撰文 | 趙哲峰
編輯 | 楊博丞
題圖 | IC Photo
過去不為人知的芯片，正從幕后走到臺前。它重塑了汽車產業鏈，也讓我們的生活有了改變。 在過去，人們并沒有意識到芯片有多重要。直到最近兩年，美國對華為等企業進行“技術封鎖”，我們才意識到，一顆小小的芯片，居然能決定一家企業甚至一個行業的命運。 如今，隨著全球疫情蔓延，“缺芯荒”已經從電子消費品行業向外延伸，影響到各行各業的發展，波及了生活中的方方面面，包括我們最重要的出行工具——汽車。 近日，國內外汽車“芯片門”、“減配門”頻發，則是這一變化的集中體現。 本月初，央視財經頻道因“芯片貨不對板”公開“點名”歐拉，指出其“玩文字游戲的行為或涉嫌消費欺詐”。 不久前，有海外媒體報道，特斯拉最近一批Model 3/ Model Y“偷偷”取消了USB接口以及手機無線充電功能，并且價格沒有變化。而國內特斯拉車型，則悄無聲息減少了揚聲器數量。 近日，據外媒報道，受芯片短缺影響，通用旗下多款車型將取消座椅加熱/通風、方向盤加熱等功能。 最近，又是長城，旗下哈弗H6S車型也被用戶曝出存在“涉嫌芯片虛假宣傳”行為。 我們暫且不討論車企的營銷話術、補償方案等是否合理，看問題要從根上找原因。 為什么會缺芯？是大家對芯片的好奇； 怎么能不缺芯？是車企們要解決的難題； 什么時候能不缺芯？背后有怎樣的邏輯？ 為什么缺“芯”？ 人們普遍將汽車行業缺芯的原因歸結為“疫情”，但這只是其中一方面的原因。如今的缺芯荒，實則是供需兩側的情況同時發生了變化所致。 在需求側，扼住無數車企命運咽喉的芯片，與飛速發展的汽車智能化技術一樣，正在經歷時代的變遷。 在上世紀60年代，汽車工程師們就發現，想要賦予汽車強悍的動力并非難事，只要往發動機艙里塞進更多、更粗的氣缸，就可以實現馬力的躍升。但如何在提升動力的同時，提升節油性并優化輸出特性呢？似乎只有一個辦法——電子化。 當傳感器技術逐漸成熟，發動機的進氣量、噴油量、節氣門開閉時間等參數都可以被電控系統監測，這時只要加上一個能夠集中處理這些數據的“電腦”，系統就可以對發動機各部件進行精準控制，從而大幅提高其工作效率和調校空間。 而這個“電腦”，就是ECU，我們常說的行車電腦。而今天全球緊缺的芯片，就是為ECU提供算力的部件，可以理解為行車電腦中的“大腦”。 據德勤數據統計，2012年汽車智能化技術尚未普及時，燃油車單車平均搭載芯片量就已經達到了438個，新能源車則為567個。 而當汽車“新四化”浪潮席卷而來，汽車產業對于芯片的需求愈演愈烈。例如當下最熱的以Mobileye EyeQ4、英偉達Xavier、地平線征程3為代表的輔助駕駛芯片，以及以高通驍龍8155/8295系列為代表的智能座艙芯片，就是最近幾年才誕生的產物。 該機構預估，至2022年，燃油車平均搭載芯片量將達到934個，而新能源車則激增到1459個，均比十年前翻了一倍還多。 而且可以看出，新能源車對于芯片的需求量要遠大于燃油車。多出來的這部分，主要是IGBT等功率半導體芯片，其作用為實現交直流電和高低電壓的轉換，對于新能源車的充放電性能起著至關重要的作用。 ▲國內新能源車市場份額變化 | 圖源：乘聯會 今年6月以來，國內新能源汽車月銷量連續刷新歷史記錄，滲透率不斷提高。中汽協預計，全年新能源汽車銷量有望達到340萬輛，同比增長160%，這也進一步加劇了芯片短缺的情況。 另外，隨著5G技術的快速普及，手機等電子消費品的功能也被進一步開發，其對于芯片的需求量也隨之增加。 小米集團合伙人、高級副總裁盧偉冰此前曾談到，“今天全球市場正從4G到5G手機過渡，但是一部5G手機所需要的芯片數量大約是4G手機的2倍，一部Redmi Note10 Pro就需要114個芯片。” 當下，有四大類產品是芯片的需求大戶，分別是手機、高性能計算、汽車和AIoT（人工智能物聯網）。手機行業尚且沒能擺脫缺芯困擾，汽車行業自然也無法“幸免于難”。 怎么能不缺芯？ 當下，車企應對“缺芯荒”的解決方案大致有著兩種：一種是“自食其力”派，另一種則是“抱大腿”派。 最近，研究公司Gartner給出預測：到2025年，全球前10名車企中，將有一半開始設計自己的芯片。 特斯拉毫無疑問是當下車企自研芯片的代表，而在國內，包括比亞迪、吉利、北汽、上汽等傳統車企，以及蔚來、小鵬、零跑等新勢力車企，也走上了自研芯片的道路。 其中，比亞迪旗下的比亞迪半導體，主攻功率半導體芯片。其早在2005年就成立了IGBT團隊，2018年推出車規級IGBT4.0芯片。雖然彼時，其技術水平僅達到國際第五代，與世界領先的第七代差距明顯。但隨著800V高壓充電等技術的普及，具有耐高壓、耐高溫優勢的碳化硅芯片將全面取代硅基IGBT，而這也給了比亞迪等國內車企“彎道超車”的機會。 2020年，比亞迪就成為國內首個大規模量產自研碳化硅芯片的車企，旗下漢EV等車型在碳化硅芯片的加持下，續航能力提升10%，并擁有更快的充電速度和更強的動力性。 此外，蔚來首臺碳化硅電驅系統C樣件在今年6月下線，并將率先搭載在明年開始交付的蔚來ET7上面；而吉利也有自研碳化硅芯片的計劃，產品預計在2023年實現量產。 不同于比亞迪，蔚來和吉利自研芯片的領域更加廣泛。 其中，蔚來在2020年就開始規劃自研自動駕駛芯片，為了加速項目落地，蔚來先后引入了原自動駕駛公司Momenta研發總監、前OPPO硬件總監、小米芯片和前瞻研究部門總經理等相關領域的專業人士。 以上車企可謂“國貨當自強”的代表，通過技術研發擺脫被“卡脖子”的困局，對于企業的長期意義不言而喻。但是這件“難且正確”的事情，其難度也是超乎想象的。 某業內人士曾表示“這個行業的門檻極高，不是隨便就能進入，前期投入太大，不是一般企業可以負擔”，這也是為什么很多車企都在自研芯片，但做出成績的卻屈指可數的原因。 況且，就算在研發環節實現了突破，也有諸多外力限制著芯片的量產裝車。 例如現在大熱的碳化硅芯片，其襯底原材料依舊被國外廠商所控制：韓國Cree、美國II-VI、日本Si-Crystal合計占據90%的出貨量，“寡頭壟斷”的局面短期內無法改變，國內車企依舊存在被“卡脖子”的風險。除比亞迪以外，在原材料方面基本都需要外部供應商的支持。 但好消息是，目前我國也有不少企業如天科合達和山東天岳等，也在陸續入局該領域，為國內車企自研芯片提供原材料支持。 而在制造端，比如吉利自研的“龍鷹一號”，通常這種7nm制程芯片需要高端光刻機才能量產。 但由于國外的“技術封鎖”，我國大陸企業無法進口高端光刻機，同時目前最先進的國產光刻機也僅僅能量產28nm制程芯片，所以吉利只能找臺積電為其代工。而臺積電作為全球第一大芯片代工廠，其主要大客戶基本來自于蘋果、AMD、高通等美國企業，吉利在其中的位置相對被動。如果未來臺積電產能不足，那么其優先服務于美國企業的可能性更大。 既然車企自研芯片“道阻且長”，那么直接“抱大腿”就是一個見效更快的方法了。 最近，研究公司Gartner表示：芯片供應的不確定性，和車企對于芯片需求的大量增長，導致車企加緊了與芯片制造商之間的聯系。 在新能源車普及之前，兩者之間的關系并不算緊密。前者在車企產業鏈條中，一般屬于三級或者四級供應商的角色，通常是由一、二級零部件供應商自己搞定芯片，再把制作好的產品整個交給主機廠，車企很少直接跟芯片供應商產生交集。 但現如今汽車產業結構發生巨變，芯片供應商的地位扶搖直上，一下子成了無數車企爭相擁抱的“大腿”。 這時，芯片企業在車企供應鏈中就變成了“Tier 1”，車企需要直接和前者對接，以最大化保證芯片供應，同時提高技術適配性以滿足越發復雜的智能化需求。 那么主機廠如何加深與芯片公司之間的綁定呢？最簡單的辦法，直接給對方“輸血”，從戰略層面使雙方達成合作關系。 最典型的案例，長城汽車在今年2月，參與了地平線的C輪融資。根據合作協議，雙方將依托各自在汽車、人工智能領域的優勢，開發市場領先的智能汽車產品。 “缺芯荒”何時了？ 據汽車咨詢機構AutoForecast Solutions統計，今年全球汽車市場累計減產量，預計為1126.3萬輛，相當于大眾、豐田等巨頭全年的產銷規模。 首先可以肯定的是，“缺芯荒”將延續至2022年。不過，整體情況在向好的方向發展。 今年上半年，“缺芯”問題主要集中在晶圓等前端產能，下半年晶圓產能逐步恢復，但后端封裝和測試流程又成為新的挑戰。據悉，當前芯片的封裝和測試工作，集中在中日韓等東亞國家和新馬泰等東南亞國家。 相比之下，東南亞國家的疫苗接種率偏低，疫情起伏較大，在很大程度上影響了芯片供應。不過，隨著疫苗接種率的提升，該地區的疫情已經趨于穩定。 國際金融服務公司摩根士丹利近日發布數據顯示，全球約30%的汽車、服務器芯片需要在馬來西亞完成封裝測試。在疫情得到控制后，馬來西亞相關工廠的平均產能利用率，已經由51%恢復至近90%。 而隨著東南亞疫情得到控制，我國汽車產量也在最近兩個月持續回升。車市有“金九銀十”的說法，按照一般規律，9月份汽車產銷量環比8月份會出現爆發式增長，但10月份環比9月份，以及11月份環比10月份，都不會有明顯變化。 由此，乘聯會秘書長崔東樹也給出其個人判斷：乘用車市場芯片供給最黑暗時刻已經過去。既然已經出現好轉的勢頭，“芯片荒”何時才能結束呢？或許，永遠都不會徹底結束了。 按照中汽中心預測，未來汽車芯片供應出現10%-20%的缺口，可能會成為常態。 考慮到汽車芯片需求的急劇攀升，以及新冠病毒的不確定性（有可能成為長期流行病），該預測不無根據。例如最近的奧密克戎變種病毒，未來大概率還會有其他新病毒出現，會持續影響全球的工業生產。 雖然短期來看，徹底告別“芯片荒”不太現實。但恢復到一個接近于正常水平的生產力，應該不會太久了。 中汽中心表示：預計到明年三季度，芯片供應將得到大幅緩解。另外，摩根大通也預計，芯片供應情況可能在2022年下半年得到根本性改善。 可以看出，國內外專業機構幾乎都把“缺芯荒”大幅改善的時間節點，鎖定在了“明年下半年”。 另外，面對有可能常態化的“缺芯荒”，全球各國對新冠病毒的防范意識、防疫措施、醫療技術也在不斷加強，新病毒的出現不會再造成巨大恐慌，只是我們需要做好“打持久戰”的準備。 最后延伸一點思考：車企“缺芯荒”，表面看是由疫情突襲導致，但根本原因則在于汽車技術的革新，帶來了汽車產業鏈結構的重塑，以及車企對此變化的準備不足。如果是疫情單方面原因，為何偏偏只有芯片、雷達等智能化技術相關硬件“中招”呢？ 隨著智能電動車的快速發展，未來將不斷有新技術涌現，那么相應的產業鏈結構也會一次又一次被重塑。例如，V2X技術、線控底盤技術、虛擬現實技術等。 疫情，只是充當了這一趨勢的“放大鏡”。即使沒有疫情，也未必就不會出現“缺芯荒”。如果車企們能通過“缺芯荒”提前意識到產業鏈的重要性和變化，未必不是一件好事。
1968年，大眾旗下的一款車首次應用了ECU。然而隨著汽車電子設備的增加，汽車芯片的職責不再只是控制動力系統，包括車輛內外的各個部件，都需要芯片去進行調度，大到動力總成、空調系統、車窗大燈，小到儀表盤、雨刮器、電尾門等等。 
而吉利旗下的芯擎科技，則在近日發布了國內首款7nm車規級智能座艙芯片“龍鷹一號”，預計2022年三季度實現量產，率先在吉利品牌車型中搭載后，也將在領克等旗下品牌中陸續“上車”。 
表面看是車企跟芯片商的“強強聯合”，但促成合作的導火索，則是長城汽車在當下“缺芯”局面中，急需擴充其芯片供應商名單，盡可能保證在車企間的“搶芯大戰”中占得先機。與長城類似的，包括上汽、比亞迪等車企也參與過地平線的融資。
以馬來西亞為例，該地從9月底開始，單日新增確診人數持續下降，已經從15000人左右降至3000人左右，10月中旬和10月底有過兩次強烈波動，但最近一個多月以來，其疫情控制還算穩定。馬衛生部總監努爾·希沙姆表示：截至10月中旬，馬來西亞已有超過七成人口完成疫苗接種。 
根據乘聯會數據，算得去年10月和11月國內乘用車產量分別環比增長1.0%和11.5%。而到了今年，這兩項數據分別為14.4%和14.2%，進一步佐證了東南亞疫情向好為我國汽車產業帶來的積極影響。
