯片、高算力計(jì)算芯片等中高端芯片領(lǐng)域產(chǎn)品布局缺乏，尚未實(shí)現(xiàn)批量供貨能力，整體競爭力較弱。

車規(guī)級(jí)驗(yàn)證難度較高，供應(yīng)體系切入難。車規(guī)級(jí)芯片行業(yè)準(zhǔn)入門檻高，產(chǎn)品認(rèn)證周期一般長達(dá)兩年，江蘇企業(yè)難以在短期內(nèi)突破。此外，江蘇省內(nèi)芯片企業(yè)入局車規(guī)級(jí)產(chǎn)品時(shí)間晚，國內(nèi)主流整車企業(yè)、系統(tǒng)零部件企業(yè)及汽車電子系統(tǒng)集成商與外資汽車芯片企業(yè)長期以來形成穩(wěn)定的供應(yīng)鏈關(guān)系，加之國內(nèi)外整車企業(yè)、系統(tǒng)零部件企業(yè)和汽車電子系統(tǒng)集成商出于保證整車安全性、可靠性及規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)和責(zé)任等方面的考慮，大多選擇國外汽車芯片供應(yīng)商，采用國內(nèi)汽車芯片的積極性不高，江蘇省內(nèi)芯片企業(yè)難以進(jìn)入車規(guī)級(jí)芯片供應(yīng)體系。

四、關(guān)于化解汽車芯片產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的幾點(diǎn)思考

加快提升汽車芯片供給能力。江蘇需抓住我國新冠疫情防控得力、經(jīng)濟(jì)率先恢復(fù)的有利條件，以及個(gè)別國家技術(shù)封鎖帶來的倒逼壓力，做好汽車芯片產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移工作，由省有關(guān)行業(yè)主管部門牽頭，成立汽車芯片保障工作組，制定專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，科學(xué)調(diào)度汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵材料和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加速推進(jìn)芯片廠商替代供應(yīng)，加強(qiáng)供應(yīng)鏈建設(shè)。以南京、無錫、蘇州為基地，引進(jìn)和吸收先進(jìn)生產(chǎn)制造工藝，推進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)線提升工藝水平，推動(dòng)先進(jìn)生產(chǎn)線的引進(jìn)和建設(shè)，達(dá)到具有國際競爭力和持續(xù)發(fā)展力的芯片制造能力。

加大芯片產(chǎn)業(yè)精準(zhǔn)扶持力度。全面調(diào)研摸排江蘇汽車芯片產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)發(fā)展情況，建立汽車芯片企業(yè)全生命周期檔案，實(shí)時(shí)跟蹤重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展，針對重點(diǎn)企業(yè)實(shí)施個(gè)性化精準(zhǔn)扶持。加強(qiáng)汽車芯片領(lǐng)域集成電路設(shè)備、材料與工藝結(jié)合，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，支持國產(chǎn)設(shè)備和材料的規(guī)?；瘧?yīng)用。加大整車、系統(tǒng)、芯片聯(lián)合攻關(guān)力度，加快攻克車規(guī)級(jí)芯片技術(shù)。加快重大項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度，積極培育一批汽車芯片相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新型企業(yè)，提升江蘇汽車芯片產(chǎn)業(yè)的總體競爭力。

促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。發(fā)揮整車帶動(dòng)效應(yīng)，建立國產(chǎn)汽車芯片應(yīng)用的保護(hù)機(jī)制，引導(dǎo)更多有實(shí)力的整車企業(yè)進(jìn)入車規(guī)級(jí)芯片市場，大力促進(jìn)行業(yè)資源優(yōu)勢集中和有效整合，加速形成汽車芯片全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展格局。加強(qiáng)全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新能力建設(shè)，進(jìn)一步發(fā)揮江蘇省智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心功能，推動(dòng)從原材料到基礎(chǔ)器件、系統(tǒng)集成，再到整車制造的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新和整體升級(jí)，打造高水平智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新聯(lián)盟。推動(dòng)傳統(tǒng)汽車制造業(yè)與信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)深度融合，加速汽車產(chǎn)業(yè)變革，助力構(gòu)建新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。

強(qiáng)化汽車芯片產(chǎn)業(yè)人才支撐。人才是破解核心技術(shù)“卡脖子”、提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全性和競爭力的關(guān)鍵。鼓勵(lì)在蘇高等院校設(shè)立汽車芯片相關(guān)專業(yè)、研究院，瞄準(zhǔn)集成電路“卡脖子”難題，培養(yǎng)汽車芯片等集成電路領(lǐng)域高層次人才和產(chǎn)業(yè)急需人才，支撐汽車芯片等集成電路產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展。創(chuàng)造“類海外”的發(fā)展環(huán)境，大力引進(jìn)國內(nèi)外一流的汽車芯片人才和團(tuán)隊(duì)來江蘇創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。完善鼓勵(lì)創(chuàng)新創(chuàng)造的分配激勵(lì)機(jī)制，落實(shí)科技人員科研成果轉(zhuǎn)化的股權(quán)、期權(quán)激勵(lì)和獎(jiǎng)勵(lì)等收益分配政策。

（作者單位：江蘇省經(jīng)濟(jì)和信息化研究院）