汽車行業(yè)缺芯風(fēng)波何時(shí)休？
2021-04-12 12:53:31吳陽煜
南風(fēng)窗 2021年7期
吳陽煜
“對(duì)于大眾汽車來說，最重要的是，最大程度地減少半導(dǎo)體瓶頸對(duì)生產(chǎn)的影響?！苯衲?月24日，德國大眾汽車一名發(fā)言人在公開場合表示，因?yàn)檐囕d半導(dǎo)體短缺的問題突出，該公司正與主要供應(yīng)商談判，以補(bǔ)償自身的損失。
大眾汽車預(yù)計(jì)，2020年第一季度將因?yàn)椤捌囆酒摹?，而足足減少10萬輛汽車的生產(chǎn)?！皯嵟钡拇蟊娤胍蚬?yīng)商博世和大陸集團(tuán)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(duì)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(bào)告指出，全球半導(dǎo)體公司芯片供應(yīng)的緊缺情況，缺口達(dá)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(fèi)類電子產(chǎn)品的生產(chǎn)停下腳步。許多生產(chǎn)商對(duì)芯片的需求仍在急劇增長。請(qǐng)求客戶耐心等待的半導(dǎo)體公司，已經(jīng)將半導(dǎo)體產(chǎn)品的價(jià)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(jià)格瘋漲，甚至一度漲價(jià)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(shí)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(fēng)險(xiǎn)。
2020年，不少國家為了應(yīng)對(duì)疫情暴發(fā)而實(shí)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(yán)重打擊。出于對(duì)銷量悲觀的保守估計(jì)，國內(nèi)眾多汽車廠商有意識(shí)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(gè)月的時(shí)間，這也從去年12月份開始加劇了半導(dǎo)體的缺貨狀態(tài)。
這場車載芯片短缺危機(jī)的解除時(shí)間，最快也到今年第三季度才會(huì)得到解決，有悲觀者甚至預(yù)測會(huì)一直持續(xù)到年底。
而在疫情防控見效的背景下，由于消費(fèi)需求恢復(fù)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(shí)，車用芯片供應(yīng)商巨頭恩智浦半導(dǎo)體就告知其客戶，稱注意到芯片“嚴(yán)重短缺”，將提高所有產(chǎn)品的售價(jià)。
610億美元，這是業(yè)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測由于車載半導(dǎo)體短缺導(dǎo)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(zāi)難中，所造成的破壞力位于前列?！败囕d芯片荒”還將持續(xù)多久？從各家車企陸續(xù)評(píng)估后的公開信息來看，全球汽車行業(yè)因半導(dǎo)體不足而導(dǎo)致的減產(chǎn)規(guī)模將達(dá)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(jī)的解除時(shí)間，最快也到今年第三季度才會(huì)得到解決，有悲觀者甚至預(yù)測會(huì)一直持續(xù)到年底。
飽經(jīng)車載半導(dǎo)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(huì)議磋商，敦促各方合作解決半導(dǎo)體芯片日益供應(yīng)不足的問題。值得玩味的是，白宮還責(zé)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(tái)灣求援，希望后者能出面說服臺(tái)灣的芯片制造商，幫助緩解德國汽車行業(yè)的半導(dǎo)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(qǐng)求，期待政府出手緩解該行業(yè)“芯片荒”的危機(jī)。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(yù)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(jí)，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(rèn)為，此次危機(jī)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(jī)未能在年內(nèi)及時(shí)得到緩解，再加上疫情反復(fù)擾動(dòng)，2021年的全球車市恐又將僅有中國市場一枝獨(dú)秀保持增長。
“目前來說，‘缺芯對(duì)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(jià)格沒有變動(dòng)。國內(nèi)的汽車市場還是供大于求，汽車的優(yōu)惠幅度很大?！逼囆袠I(yè)分析師、工信部“長風(fēng)”計(jì)劃專家智庫成員張翔向南風(fēng)窗表示，車載半導(dǎo)體的短缺對(duì)于進(jìn)入中國的國外高端合資品牌、進(jìn)口車影響較大，但對(duì)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(jí)、二級(jí)供應(yīng)商才能送到車企手里，中間經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié)。在這個(gè)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(jià)上沒有反映出來”。
集體性缺貨：“不樂意”的臺(tái)積電
對(duì)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(diǎn)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(dǎo)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(dǎo)體的生產(chǎn)任務(wù)，外包給了臺(tái)積電與聯(lián)電。
針對(duì)汽車行業(yè)“芯片荒”的危機(jī)，在一份聲明中，臺(tái)積電回應(yīng)稱，車企芯片短缺的問題對(duì)該公司非常重要：“這是我們的首要任務(wù)，公司當(dāng)前正與汽車客戶緊密合作，以解決產(chǎn)能支持問題?！钡珜?duì)于這家市值居全球半導(dǎo)體行業(yè)前列的巨頭而言，這塊生產(chǎn)對(duì)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(xiàng)產(chǎn)品僅占臺(tái)積電3%的產(chǎn)能，根本無法給該企業(yè)提供類似消費(fèi)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(dòng)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(duì)芯片廠商來說，芯片制程越先進(jìn)，技術(shù)含量越高，利潤也越高，芯片廠商會(huì)將更多的生產(chǎn)資源投入到先進(jìn)制程，因此相對(duì)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(cuò)配，才是導(dǎo)致這場“缺芯”危機(jī)的罪魁禍?zhǔn)住?/blockquote>仔細(xì)對(duì)比車載芯片和消費(fèi)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(duì)于車載芯片而言，在車輛行駛系統(tǒng)中擔(dān)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(dǎo)致車毀人亡的慘劇。此前就有觀點(diǎn)認(rèn)為，兩者存在的先天差異，很難不讓“臺(tái)積電”們?cè)谂女a(chǎn)時(shí)有所偏頗側(cè)重。
并且，隨著汽車電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化趨勢的不斷加深，汽車行業(yè)對(duì)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(cuò)配，才是導(dǎo)致這場“缺芯”危機(jī)的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
一個(gè)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?，算上最基本的駕駛輔助系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)，就需要50～150個(gè)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(jià)值，至少可以達(dá)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(jī)，并不只是疫情“黑天鵝”疊加美國德州暴風(fēng)雪、中國臺(tái)灣島內(nèi)缺水等自然災(zāi)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(duì)汽車芯片相對(duì)落后的制程，以臺(tái)積電為代表的半導(dǎo)體供應(yīng)商相對(duì)消極應(yīng)對(duì)擴(kuò)產(chǎn)需求?？梢灶A(yù)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(jìn)的芯片品種與更為簡潔科學(xué)的生產(chǎn)模式的到來，來取代目前零散代工的高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。
自研芯片何時(shí)降臨
此前有調(diào)查數(shù)據(jù)指出，因?yàn)椤靶酒摹钡木壒?，預(yù)計(jì)2021年全球汽車減產(chǎn)將達(dá)一百萬輛左右。“缺芯”危機(jī)帶來的影響已不可避免，對(duì)于占世界三分一體量的中國汽車市場，更危險(xiǎn)的信號(hào)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(jìn)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(jìn)口芯片?！睆埾璺Q，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(duì)于芯片供應(yīng)商至少需要2年的時(shí)間：“這個(gè)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(duì)于高端的新的智能汽車沒有做好訂單增量的準(zhǔn)備?！?/p>
張翔認(rèn)為，對(duì)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(dòng)駕駛方面，但量還不是很大。對(duì)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(shí)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(jià)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?！?p>
需要清醒認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前中國的汽車行業(yè)對(duì)芯片的進(jìn)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(jìn)口率超90%，在傳感器、車載網(wǎng)絡(luò)、三電系統(tǒng)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)的芯片上，重度依賴進(jìn)口。
張翔向南風(fēng)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(dá)國家晚2-3代，一時(shí)半會(huì)難以填補(bǔ)技術(shù)空白，“在傳統(tǒng)的燃油車領(lǐng)域，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、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(dòng)駕駛領(lǐng)域的芯片有機(jī)會(huì)。”
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(xì)分市場卻實(shí)現(xiàn)逆勢上揚(yáng)，同比增速達(dá)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(diǎn)，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(jì)，中國自主研發(fā)的自動(dòng)駕駛汽車芯片，會(huì)在2023年開始進(jìn)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(dòng)駕駛系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)被喻為“世界上最強(qiáng)大的自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)”。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(duì)于強(qiáng)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(shí)際應(yīng)用，整個(gè)過程中需要跨越大量的技術(shù)障礙。
更為現(xiàn)實(shí)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(dāng)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(huì)在性能上落后太多。要知道，從英偉達(dá)新一代Drive Orin，到特斯拉與半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè)博通聯(lián)合開發(fā)的新款高效能運(yùn)算芯片，再到自動(dòng)駕駛技術(shù)明星公司Mobileye的下一代芯片EyeQ5，這些自動(dòng)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(jìn)至7nm。
車載智能芯片的投入到底有多“燒錢”？單論設(shè)計(jì)成本，有業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)顯示，從前端到完成后端設(shè)計(jì)，7nm芯片的設(shè)計(jì)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(jì)研發(fā)成本外，在制造方面，倘若國內(nèi)的光刻機(jī)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(jī)芯片一樣，在未來面臨從芯片設(shè)計(jì)到制造的管制威脅。
“目前各方對(duì)于‘缺芯的關(guān)注度很高，引發(fā)自主化的擔(dān)憂很正常。但這并不是一蹴而就可以實(shí)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(dāng)前汽車所采用的大量獨(dú)立控制單元，將逐步被少量高性能計(jì)算單元所取代。樂觀估計(jì)，中國自主研發(fā)的自動(dòng)駕駛汽車芯片，會(huì)在2023年開始進(jìn)入前裝汽車市場。”張翔如此預(yù)測。
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