汽車缺芯潮下迎來新窗口期

文/本刊記者 黎沖森

汽車產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的跨界融合成為發(fā)展趨勢。目前汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游已逐步達(dá)成共識，國產(chǎn)半導(dǎo)體未來2-3年將迎來“窗口期”。

2021年3月26日，蔚來汽車宣布，因芯片短缺，決定從3月29日起位于合肥的江淮汽車工廠生產(chǎn)暫停5天。蔚來汽車透露，芯片供應(yīng)限制已影響了其2021年3月產(chǎn)量，預(yù)計(jì)2021年一季度交付約1.95萬輛，而原預(yù)計(jì)交付2萬至2.05萬輛?？梢?，芯片短缺已波及到剛起步的造車新勢力。

事實(shí)上,受多重因素影響，缺芯潮正在全球性蔓延，全球主流汽車廠商的產(chǎn)量短期內(nèi)都受到不同程度的沖擊，并從汽車行業(yè)向手機(jī)、PC等多領(lǐng)域擴(kuò)散。但在國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才看來，目前產(chǎn)業(yè)鏈上下游已逐步達(dá)成共識，國產(chǎn)半導(dǎo)體在未來2-3年將迎來窗口期。

不過，眼下這場自2020年底開始爆發(fā)的全球性汽車芯片短缺危機(jī)還沒有停息。市場機(jī)構(gòu)IHS Markit預(yù)計(jì)2021年一季度全球汽車產(chǎn)量將減少67.2萬輛，咨詢機(jī)構(gòu)伯恩斯坦預(yù)計(jì)2021年全球汽車產(chǎn)量減產(chǎn)多達(dá)450萬輛，咨詢公司Alix Partners則預(yù)計(jì)2021年一季度全球汽車制造商損失可能超過140億美元，全年虧損額可能達(dá)到610億美元。而汽車零部件供應(yīng)商偉世通認(rèn)為，2021年上半年全球汽車產(chǎn)量可能下降10%-15%，但預(yù)計(jì)2021年汽車產(chǎn)量將增長8%至8000萬輛。從此輪缺芯危機(jī)中，可以看到汽車芯片生態(tài)開始呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢。

連鎖反應(yīng)

其實(shí)，全球性芯片結(jié)構(gòu)性短缺在2020年中便有跡象。這輪芯片短缺危機(jī)促發(fā)了產(chǎn)業(yè)鏈連鎖反應(yīng)，除了主機(jī)產(chǎn)減產(chǎn)外，還引發(fā)芯片及其原材料漲價等。

據(jù)央視報道，南京海關(guān)工作人員介紹，2021年1-2月，僅江蘇昆山口岸進(jìn)口的集成電路就超過100億元，數(shù)量和2020年基本持平，但進(jìn)口金額增長20%，顯然，芯片價格在上漲。

近來，汽車整車和零部件等企業(yè)都反映芯片漲價情況。受疫情和災(zāi)害等影響，恩智浦（NXP）、英飛凌等主要芯片制造商出現(xiàn)停減產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)加長備貨周期，甚至出現(xiàn)囤積居奇情況，搶奪市場資源，導(dǎo)致芯片價格上漲。

2020年11月，瑞薩電子向客戶發(fā)送了產(chǎn)品提價通知：2020年底之前適用原先價格，2021年1月1日后出貨則適用于新價格。2020年12月，恩智浦被曝全線調(diào)漲產(chǎn)品價格。其早前在致客戶的信函中提到，面臨產(chǎn)品嚴(yán)重緊缺和原料成本增加的雙重影響，不得不提高所有產(chǎn)品價格。據(jù)公開報道，很多芯片公司將2021年8英寸晶圓的價格提高了至少20%，緊急訂單最多甚至提價40%。比如，聯(lián)華電子、格芯和世界先進(jìn)等公司2020年第四季度就將價格提高了約10%-15%。

2020年11月，全球最大的封裝測試廠日月光通知客戶，調(diào)漲2021年一季度封測平均接單價5-10%。據(jù)媒體報道，封測廠在2020年10月因產(chǎn)能供不應(yīng)求而調(diào)漲導(dǎo)線架和打線封裝價格，急單及新單一律漲價10%。

從2020年底至今，數(shù)十家半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)出了漲價通知。半導(dǎo)體價格上揚(yáng)，主要原因是供需失衡，即上游供應(yīng)不足，車企需求旺盛；2020年下半年開始，原材料漲價和消費(fèi)類電子產(chǎn)品廠家囤貨，也推高了半導(dǎo)體價格。

與此同時，芯片短缺傳導(dǎo)至半導(dǎo)體材料端。2021年3月22日央視報道，芯片生產(chǎn)存在原材料緊缺和產(chǎn)能滿負(fù)荷情況。據(jù)海關(guān)人員介紹，以往企業(yè)采購光刻膠的量每次100多公斤，近期由于原材料緊缺，企業(yè)每次只能買到10-20公斤。原材料在緊缺的同時，價格也上揚(yáng)。

芯片產(chǎn)業(yè)鏈條長且分工精細(xì)，牽一發(fā)而動全身。那芯片因缺貨而漲價是否會成常態(tài)？業(yè)內(nèi)人士的普遍觀點(diǎn)是，這可能只是一個階段性現(xiàn)象。但從另一個角度看，這是汽車芯片供應(yīng)鏈重塑的一次歷史性機(jī)遇。

持續(xù)多久？

此次全球性汽車芯片缺芯情況前所未有，是多元需求暴增和供給不足雙向擠壓的結(jié)果。

從現(xiàn)實(shí)情況來看，目前汽車芯片可供選擇的供應(yīng)商有限，可替換性不強(qiáng)，短期內(nèi)補(bǔ)位很難。其實(shí)，芯片供應(yīng)商一直在努力擴(kuò)大產(chǎn)能，比如英飛凌和恩智浦等從2020年夏季起就開始大幅度提升產(chǎn)能，但臺積電、聯(lián)電、格羅方德等晶圓廠的產(chǎn)能又有限，所以無法短期實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)來填補(bǔ)芯片缺口。大陸集團(tuán)的公告稱，半導(dǎo)體產(chǎn)能問題可能持續(xù)2021年全年。

眾所周知，芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期長，投資大且回報周期長。比如，一條半導(dǎo)體生產(chǎn)線建設(shè)周期為18―30個月，投資超過100億元。這給芯片投資前景帶來不確定的市場風(fēng)險，因此企業(yè)對擴(kuò)大芯片產(chǎn)能常保持謹(jǐn)慎態(tài)度。從長期看，汽車芯片需求量會不斷增長。

在此背景下，汽車芯片短缺到底將持續(xù)多長時間？來自業(yè)界的看法并不完全一致。

中國工程院院士孫逢春預(yù)判，汽車芯片短缺問題將持續(xù)一年左右。鄒廣才早前預(yù)測，汽車芯片1年內(nèi)都會處于供需相對緊張的局面。安信證券半導(dǎo)體分析師馬良說，未來1-2年內(nèi)半導(dǎo)體供應(yīng)緊張的局面難以得到緩解。

通常，汽車芯片采購周期提前6-12個月，且常是一級供應(yīng)商采購。業(yè)內(nèi)人士透露，現(xiàn)有產(chǎn)能滿產(chǎn)并排到2022年，新產(chǎn)能擴(kuò)充需要較長周期。上海集成電路行業(yè)協(xié)會副秘書長馮錦鋒認(rèn)為，從短期看，汽車芯片短缺要恢復(fù)元?dú)庵辽傩枰肽?，保守估?jì)的話，2年也有可能。在他看來，芯片行業(yè)是需要長期技術(shù)積累，且需要市場充分認(rèn)可，走不了捷徑。他曾預(yù)測，本土汽車芯片巨頭誕生需要10-15年。其依據(jù)是，當(dāng)一個國家產(chǎn)能占據(jù)全球三分之一以上份額時，一定能培育出該產(chǎn)業(yè)對應(yīng)核心零部件的本土龍頭企業(yè)。

國際上對汽車芯片短缺周期也有不同預(yù)判。IHS Markit預(yù)測，全球汽車芯片短缺情況可能延續(xù)到2021年三季度。日本精密加工研究所所長湯之上隆預(yù)測，缺芯風(fēng)波對汽車產(chǎn)業(yè)所造成的影響至少持續(xù)半年，保守估計(jì)還將影響后續(xù)1-2年。

偉世通預(yù)計(jì)，2021年下半年芯片供應(yīng)情況將有所改善。高通公司總裁克里斯蒂亞諾·安蒙（Cristiano Amon）認(rèn)為，芯片供不應(yīng)求局面下半年會恢復(fù)正常，可能持續(xù)到2021年底。微軟公司預(yù)判，芯片短缺情況將持續(xù)到2021年上半年。AMD首席執(zhí)行官麗莎·蘇稱，這將是2021年常態(tài)。

汽車企業(yè)也有其判斷。大眾集團(tuán)預(yù)測，汽車芯片短缺問題在2021年上半年將持續(xù)，二季度有所緩解。本田汽車首席運(yùn)營官seijikuraishi預(yù)測，2021年上半年汽車芯片短缺將得到緩解。

總之，汽車芯片短缺持續(xù)半年到一年成為業(yè)內(nèi)的普遍共識，汽車企業(yè)對此要有清醒的預(yù)期。

汽車新物種

在此次芯片短缺危機(jī)中，另一種認(rèn)知在不斷強(qiáng)化：傳統(tǒng)汽車價值正在被顛覆和重構(gòu)，軟件定義汽車的價值感由概念化逐漸實(shí)體化。軟件、芯片、算力等要素的重要性日益凸顯，其中汽車芯片作為軟件定義汽車生態(tài)的基礎(chǔ)備受關(guān)注。業(yè)內(nèi)人士預(yù)估，未來汽車創(chuàng)新90%-95%由電子設(shè)備驅(qū)動。

特斯拉就是其中重要代表。特斯拉銷量在全球汽車銷量中占比很小，但卻是全球第一大市值汽車企業(yè)。顯然，僅用幸運(yùn)和炒作沒法解釋特斯拉的成功要義。其秘訣恐怕是，除了汽車基本屬性外，特斯拉更像科技融合實(shí)體，涵蓋算法、智能芯片、大數(shù)據(jù)、新材料等前沿技術(shù)于一身，超越了傳統(tǒng)汽車定義的邊界，把汽車變成移動數(shù)字設(shè)備。

汽車行業(yè)需要“新物種”。汽車智能化趨勢已經(jīng)明朗，成為軟件定義汽車的直接詮釋，而車載芯片就是其重要支撐。在此意義上，汽車功能漸趨復(fù)雜，傳統(tǒng)汽車電子電氣架構(gòu)逐步由分布式架構(gòu)向集中式架構(gòu)演進(jìn)。以前汽車電子電氣架構(gòu)是分布式架構(gòu)，由70-150個ECU（電子控制單元）組成，而它們來自不同硬件和軟件供應(yīng)商。若要升級軟件和OTA升級，協(xié)同不容易。而采用集中式架構(gòu)，將多個ECU功能集中于一個域控制器，自然就簡化了與不同ECU廠商協(xié)同難題。顯然，這對芯片廠商及芯片的要求更高。

與傳統(tǒng)燃油車不同，智能汽車在整個生命周期內(nèi)可進(jìn)行功能升級和快速迭代。芯馳科技CEO仇雨菁認(rèn)為，這需要硬件高集成度，系統(tǒng)架構(gòu)有足夠彈性，為軟件應(yīng)用預(yù)留足夠空間。在其看來，要實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車，國產(chǎn)車載芯片突圍勢在必行。

在此背景下，不少汽車廠商試水自研芯片。比如，大眾汽車2020年成立軟件子公司，計(jì)劃5年內(nèi)投資超過70億歐元；戴姆勒CEO康林松（Ola Kaellenius）2020年底表示，未來5年內(nèi)戴姆勒公司逐漸向軟件服務(wù)商過度。

但馮錦鋒提醒說，汽車企業(yè)做芯片，不一定經(jīng)濟(jì)，建議“抱團(tuán)”做大做強(qiáng)國產(chǎn)汽車芯片。仇雨菁也認(rèn)為，汽車企業(yè)涉足芯片領(lǐng)域并不容易。比如，自動駕駛芯片研發(fā)周期3年以上。理想汽車CTO王凱曾說，一般芯片設(shè)計(jì)開發(fā)需要三年，使用三年，再對架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，共需6年。傳統(tǒng)汽車以硬件為主導(dǎo)，半導(dǎo)體占整車成本比例不到1%，而智能汽車的半導(dǎo)體占整車成本已經(jīng)達(dá)35%左右，未來占比還將更高。同時，汽車芯片試錯成本高且排錯難度大，試錯成本甚至占到總成本的80%以上。

美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會行業(yè)統(tǒng)計(jì)和經(jīng)濟(jì)政策主任法蘭·伊努格（Falan Yinug）說，制作一個晶片需要1400道工藝步驟，而制作出成品芯片需要26周時間。恩智浦首席技術(shù)官Lars Reger表示，芯片生產(chǎn)非常耗時，復(fù)雜的芯片需要數(shù)百個單獨(dú)步驟，通常需要在世界各地不同工廠進(jìn)行。在正常情況下，從訂購到交貨可能需要4-6個月。顯然，這對主機(jī)廠而言風(fēng)險巨大。

當(dāng)然，它也可能帶來較高利潤。比如2020年4月，特斯拉CEO馬斯克宣布，特斯拉全自動駕駛套件FSD售價提升1000美元至8000美元。這是2019年11月FSD套件售價漲價1000美元后的第二次上調(diào)價格。在2019財(cái)年，特斯拉通過FSD套件獲取的年收入超過10億美元。

毫無疑問，汽車智能化浪潮下，車載芯片需求必然激增，由此機(jī)遇與風(fēng)險也將共存。

重構(gòu)芯生態(tài)

與此同時，在整車架構(gòu)向集中式甚至中央集成式演進(jìn)過程中，高性能芯片需求就顯得更為迫切，這也要求整車廠的技術(shù)垂直整合能力更加強(qiáng)大。

在信息消費(fèi)聯(lián)盟理事長項(xiàng)立剛看來，全球芯片短缺主要是商業(yè)結(jié)構(gòu)問題，而不是生產(chǎn)能力問題。他認(rèn)為，目前最高端的芯片是手機(jī)芯片，汽車產(chǎn)業(yè)對芯片的要求并沒有那么高，但現(xiàn)在芯片短缺表現(xiàn)得最明顯的卻是汽車產(chǎn)業(yè)，因?yàn)楫?dāng)前有一部分芯片產(chǎn)能被轉(zhuǎn)去生產(chǎn)高精尖芯片了。

這也迫使業(yè)內(nèi)重新認(rèn)識汽車芯片生態(tài)問題，并從跨界融合角度共同打造芯片產(chǎn)業(yè)鏈。半導(dǎo)體是支撐汽車電動化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化升級的關(guān)鍵。計(jì)算芯片、功率芯片、微控制器、存儲器、圖像傳感器、毫米波雷達(dá)等汽車芯片技術(shù)升級迭代非?？?，汽車產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的跨界融合成為發(fā)展趨勢。2021年2月，工信部指導(dǎo)編制的《汽車半導(dǎo)體供需對接手冊》，目的就是促進(jìn)汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)作，加強(qiáng)汽車企業(yè)與半導(dǎo)體企業(yè)相互對接，實(shí)現(xiàn)信息互通共享。

但跨界融合要落地，首先面臨的是汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)問題。鄒廣才認(rèn)為，要讓產(chǎn)業(yè)鏈上下游真正銜接起來，對接層面仍有許多問題需要解決，比如目前還沒有建立汽車芯片的標(biāo)準(zhǔn)，特別是測試標(biāo)準(zhǔn)。為此，上汽集團(tuán)董事長陳虹建議制定車規(guī)級芯片的頂層設(shè)計(jì)路線，由主機(jī)廠、系統(tǒng)供應(yīng)商以及芯片供應(yīng)商共同推動，以形成芯片內(nèi)生動力機(jī)制。

為強(qiáng)化芯片產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)融合，目前一些汽車廠商嘗試與芯片廠商建立深度合作關(guān)系，參與到芯片設(shè)計(jì)研發(fā)的流程之中。比如，北汽產(chǎn)投與Imagination集團(tuán)合資成立北京核芯達(dá)科技有限公司，吉利旗下億咖通科技與Arm中國合資建立湖北芯擎科技聯(lián)合進(jìn)行車規(guī)芯片研發(fā)等。這有利于主機(jī)廠和芯片廠商實(shí)現(xiàn)共贏。

目前，車規(guī)級芯片從研發(fā)到量產(chǎn)，需要24-36個月，而且與消費(fèi)電子芯片也有很大不同，比如車規(guī)級芯片壽命要求15-20年，而消費(fèi)電子芯片壽命為1-3年。但車企與芯片企業(yè)要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合，關(guān)鍵是合作開發(fā)，共同定義。為此，應(yīng)鼓勵汽車產(chǎn)業(yè)開發(fā)范式和開發(fā)模式的開放，當(dāng)前可以從底層研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)等角度來推動芯片產(chǎn)業(yè)與汽車產(chǎn)業(yè)的深度融合。

“中國在某些芯片技術(shù)發(fā)展道路上所下的氣力不可謂不大，但由于缺少自主標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用環(huán)境，沒有形成芯片垂直域整體創(chuàng)新，以至后期發(fā)展乏力，始終處于跟跑狀態(tài)?！敝袊こ淘涸菏苦囍泻蔡岢?，以標(biāo)準(zhǔn)帶動應(yīng)用，以應(yīng)用催生市場，從市場創(chuàng)造需求，再由需求引導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步，構(gòu)建起完備的垂直域生態(tài)圈和強(qiáng)有力的生態(tài)體系。

此輪汽車芯片危機(jī)倒逼著中國汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈朝著自主可控方向發(fā)展。