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谁是车企缺芯的原罪?
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2021-12-23 谁是车企缺芯的原罪?

什么时候能不缺芯?背后有怎样的逻辑?

本文来自合作媒体:DoNews,作者:赵哲峰。猎云网经授权发布。

过去不为人知的芯片,正从幕后走到台前。它重塑了汽车产业链,也让我们的生活有了改变。

在过去,人们并没有意识到芯片有多重要。直到最近两年,美国对华为等企业进行“技术封锁”,我们才意识到,一颗小小的芯片,居然能决定一家企业甚至一个行业的命运。

如今,随着全球疫情蔓延,“缺芯荒”已经从电子消费品行业向外延伸,影响到各行各业的发展,波及了生活中的方方面面,包括我们最重要的出行工具——汽车。

近日,国内外汽车“芯片门”、“减配门”频发,则是这一变化的集中体现。

本月初,央视财经频道因“芯片货不对板”公开“点名”欧拉,指出其“玩文字游戏的行为或涉嫌消费欺诈”。

不久前,有海外媒体报道,特斯拉最近一批Model 3/ Model Y“偷偷”取消了USB接口以及手机无线充电功能,并且价格没有变化。而国内特斯拉车型,则悄无声息减少了扬声器数量。

近日,据外媒报道,受芯片短缺影响,通用旗下多款车型将取消座椅加热/通风、方向盘加热等功能。

最近,又是长城,旗下哈弗H6S车型也被用户曝出存在“涉嫌芯片虚假宣传”行为。

我们暂且不讨论车企的营销话术、补偿方案等是否合理,看问题要从根上找原因。

为什么会缺芯?是大家对芯片的好奇;

怎么能不缺芯?是车企们要解决的难题;

什么时候能不缺芯?背后有怎样的逻辑?

为什么缺“芯”?

人们普遍将汽车行业缺芯的原因归结为“疫情”,但这只是其中一方面的原因。如今的缺芯荒,实则是供需两侧的情况同时发生了变化所致。

在需求侧,扼住无数车企命运咽喉的芯片,与飞速发展的汽车智能化技术一样,正在经历时代的变迁。

在上世纪60年代,汽车工程师们就发现,想要赋予汽车强悍的动力并非难事,只要往发动机舱里塞进更多、更粗的气缸,就可以实现马力的跃升。但如何在提升动力的同时,提升节油性并优化输出特性呢?似乎只有一个办法——电子化。

当传感器技术逐渐成熟,发动机的进气量、喷油量、节气门开闭时间等参数都可以被电控系统监测,这时只要加上一个能够集中处理这些数据的“电脑”,系统就可以对发动机各部件进行精准控制,从而大幅提高其工作效率和调校空间。

而这个“电脑”,就是ECU,我们常说的行车电脑。而今天全球紧缺的芯片,就是为ECU提供算力的部件,可以理解为行车电脑中的“大脑”。

1968年,大众旗下的一款车首次应用了ECU。然而随着汽车电子设备的增加,汽车芯片的职责不再只是控制动力系统,包括车辆内外的各个部件,都需要芯片去进行调度,大到动力总成、空调系统、车窗大灯,小到仪表盘、雨刮器、电尾门等等。

据德勤数据统计,2012年汽车智能化技术尚未普及时,燃油车单车平均搭载芯片量就已经达到了438个,新能源车则为567个。

而当汽车“新四化”浪潮席卷而来,汽车产业对于芯片的需求愈演愈烈。例如当下最热的以Mobileye EyeQ4、英伟达Xavier、地平线征程3为代表的辅助驾驶芯片,以及以高通骁龙8155/8295系列为代表的智能座舱芯片,就是最近几年才诞生的产物。

该机构预估,至2022年,燃油车平均搭载芯片量将达到934个,而新能源车则激增到1459个,均比十年前翻了一倍还多。

而且可以看出,新能源车对于芯片的需求量要远大于燃油车。多出来的这部分,主要是IGBT等功率半导体芯片,其作用为实现交直流电和高低电压的转换,对于新能源车的充放电性能起着至关重要的作用。

今年6月以来,国内新能源汽车月销量连续刷新历史记录,渗透率不断提高。中汽协预计,全年新能源汽车销量有望达到340万辆,同比增长160%,这也进一步加剧了芯片短缺的情况。

另外,随着5G技术的快速普及,手机等电子消费品的功能也被进一步开发,其对于芯片的需求量也随之增加。

小米集团合伙人、高级副总裁卢伟冰此前曾谈到,“今天全球市场正从4G到5G手机过渡,但是一部5G手机所需要的芯片数量大约是4G手机的2倍,一部Redmi Note10 Pro就需要114个芯片。”

当下,有四大类产品是芯片的需求大户,分别是手机、高性能计算、汽车和AIoT(人工智能物联网)。手机行业尚且没能摆脱缺芯困扰,汽车行业自然也无法“幸免于难”。

怎么能不缺芯?

当下,车企应对“缺芯荒”的解决方案大致有着两种:一种是“自食其力”派,另一种则是“抱大腿”派。

最近,研究公司Gartner给出预测:到2025年,全球前10名车企中,将有一半开始设计自己的芯片。

特斯拉毫无疑问是当下车企自研芯片的代表,而在国内,包括比亚迪、吉利、北汽、上汽等传统车企,以及蔚来、小鹏、零跑等新势力车企,也走上了自研芯片的道路。

其中,比亚迪旗下的比亚迪半导体,主攻功率半导体芯片。其早在2005年就成立了IGBT团队,2018年推出车规级IGBT4.0芯片。虽然彼时,其技术水平仅达到国际第五代,与世界领先的第七代差距明显。但随着800V高压充电等技术的普及,具有耐高压、耐高温优势的碳化硅芯片将全面取代硅基IGBT,而这也给了比亚迪等国内车企“弯道超车”的机会。

2020年,比亚迪就成为国内首个大规模量产自研碳化硅芯片的车企,旗下汉EV等车型在碳化硅芯片的加持下,续航能力提升10%,并拥有更快的充电速度和更强的动力性。

此外,蔚来首台碳化硅电驱系统C样件在今年6月下线,并将率先搭载在明年开始交付的蔚来ET7上面;而吉利也有自研碳化硅芯片的计划,产品预计在2023年实现量产。

不同于比亚迪,蔚来和吉利自研芯片的领域更加广泛。

其中,蔚来在2020年就开始规划自研自动驾驶芯片,为了加速项目落地,蔚来先后引入了原自动驾驶公司Momenta研发总监、前OPPO硬件总监、小米芯片和前瞻研究部门总经理等相关领域的专业人士。

而吉利旗下的芯擎科技,则在近日发布了国内首款7nm车规级智能座舱芯片“龍鹰一号”,预计2022年三季度实现量产,率先在吉利品牌车型中搭载后,也将在领克等旗下品牌中陆续“上车”。

以上车企可谓“国货当自强”的代表,通过技术研发摆脱被“卡脖子”的困局,对于企业的长期意义不言而喻。但是这件“难且正确”的事情,其难度也是超乎想象的。

某业内人士曾表示“这个行业的门槛极高,不是随便就能进入,前期投入太大,不是一般企业可以负担”,这也是为什么很多车企都在自研芯片,但做出成绩的却屈指可数的原因。

况且,就算在研发环节实现了突破,也有诸多外力限制着芯片的量产装车。

例如现在大热的碳化硅芯片,其衬底原材料依旧被国外厂商所控制:韩国Cree、美国II-VI、日本Si-Crystal合计占据90%的出货量,“寡头垄断”的局面短期内无法改变,国内车企依旧存在被“卡脖子”的风险。除比亚迪以外,在原材料方面基本都需要外部供应商的支持。

但好消息是,目前我国也有不少企业如天科合达和山东天岳等,也在陆续入局该领域,为国内车企自研芯片提供原材料支持。

而在制造端,比如吉利自研的“龍鹰一号”,通常这种7nm制程芯片需要高端光刻机才能量产。

但由于国外的“技术封锁”,我国大陆企业无法进口高端光刻机,同时目前最先进的国产光刻机也仅仅能量产28nm制程芯片,所以吉利只能找台积电为其代工。而台积电作为全球第一大芯片代工厂,其主要大客户基本来自于苹果、AMD、高通等美国企业,吉利在其中的位置相对被动。如果未来台积电产能不足,那么其优先服务于美国企业的可能性更大。

既然车企自研芯片“道阻且长”,那么直接“抱大腿”就是一个见效更快的方法了。

最近,研究公司Gartner表示:芯片供应的不确定性,和车企对于芯片需求的大量增长,导致车企加紧了与芯片制造商之间的联系。

在新能源车普及之前,两者之间的关系并不算紧密。前者在车企产业链条中,一般属于三级或者四级供应商的角色,通常是由一、二级零部件供应商自己搞定芯片,再把制作好的产品整个交给主机厂,车企很少直接跟芯片供应商产生交集。

但现如今汽车产业结构发生巨变,芯片供应商的地位扶摇直上,一下子成了无数车企争相拥抱的“大腿”。

这时,芯片企业在车企供应链中就变成了“Tier 1”,车企需要直接和前者对接,以最大化保证芯片供应,同时提高技术适配性以满足越发复杂的智能化需求。

那么主机厂如何加深与芯片公司之间的绑定呢?最简单的办法,直接给对方“输血”,从战略层面使双方达成合作关系。

最典型的案例,长城汽车在今年2月,参与了地平线的C轮融资。根据合作协议,双方将依托各自在汽车、人工智能领域的优势,开发市场领先的智能汽车产品。

表面看是车企跟芯片商的“强强联合”,但促成合作的导火索,则是长城汽车在当下“缺芯”局面中,急需扩充其芯片供应商名单,尽可能保证在车企间的“抢芯大战”中占得先机。与长城类似的,包括上汽、比亚迪等车企也参与过地平线的融资。

“缺芯荒”何时了?

据汽车咨询机构AutoForecast Solutions统计,今年全球汽车市场累计减产量,预计为1126.3万辆,相当于大众、丰田等巨头全年的产销规模。

首先可以肯定的是,“缺芯荒”将延续至2022年。不过,整体情况在向好的方向发展。

今年上半年,“缺芯”问题主要集中在晶圆等前端产能,下半年晶圆产能逐步恢复,但后端封装和测试流程又成为新的挑战。据悉,当前芯片的封装和测试工作,集中在中日韩等东亚国家和新马泰等东南亚国家。

相比之下,东南亚国家的疫苗接种率偏低,疫情起伏较大,在很大程度上影响了芯片供应。不过,随着疫苗接种率的提升,该地区的疫情已经趋于稳定。

以马来西亚为例,该地从9月底开始,单日新增确诊人数持续下降,已经从15000人左右降至3000人左右,10月中旬和10月底有过两次强烈波动,但最近一个多月以来,其疫情控制还算稳定。马卫生部总监努尔·希沙姆表示:截至10月中旬,马来西亚已有超过七成人口完成疫苗接种。

国际金融服务公司摩根士丹利近日发布数据显示,全球约30%的汽车、服务器芯片需要在马来西亚完成封装测试。在疫情得到控制后,马来西亚相关工厂的平均产能利用率,已经由51%恢复至近90%。

而随着东南亚疫情得到控制,我国汽车产量也在最近两个月持续回升。车市有“金九银十”的说法,按照一般规律,9月份汽车产销量环比8月份会出现爆发式增长,但10月份环比9月份,以及11月份环比10月份,都不会有明显变化。

根据乘联会数据,算得去年10月和11月国内乘用车产量分别环比增长1.0%和11.5%。而到了今年,这两项数据分别为14.4%和14.2%,进一步佐证了东南亚疫情向好为我国汽车产业带来的积极影响。

由此,乘联会秘书长崔东树也给出其个人判断:乘用车市场芯片供给最黑暗时刻已经过去。既然已经出现好转的势头,“芯片荒”何时才能结束呢?或许,永远都不会彻底结束了。

按照中汽中心预测,未来汽车芯片供应出现10%-20%的缺口,可能会成为常态。

考虑到汽车芯片需求的急剧攀升,以及新冠病毒的不确定性(有可能成为长期流行病),该预测不无根据。例如最近的奥密克戎变种病毒,未来大概率还会有其他新病毒出现,会持续影响全球的工业生产。

虽然短期来看,彻底告别“芯片荒”不太现实。但恢复到一个接近于正常水平的生产力,应该不会太久了。

中汽中心表示:预计到明年三季度,芯片供应将得到大幅缓解。另外,摩根大通也预计,芯片供应情况可能在2022年下半年得到根本性改善。

可以看出,国内外专业机构几乎都把“缺芯荒”大幅改善的时间节点,锁定在了“明年下半年”。

另外,面对有可能常态化的“缺芯荒”,全球各国对新冠病毒的防范意识、防疫措施、医疗技术也在不断加强,新病毒的出现不会再造成巨大恐慌,只是我们需要做好“打持久战”的准备。

最后延伸一点思考:车企“缺芯荒”,表面看是由疫情突袭导致,但根本原因则在于汽车技术的革新,带来了汽车产业链结构的重塑,以及车企对此变化的准备不足。如果是疫情单方面原因,为何偏偏只有芯片、雷达等智能化技术相关硬件“中招”呢?

随着智能电动车的快速发展,未来将不断有新技术涌现,那么相应的产业链结构也会一次又一次被重塑。例如,V2X技术、线控底盘技术、虚拟现实技术等。

疫情,只是充当了这一趋势的“放大镜”。即使没有疫情,也未必就不会出现“缺芯荒”。如果车企们能通过“缺芯荒”提前意识到产业链的重要性和变化,未必不是一件好事。

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