全球芯片短缺問題仍在繼續(xù)發(fā)酵，其中對汽車行業(yè)的影響尤為突出。
芯片短缺不僅是中國國內(nèi)汽車行業(yè)面臨的問題，也是包括一些國外知名品牌在內(nèi)的許多跨國公司非常關(guān)心的問題。
由于芯片短缺，許多汽車品牌企業(yè)都面臨著減產(chǎn)或停產(chǎn)的局面。
近日，據(jù)國外媒體報道，由于芯片供應(yīng)短缺，德國茨維考和德累斯頓的工廠本周將暫停生產(chǎn)電動汽車。
大眾發(fā)言人證實(shí)，由于缺乏半導(dǎo)體，薩克森州大眾的兩家工廠已停止生產(chǎn)電動汽車，停工時間為一周。預(yù)計(jì)大眾集團(tuán)電動汽車產(chǎn)量將損失5萬輛，受影響的品牌包括大眾、奧迪和Cupra。停工可能會影響交貨時間，但公司沒有解釋。
事實(shí)上，奧迪、寶馬、大眾、捷豹路虎、戴姆勒等許多汽車巨頭自8月份以來一直宣布減產(chǎn)。根本原因是芯片缺貨。一些汽車行業(yè)人士曾直言，汽車生產(chǎn)能力的數(shù)量取決于芯片生產(chǎn)能力的數(shù)量。一個核心打敗了全球汽車行業(yè)。
由此可見，芯片短缺對汽車行業(yè)影響嚴(yán)重，幾乎影響全球。日本、美國和歐洲汽車公司最近宣布減產(chǎn)，中國是重災(zāi)區(qū)。
理想汽車是中國汽車制造的新生力量之一，于10月公布了2021年9月交付的車輛數(shù)量。9月，理想汽車交付了7094輛理想ONE。8月，理想汽車交付了9433輛理想ONE。受芯片供應(yīng)持續(xù)短缺的影響，9月份理想汽車交付量下降。

為什么汽車行業(yè)缺芯現(xiàn)象如此嚴(yán)重？
從汽車結(jié)構(gòu)的分析來看，我們首先要了解一輛汽車在結(jié)構(gòu)上需要多少芯片:在一輛汽車中，傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)需要70-300個MCU；在域架構(gòu)下(功能域/位置域)，共配備4-8個SOC芯片和40-60個MCU芯片；在中央計(jì)算架構(gòu)下，將配備2-4個SOC芯片和10-20個高性能MCU芯片。簡而言之，在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)汽車中，大約需要100-400個芯片。
隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車中的逐漸應(yīng)用，汽車將需要更多的芯片來完成汽車的驅(qū)動和控制?？傊绻囍圃焐滔胍a(chǎn)具有高端車載功能和高技術(shù)含量的車型，他們需要更多的芯片。
1 誤判汽車消費(fèi)需求。
受疫情影響，人們足不出戶，汽車行業(yè)人士預(yù)測全球汽車銷量將大幅下降。因此，大多數(shù)汽車公司降低了銷售目標(biāo)，因此他們降低了對一級供應(yīng)商的零部件需求，供應(yīng)商進(jìn)一步降低了對上游芯片制造商的需求。2020年下半年，汽車消費(fèi)市場開始反彈，汽車公司突然下單，讓上游供應(yīng)鏈措手不及。此外，國內(nèi)傳統(tǒng)汽車公司有芯片0庫存的習(xí)慣，不會備貨汽車芯片，使得汽車芯片缺貨更加嚴(yán)重。
2 汽車供應(yīng)鏈端。
汽車標(biāo)準(zhǔn)芯片生產(chǎn)要求高，利潤低。與消費(fèi)芯片相比，汽車標(biāo)準(zhǔn)芯片利潤高，產(chǎn)值僅占整個行業(yè)產(chǎn)值的10%左右，話語權(quán)低。隨著消費(fèi)芯片需求的增加和整體產(chǎn)能的不足，芯片制造商更愿意生產(chǎn)利潤率高的消費(fèi)芯片。
例如，今年第二季度，芯片臺積電今年第二季度汽車芯片收入增長12%，但僅占總銷售額的4%，智能手機(jī)芯片占總銷售額的42%。
中國汽車規(guī)級芯片的使用量占世界的30%，但獨(dú)立性不到10%。目前，國內(nèi)汽車芯片主要進(jìn)口。根據(jù)萬聯(lián)證券的研究報告，國內(nèi)汽車芯片的進(jìn)口率高達(dá)95%，其中動力系統(tǒng)、底盤控制、ADAS等關(guān)鍵芯片均被國外巨頭壟斷。
3 軌道芯片技術(shù)門檻高，回報周期長。
制造汽車芯片有多難？一位業(yè)內(nèi)人士告訴人們：例如，我們使用1000個芯片在汽車上進(jìn)行持續(xù)的實(shí)驗(yàn)和測試。假設(shè)在之前所有實(shí)驗(yàn)都通過的基礎(chǔ)上，在最后一關(guān)，一兩個芯片有問題，我們將重新啟動另一批芯片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完全通過一輪汽車芯片實(shí)驗(yàn)大約需要半年到一年的時間，這需要大量的人力、物力和財力。因此，對我們來說，汽車芯片的回報周期很長。
此外，在接受大比特記者采訪時，一位不愿透露姓名的芯片制造商負(fù)責(zé)人表示：AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)是汽車行業(yè)零部件供應(yīng)商的重要指南。目前，國內(nèi)許多汽車芯片制造商只敢說他們的汽車芯片符合或符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，幾乎沒有人敢說他們已經(jīng)通過了AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。我們必須準(zhǔn)備很長時間才能獲得汽車認(rèn)證。然而，我們的芯片制造商看到了國內(nèi)汽車行業(yè)對汽車芯片的需求，目前正在積極布局，但對我們來說，這將是一條漫長而艱難的道路。
汽車芯片的技術(shù)要求和門檻高于其他領(lǐng)域。汽車芯片要想投放市場，首先要獲得AEC-Q100、Tier1、汽車廠等汽車認(rèn)證許可證。汽車規(guī)級芯片需要2~3年才能完成汽車規(guī)級認(rèn)證，進(jìn)入主機(jī)廠供應(yīng)鏈。進(jìn)入后一般有5~10年的供應(yīng)周期。
AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)是汽車行業(yè)零部件供應(yīng)商的重要指南。汽車電子元件需要在多樣化的壓力和動態(tài)環(huán)下工作。因此，汽車對電子元件的規(guī)格要求遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域。一個次要部件可能會像雪球一樣變成1000輛次要汽車，這也是AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)制定的原因。在之前的新聞報道中，我們可以看到汽車制造商因?yàn)橐粋€零件的缺陷召回了數(shù)萬輛車型，這并不少見。
4 8寸晶圓資源緊張。
汽車工業(yè)缺芯的一個重要原因是汽車芯片過于依賴8寸晶圓。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，8寸晶圓需求占汽車半導(dǎo)體需求的79%，12寸晶圓需求僅占12%。
SEMI曾指出，預(yù)計(jì)今年8寸產(chǎn)能緊張可能不會緩解。
此外，8英寸晶圓的生命力非常頑強(qiáng)。目前，模擬和混合信號的半導(dǎo)體元件將從8英寸晶圓轉(zhuǎn)移到12英寸晶圓，過程緩慢，主要以消費(fèi)和無線通信為代表。然而，工業(yè)和汽車領(lǐng)域的應(yīng)用仍然堅(jiān)持8英寸，8英寸晶圓OEM的產(chǎn)能利用率一直很高。
5 擠壓其他領(lǐng)域。
受疫情影響，遠(yuǎn)程辦公和教學(xué)成為常態(tài)，消費(fèi)電子產(chǎn)品需求激增，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出市場預(yù)期。由于汽車行業(yè)對消費(fèi)市場的誤判，降低了供應(yīng)商對零部件的需求，上游芯片供應(yīng)商制定了減少汽車芯片生產(chǎn)的計(jì)劃，將芯片供應(yīng)轉(zhuǎn)移到手機(jī)、電腦等消費(fèi)電子領(lǐng)域。一些芯片通用汽車公司不僅在與同行競爭，還可能在光伏逆變器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、監(jiān)控器等領(lǐng)域與使用芯片的企業(yè)競爭。

由于供應(yīng)鏈復(fù)雜，普通買家很難直接從芯片原廠購買，而是通過二級和三級經(jīng)銷商購買商品，而一些二級和三級經(jīng)銷商則坐在地上起價。這樣，在芯片原廠價格上漲一波后，它將在經(jīng)銷商手中再次上漲。一些經(jīng)銷商甚至囤積芯片，以便滿天要價而不出售，因此他們等待高價出貨并賺大錢。據(jù)報道，與去年上半年相比，芯片原廠的漲價幅度大多在20%至60%之間，但在一些經(jīng)銷商手中，同比飆升10倍甚至20倍，漲幅連續(xù)幾倍。一些核心投機(jī)者甚至在半年內(nèi)在深圳賺了一套房。

對于減產(chǎn)原因的解釋，大部分汽車公司都指的是馬來西亞，當(dāng)?shù)匦鹿诜窝滓咔閷?dǎo)致半導(dǎo)體供應(yīng)短缺，限制了汽車產(chǎn)量。馬來西亞的反復(fù)疫情迫使許多晶圓廠和芯片廠關(guān)閉。房屋泄漏偏逢連夜雨。2021年2月，日本以東海域發(fā)生7.3級強(qiáng)震，福島縣和宮城縣半導(dǎo)體企業(yè)集中在陸地上，許多企業(yè)停產(chǎn)。2021年2月中下旬，美國半導(dǎo)體制造的重要中心德克薩斯州遭受前所未有的極端天氣，電網(wǎng)大面積中斷，多家半導(dǎo)體制造商不得不暫停運(yùn)營。
這兩場災(zāi)難加劇了全球芯片短缺。如果上述因素是不可控的自然災(zāi)害，那么全球經(jīng)貿(mào)環(huán)境扭曲整個供應(yīng)鏈?zhǔn)菍?dǎo)致芯片短缺的人為災(zāi)害因素。

6 國芯之路

汽車行業(yè)芯片的缺乏使許多國內(nèi)汽車公司意識到自主開發(fā)芯片的重要性，國內(nèi)汽車制造新力量已經(jīng)踏上了芯片制造的道路。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，比亞迪、吉利、威來、小鵬、小米等公布了芯片制造計(jì)劃。
就汽車芯片所在的軌道而言，這個時間節(jié)點(diǎn)已經(jīng)有點(diǎn)晚了。參照特斯拉和英偉達(dá)的研發(fā)歷史，汽車芯片的研發(fā)周期最早需要四年左右。以特斯拉為例，其核心制造計(jì)劃始于2014年，Autopilot部門誕生。直到2018年8月，特斯拉在特斯拉Q2財務(wù)報告會上表示，攜帶Autopilot芯片的ModelS/X和Model3將于2019年3月20日和4月12日大規(guī)模生產(chǎn)。特斯拉花了近四年時間推出第一款汽車芯片。
目前開發(fā)的汽車自動駕駛芯片技術(shù)大多集中在20-40納米之間。目前28nm和14nm的芯片已經(jīng)可以國產(chǎn)化，而7nm甚至5nm的芯片仍然受到限制。
一方面，汽車芯片的短缺固然帶來了許多弊端，但對于國內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈而言，整個汽車行業(yè)的芯片短缺也逐漸讓國內(nèi)芯片廠商真正看到了汽車領(lǐng)域?qū)π酒男枨?，許多芯片廠商都開始在汽車芯片領(lǐng)域進(jìn)行布局，華大半導(dǎo)體、智能微電子、極海半導(dǎo)體、航順芯片等。另一方面，國內(nèi)汽車企業(yè)依賴國外芯片廠商，汽車芯片的替代方案更為獨(dú)特。但是，近火遠(yuǎn)未水解，在國外疫情持續(xù)蔓延的情況下，國外眾多芯片上游晶圓廠紛紛關(guān)閉，產(chǎn)能緊張，許多國外芯片廠商在其政府的監(jiān)督下，首選供應(yīng)對象是其國內(nèi)汽車企業(yè)，剩余的汽車芯片產(chǎn)能可以傳遞給國內(nèi)汽車企業(yè)的很少。隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的興起，智能聯(lián)網(wǎng)汽車的發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)對芯片的需求必然會日益增加，汽車芯片的地位也會越來越重要，汽車芯片的穩(wěn)定供應(yīng)成為影響我國汽車產(chǎn)業(yè)鏈可控性的重要因素。只有國內(nèi)汽車廠商逐漸意識到自強(qiáng)芯片的重要性，自主動性才不會受到制。