马点秋
在疫情与缺芯的冲击之下,汽车企业更加重视供应链垂直整合的能力
—供应链的稳定,便是车企生存之本。
今年以来,多家车企纷纷宣布,受原材料价格上涨影响,“上调”旗下所售新能源车型的价格。
在此之前,造车新势力已在全球芯片产能危机的背景下,摸爬滚打了一年,交出了“分期交车”“补装雷达”“取消触摸屏功能”等答卷。而豪车厂家保时捷,干脆将部分车辆的电动转向柱更换为手动转向柱,且取消了后期恢复更换计划。
在缺芯危机仍未好转的情况下,动力电池又“后院起火”。今年一季度,车规级动力电池主要原料—碳酸锂的价格,达到了50万元/吨的历史高位,相较去年同期,上涨近乎10倍。
为何锂矿选择在此时大幅涨价?缺芯的局面究竟能在何时缓解?
首先,本轮锂资源涨价与2017年上一次涨价存在本质区别。2017年锂资源涨价的实质,是其供给卡在了冶炼端。随着之后各地“大干快上”冶炼厂项目的快速落地,价格很快稳定了下来。
而本轮涨价的问题出在开采端,或者说是由采矿公司主导的一轮涨价。
全球范围内,从已探明的锂资源储量来看,智利占到了全球的48.5%,澳大利亚占24.8%,阿根廷占10%,而中国为7.9%。
由此可见,锂资源分布主要集中于南美与澳大利亚地区,尤其南美洲,几乎占到全球储量的60%。而中国的锂矿又多处在青藏高原等不便开采的地区,这就使得中国约80%的锂资源都需要进口;而在中国2020年进口的碳酸锂中,来自智利的就占了74%。
如此情势下,在2017年的锂资源供应危机之后,各大车企与动力电池企业,纷纷意识到将锂资源牢牢掌控在自己手中的重要性,并开始了一波声势浩大的或成立、或入股、或收购矿业公司的热潮。
锂资源一度被誉为新世纪的“白色石油”,携资本流转于各个大陆间。
同时,在世界各国纷纷宣布基于“双碳”目标的减碳计划后,基于磷酸铁锂电池组的大型储能电站,也成为了车用动力电池之外,锂元素的新去处。
在这样的背景下,锂资源一度被誉为新世纪的“白色石油”,携资本流转于各个大陆间,成为现代工业的新血液。
但一单单规模庞大的并购案,也让南美诸国警惕起来。近期,智利、阿根廷、玻利维亚三国正积极讨论成立类似石油输出国组织“欧佩克”的锂资源输出国组织,将锂资源作为战略资源全面国有化。
智利政府就在今年1月,紧急叫停了一宗比亚迪已经以6100万美元中标的8万吨锂矿开采合约。该中标消息在去年公布后,即引起了智利社交网络上对于锂资源私有化的强烈抗议,最终该合约被以影响当地环境资源保护为由“暂时停止”。
2021年7月20日,智利,雅宝公司的锂矿盐水池。该公司是全球最大的锂生产商
从如今电动汽车的技术发展来看,虽然钠离子电池、固态/半固态电池进展迅猛,但基于锂元素的磷酸铁锂与三元锂电池,仍将在相当长的一段时间内作为电动汽车的主流解决方案。
近期,特斯拉新推出的4680电池,与宁德时代即将发布的麒麟电池,仿佛也在印证着,随着封装技术的改进,车用锂电池仍能将能量密度稳步提升至新的水平。
那么,为什么总是“锂”?
这其实是由电池背后的化学原理决定的。众所周知,电子的流动产生电流,而电池从本质上来说,就是一种有序引导原子的最外层电子在氧化剂(正极)与还原剂(负极)间转移的装置。而化学元素的原子序数越小,通常意味着其重量也越轻。
纵观电池的发展史,其实就是科学家一直在寻找原子量更小的元素,来充當氧化剂、还原剂以及支持结构的过程。在如此的背景之下,充电电池从铅酸到镍镉,到镍氢,再发展到现在的锂离子。
但锂元素已经是元素周期表中排名第三位的“小弟”,在它之前,只剩“氢”和“氦”两位角色。氦又是满电子层的稳定结构,而氢目前为止,仅能作为不可充电的燃料电池使用。
而且近年来,氢燃料电池的发展遇到了重重阻碍,高效率的质子交换膜燃料电池,需要用到昂贵的铂金属作为催化剂,且高压液态氢的储运也存在较大风险。
充电电池从铅酸到镍镉,到镍氢,再发展到现在的锂离子。
特斯拉新推出的4680 电池(右一)
似乎在现有的技术水平下,锂,这一自然界中存在的最轻碱金属元素,是电池发展最后的救命稻草。由此,逐渐进入白热化的锂资源竞争,从“冶炼端”转到“开采端”也就不难理解了。
而且,与一般在1年内就能完成建设的冶炼厂不同的是,锂矿的开采涉及更高的行业门槛,以及更长的时间周期。这也意味着,从“探明储量”转化到实实在在的LCE(碳酸锂当量,用以统计锂资源开采量的指标),往往需要3-5年的时间来建立开采场。6F1F6D89-9425-482A-95E4-A68347CC462E
这一点,从行业投资机构发布的数据也可窥见一斑:
虽然智利拥有全球近半数锂资源储量,但1995-2020年的锂资源开采量仅有2.06万吨,仅相当于澳大利亚(4万吨)的一半。南美国家长期以来不甚稳定的局势,与相对落后的工业水准,成为了其矿产资源出口的最大掣肘,同时也给中国公司带来了机会。
日本神奈川县,日产汽车工作人员测试自动驾驶汽车
相信在不久的将来,南美国家对于锂矿资源的管理规范将更加完善,动荡的锂资源价格也将渐趋平稳。
与此同时,以往被视为“捡破烂”的动力电池回收业务,近年来也逐渐受到资本的注意。
锂电池回收的技术门槛低,虽然也涌现出了一批背靠宁德时代、特斯拉等大型企业的电池回收企业,但更多的电池回收公司,是注册资金在500万元人民币以下的中小企业。
而在“正规军”之外,还存在诸多无回收牌照的“游击队”,它们也想在这片尚未被开拓的新兴市场上分一杯羹。锂电池的明天,注定要在这片蓝海中野蛮生长。
说完了电池,让我们来看看芯片。
今年3月,一则“华强市场入口丢失一盘TPS92692的货物,悬赏100万”的新闻映入了人们的眼帘。经笔者查询,这是德州仪器公司生产的车用高精度LED控制芯片—德州仪器官网显示的价格,仅为每颗3.6元人民币。
然而这是缺芯潮前的价格。3月份时,这颗指甲盖大小的芯片仍处于全面缺货状态,市场价格在140美元左右。以一盘2000枚的数量计算,丢失的货物价值高达186万,车规级芯片的紧缺程度可想而知。
而荷兰光刻机巨头ASML在近期召开的一季度财报会议上更是表示,某家大型工业公司已经开始批量收购洗衣机,拆解其中的MCU控制芯片,供给自家汽车生产使用。
2021年11月10日,韩国蔚山国际氢能博览会上展出的氢燃料电池车辆
虽然在全球半导体产业开启“狂奔”模式的2021年,大规模缺芯潮已经得到缓解,消费级MCU、面板驱动IC等供应链已经开始松动,但车用、工控等领域的芯片供应仍然紧张。
聚焦到汽车领域,车规级MCU首当其冲。其2022年2月的平均交货期已经达到了250天。其次便是电源芯片等以往不受重视的模拟芯片。
造成这种局面的原因是复杂的,我们来一一分析。
首先,与直接和芯片厂/代工商沟通的手机等消费类电子产品不同,汽车厂商与芯片厂商的对接,往往需要靠Tier 1主机厂商来牵线搭桥。而车规级芯片厂商作为Tier 2级供应商,再向代工厂下订单。
在这条被拉长的供应链中,车企对代工厂产能的反应,天然要比消费类电子企业慢几个月。这就使得在2020年初,疫情导致汽车销量下降的情况下,Tier 1供应商所下订单量骤减,对后续销量反弹的热潮完全没有准备。
其次,车规级对芯片的要求远高于消费级与工控级芯片,仅次于军用级芯片,需要通过多个国家条件非常严苛的安全性能测试,同时保证极低的缺陷率(百万分之一),且工作寿命需要在15年以上。如此高的门槛,使得这一行业长期以来被几家树大根深的海外企业垄断,包括瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器等。
虽然近年国内也有比亚迪、兆易创新、Chipways、芯驰科技等多家企业参与到这个赛道中,但汽车产业的长产业链条和对安全性的极高要求,让各大主机厂与Tier 2供应商几十年来,形成了错综复杂的利益链条,并且要考虑到出现召回事件时,供应商的风险承担能力。
种种原因使Tier 1对于更换供应商的意愿极低,也就是最近的缺芯潮,才给了国产芯片企业一些机遇。
车企对代工厂产能的反应,天然要比消费类电子企业慢几个月。
2022年3月28日,江西省赣州市的一家科技公司里,工人在生产芯片
再次,近年来智能汽车的发展,对车规芯片提出了更高要求。传统家用汽车,往往只需要70颗左右的MCU,但智能汽车为了完成不同级别的自动驾驶功能,这一数字甚至能达到300颗。
不仅数量上猛然提升,车规级MCU也在从以往8/16位的主流产品升级到32位,以实现更加强大的自动驾驶功能。这样的转变趋势,让各大车企近年来对芯片愈发重视。
有的车企绕过供应商,直接与芯片厂商定制芯片。产业巨头如特斯拉,甚至拿出了与英伟达旗舰产品算力媲美的自研自动驾驶芯片。
可以说,在疫情与缺芯的冲击之下,汽车企业更加重视供应链垂直整合的能力,而正如蔚来总裁李斌所直言的:“一辆车差一个零件都没法生产。”供应链的稳定便是车企生存之本。
分析下来,从长远来看,锂矿暴涨的问题,更像是采礦企业在大规模扩产前的投机性涨价;而结构性缺芯问题,恐怕会成为两三年内汽车行业挥之不去的阴霾。
然而在这阴霾之下,也能看到国内半导体人前赴后继的努力,各类芯片初创公司如雨后春笋般扎入这个市场。希望国内的半导体企业可以找准方向,在风云诡谲的车规级芯片市场中,闯出自己的一片天。6F1F6D89-9425-482A-95E4-A68347CC462E