汽车缺芯之痛 激发国产机遇

本刊综合

当下，汽车业正大踏步向“新四化”迈进，芯片扮演着越来越重要的角色。然而，在芯片短缺的大背景下，目前全球汽车业正“芯”事重重，一场加持新技术、新方向的全球竞争正在拉开帷幕，而芯片成为夺取“赛点”的关键。

一枚小小的芯片在汽车界掀起了轩然大波。

由于缺“芯”，全球车企相继宣布减产甚至停产：在中国，一汽大众和上汽大众等车企已经宣布降低生产班次;在国外，福特、丰田、日产等汽车巨头也纷纷宣布减产。

1月中旬，中国汽车工业协会数据公布了行业内15家重点企业上报的产量数据，统计显示，2021年1月上旬，15家重点企业汽车产量完成52.3万辆，同比下降27.4%。其中，乘用车产量完成43.6万辆，同比下降29.3%;商用车产量完成了8.7万辆，同比下降16%。

芯片告急，再次凸显了产业链供应链自主可控的紧迫性和必要性。作为全球新车产销最大市场，我国已具备成熟的汽车产业链。中国企业须奋力直追，尽快打破车用高精尖核心零部件受制于人的局面。

汽车生产被迫“踩刹车”

因芯片短缺而引发的停产危机正席卷全球汽车业。

近日，日本媒体报道称，马自达在全球的多家工厂将减产，丰田、日产和斯巴鲁也都出现了减产情况。

截至目前，至少有5家日系车企受芯片短缺影响减少了汽车产量。日本三菱日联摩根士丹利证券公司最新发布的报告称，预计芯片短缺将导致日本车企减产约50万辆，占到全球减产总量的1/3。

当下，不只是日系车企，包括大众、宝马、福特、菲亚特克莱斯勒等在内，全球所有车企几乎都受到了芯片短缺的影响。

今年1月，福特公司已要求其设在德国萨尔路易的工厂停产1个月。这家工厂主要生产福特在欧洲最受欢迎的福克斯品牌，雇用了大约5000名工人。福特公司称，这家工厂会从1月18日关闭至2月19日。在这之前，福特已被迫关闭了位于美国肯塔基州路易斯维尔的一家SUV工厂。

紧随其后，奥迪也成为又一家因芯片短缺而导致生产延误的汽车制造商。据英国《泰晤士报》网站1月19日报道，由于芯片供应不足，奥迪已有1万多名员工无事可做。

国内市场同样不容乐观。早在2020年5月，中国商用车市场就出现了芯片供应不足的问题，主流中、重卡制造商均遭遇车载半导体短缺窘境。2020年12月，受芯片供应不足影响，大众中国方面称，因一些特定汽车电子元件的芯片供应不足，导致一些汽车生产面临中断的风险;东风本田、广汽本田等合资车企近来也证实，因芯片供应紧张，部分车型生产受到了影响。

事实上，全球汽车业因缺“芯”导致的问题比想象的要严重许多。大众中国CEO冯思翰表示，由于缺少芯片，约有1.5万辆汽车面临减产;而在2020年12月，缺“芯”问题就让大众在中国的产量减少了5万辆。

瑞银集团（UBS）分析师称，由于芯片供应短缺，全球车企可能在今年一季度损失10万辆的产量，约占全球一季度产量的4%。

美国伯恩斯坦研究公司则预计，2021年全球范围内的汽车芯片短缺将造成多达450万辆汽车产量的损失，相当于全球汽车年产量的5%。

早在20多年前，随着汽车进入电控时代，芯片就成为汽车的决策大脑以及遍布全车的神经系统，其中就包括我们所熟知的ECU（电子控制单元）和MCU（微控制单元）。

ECU又称“行车电脑”或“车载电脑”，通常用于中高级轿车的发动机上，在防抱死制动系统、四轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电控座椅等设备上也会配备ECU。

而MCU则是大脑的大脑，即ECU的大脑，它将中央处理器（CPU）的频率与规格做适当缩减，并把内存、计数器、USB、A/D转换、UART（通用异步收发传输器）、PLC（可编程逻辑控制器）、DMA（直接存储器访问）等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级计算机，为不同的应用场合做不同的组合控制。以汽车为例，一辆汽车通常有约60个ECU，每个ECU分管不同的职能。作为运算大脑，MCU芯片则嵌入ECU中，接受到信息后，MCU进行运算处理并输出信号，从而驱动电池阀、电动机、开关等被控元件工作。

如今，以电动化、网联化、智能化、共享化为特征的“新四化”已成为全球汽车产业的主流趋势，汽车芯片更是不可或缺，被广泛应用于多媒体娱乐、自动泊车、发动机和变速箱控制、安全气囊、驾驶辅助、胎压控制等多个重要系统中，尤其是在汽车智能化过程中，芯片的性能将直接影响自动驾驶系统的好坏。

国家新能源汽车技术创新中心总经理原诚寅透露，汽车芯片甚至比汽车还要复杂，与用于手机等电子设备的传统芯片相比，汽车芯片的要求更为复杂严苛，一款芯片至少需要2～3年来完成车规认证。

原诚寅举例称，普通工业芯片要求的温度在-20℃～40℃，而汽车芯片要满足-40℃～125℃。此外，汽车芯片关系到车辆操作问题，必须要具备高安全性、高可靠性、高适应性等特点，甚至要求实现零缺陷，还要控制成本，保持高性价比。

多重因素致芯片供应短缺

目前，短缺的汽车芯片最主要的是功能芯片MCU，导致ESP（电子稳定程序系统）、ECU两大模块无法生产。

为何全球車企都面临缺芯？

中国汽车工业协会副秘书长兼行业发展部部长李邵华表示，近年来，全球芯片行业产能投资相对保守，供需不平衡问题在新冠肺炎疫情前就已经有所表现。疫情加剧了产能投资的谨慎，上半年芯片行业对消费电子和汽车市场预测偏保守，对今年下半年中国汽车市场发展趋好预判及准备不足。此外，欧洲和东南亚受第二波新冠肺炎疫情的影响，主要芯片供应商降低产能或关停工厂的事件陆续发生，这进一步加剧了芯片供需失衡。

1月12日，彭博社援引业内人士报道称，受疫情影响，2020年上半年，汽车芯片设计公司大幅削减在中国台湾芯片代工厂的订单，当它们希望在下半年恢复产能时，芯片制造商已将产能分配给了其他公司。

半导体行业分析师林子恒表示，近年来手机、平板电脑、物联网设备等智能终端的快速发展，抢占了部分原本用于汽车芯片的半导体产能。由于物联网、5G等领域的商业前景更广阔，不少芯片企业更愿意将产能投入这些行业。

除此之外，技术演变也是汽车芯片短缺的原因之一。目前，汽车芯片大多采用8英寸（1英寸=2.54厘米）晶圆制造，但全球芯片企业近些年主要将资金用在更高端的12英寸晶圆的布局上，在一定程度上抑制了8英寸晶圆的产能扩展，且短期不可逆。

更加严峻的是，此次芯片的短缺或许不能在短时间内改善，因为汽车芯片是定制产品，一颗完整的芯片制造流程包括芯片设计、晶圆代工以及封装测试等多个步骤，而受限于产能，部分芯片交易周期均在数月以上。因此，业界普遍认为，汽车市场的缺“芯”将会常态化。

值得注意的是，除了芯片供應短缺，目前全球范围内多家汽车芯片供应商发布涨价通知。据悉，汽车芯片厂商龙头恩智浦在2020年11月底就发出了涨价函。恩智浦表示，受新冠疫情影响，恩智浦面临产品严重紧缺和原料成本增加的双重影响，决定全线调涨产品价格。在此之前，另一汽车芯片厂商瑞萨也传出从今年起将调整电源管理芯片等产品价格的消息。

危机中往往也藏着机遇。业内人士认为，在产业对汽车芯片的重视程度陡然提升、汽车芯片需求量不断扩大的背景下，国产汽车芯片厂商的机会已经出现。

作为全球新车产销最大市场，我国已具备成熟的汽车产业链，但一个不容回避的事实是，像汽车芯片这样的车用高精尖核心零部件，仍然掌握在外资企业手里。

原诚寅透露，汽车芯片包括几大核心环节，包括芯片的设计体系、评测标准、质量体系和认证、车规制造工艺。“事实上，除了设计方面，其他环节目前基本在由国外企业主导。尤其是在车规工艺方面，我们处在接近空白的状态。因此必须认识到，中国自主汽车芯片目前还处在被‘卡脖子的阶段。”

数据显示，2019年，我国汽车芯片进口率超90%，先进传感器、车载网络、三电系统、底盘电控、ADAS（高级驾驶辅助系统）、自动驾驶等关键系统芯片过度依赖进口。其中，电动汽车中价值仅次于动力电池的IGBT（绝缘栅双极型晶体管），98%以上需要从国外进口，且价格是国外的1.2倍至1.8倍。

“这次芯片短缺问题也让不少车企意识到，在供应环节不能过度依赖海外，也应该在国内寻找合适的芯片供应商，这对我们自主芯片研发厂商来说也是一次机遇。”地平线CEO余凯说，由地平线设计研发的中国首款车规级AI芯片地平线征程2发布以来，已成功签下两位数的量产定点车型，“去年有16万辆汽车搭载地平线芯片交付消费者，今年将有100万辆”。

在原诚寅看来，目前最重要的是要构建一个完整的创新生态和合作链条，告别以往企业“单打独斗”的局面。通过链条上各个领域的细化、合作，推动上下游产业协同发展。

“中国对拥有自主可控技术的汽车芯片的需求，无疑是战略性的。”清华大学汽车产业与技术战略研究院院长赵福全表示，一方面国家要给相关企业提供切实有力的政策和资源支持;另一方面，中国车载芯片企业也不要局限于为本土车企供货，而应积极拓展并努力打入外资车企的供应体系，与国际顶级车企展开合作，将有助于加快提升中国汽车芯片企业实力。

尽管中国芯片企业距离大规模进入全球汽车供应链，还有很长的路要走，但动态地看，中国芯片企业参与度正在提升，其芯片业务的比例与整车业务拉平甚至反超，只是时间问题。赵福全坚信，通过多方共同努力，一定会培育出中国汽车芯片强企。