當下，汽車業(yè)正大踏步向“新四化”邁進，芯片扮演著越來越重要的角色。然而，在芯片短缺的大背景下，目前全球汽車業(yè)正“芯”事重重，一場加持新技術、新方向的全球競爭正在拉開帷幕，而芯片成為奪取“賽點”的關鍵。
全球車企因缺“芯”接連停產
因芯片短缺而引發(fā)的停產危機正席卷全球汽車業(yè)。
近日，日本媒體報道稱，本田位于日本國內的一家主力工廠將于2021年2月上旬停工5天，馬自達在全球的多家工廠下個月也將減產。此外，豐田、日產和斯巴魯也都出現了減產情況。
截至目前，至少已有5家日系車企受芯片短缺影響減少了汽車產量。日本三菱日聯摩根士丹利證券公司最新發(fā)布的報告稱，預計芯片短缺將導致日本車企減產約50萬輛，占到全球減產總量的1/3。
當下，不只是日系車企，包括大眾、寶馬、福特、菲亞特克萊斯勒等在內，全球所有車企幾乎都受到了芯片短缺的影響。
今年1月，福特公司已要求其設在德國薩爾路易的工廠停產一個月。這家工廠主要生產福特在歐洲最受歡迎的?？怂蛊放?，雇用了大約5000名工人。福特公司稱，這家工廠會從1月18日關閉至2月19日。在這之前，福特已被迫關閉了位于美國肯塔基州路易斯維爾的一家SUV工廠。
緊隨其后，奧迪也成為又一家由于芯片短缺而導致生產延誤的汽車制造商。據英國《泰晤士報》網站1月19日報道，由于未能獲得足夠的芯片來繼續(xù)生產汽車，奧迪已有1萬多名員工處于閑置狀態(tài)，其位于德國和墨西哥的工廠生產和換班方式將受到影響。
國內市場同樣不容樂觀。早在2020年5月，中國商用車市場就出現了芯片供應不足的問題，主流中、重卡制造商均遭遇車載半導體短缺窘境;2020年12月，受芯片供應不足影響，大眾中國方面稱，因一些特定汽車電子元件的芯片供應不足，導致一些汽車生產面臨中斷的風險;東風本田、廣汽本田等合資車企近來也證實，因芯片供應緊張，部分車型生產受到了影響。
事實上，全球汽車業(yè)因缺“芯”導致的問題比想象的要嚴重許多。大眾中國CEO馮思翰目前表示，由于缺少芯片，約有1.5萬輛汽車面臨減產;而在2020年12月，缺“芯”問題就讓大眾在中國的產量損失了5萬輛。
瑞銀(UBS)分析師稱，由于芯片供應短缺，全球車企可能在今年一季度損失10萬輛汽車的產量，約占全球一季度產量的4%。
美國伯恩斯坦研究公司則預計，2021年全球范圍內的汽車芯片短缺將造成多達450萬輛汽車產量的損失，相當于全球汽車年產量的5%。
危機凸顯汽車芯片重要性
技術的進步日益推高了芯片在汽車制造業(yè)中的重要性。早在20多年前，隨著汽車進入電控時代，芯片就成為汽車的決策大腦以及遍布全車的神經系統(tǒng)，其中就包括我們所熟知的ECU(電子控制單元)和MCU(微控制單元)。
據了解，所謂ECU(Electronic Control Unit)，又稱“行車電腦”或“車載電腦”，通常用于中高級轎車的發(fā)動機上，在防抱死制動系統(tǒng)、4輪驅動系統(tǒng)、電控自動變速器、主動懸架系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、多向可調電控座椅等設備上也會配備ECU。
而MCU(Microcontroller Unit)則是大腦的大腦，即ECU的大腦，它將中央處理器(CPU)的頻率與規(guī)格做適當縮減，并把內存、計數器、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級計算機，為不同的應用場合做不同的組合控制。以汽車為例，一輛汽車通常有約60個ECU(電子控制單元)，每個ECU分管不同的職能。作為運算大腦，MCU芯片則嵌入在ECU中，接受到信息后，MCU進行運算處理并輸出信號，從而驅動電池閥、電動機、開關等被控元件工作。
如今，以電動化、網聯化、智能化、共享化為特征的“新四化”已成為全球汽車產業(yè)的主流趨勢，車規(guī)級芯片(即車用芯片)更是不可或缺，被廣泛應用于多媒體娛樂、自動泊車、發(fā)動機和變速箱控制、安全氣囊、駕駛輔助、胎壓控制等多個重要系統(tǒng)中，尤其是在汽車智能化過程中，芯片的性能將直接影響自動駕駛系統(tǒng)的好壞。
既然如此重要，汽車芯片為何會如此緊缺?
中國汽車工業(yè)協(xié)會分析認為，疫情是導致此次車載芯片短缺的重要原因：疫情的持續(xù)導致投資方謹慎，而芯片行業(yè)對汽車市場的預測偏保守，對良好的市場發(fā)展趨勢預判準備不足;在5G的推動下，全球電子消費領域對芯片的需求迅速增加，并搶占了部分汽車芯片產能，且這種趨勢在2021年會進一步加劇;歐洲和東南亞一直飽受疫情影響，許多芯片供應商不得不降低產能或干脆關停工廠，進一步導致了芯片供需的失衡。
除此之外，技術演變也是汽車芯片短缺的原因之一。目前，車用芯片大多采用8英寸晶圓制造，但全球芯片企業(yè)近些年主要將資金用在更高端的12英寸晶圓的布局上，在一定程度上抑制了8英寸晶圓的產能擴展，且短期不可逆。
更加嚴峻的是，此次芯片的短缺或許不能在短時間內改善，因為汽車芯片是定制產品，一顆完整的芯片制造流程包括芯片設計、晶圓代工以及封裝測試等多個步驟，而受限于產能，部分芯片交易周期均在數月以上。因此，業(yè)界普遍認為，汽車市場的缺“芯”將會常態(tài)化。
國產芯片替代提上日程
從當前市場供需情況來看，車規(guī)級芯片的供應已成為全球各大車企的“命脈”所在。因此，部分車企加快了這一領域的布局。比如，寶馬公司投資了英國人工智能芯片硬件設計初創(chuàng)公司Graphcore;奧迪與三星電子達成合作協(xié)議，由三星電子向奧迪供應無人駕駛所需的Exynos處理器。
對于中國汽車市場而言，這場危機則意味著國產芯片的替代問題再次被提上日程。
國家新能源汽車技術創(chuàng)新中心總經理原誠寅認為，汽車芯片市場孕育著巨大的市場機會和潛力空間，同時也是未來汽車競爭的主賽場，中國企業(yè)勢必要把握住機會。
數據表明，中國自主汽車芯片產業(yè)規(guī)模僅占全球的4.5%，而中國汽車產業(yè)規(guī)模卻占全球市場30%以上，汽車芯片占比與汽車產業(yè)占比之間存在著巨大的差距。
面對這一局面，一些中國車企開始自研芯片。據透露，比亞迪已在芯片方面擁有一整套產業(yè)鏈，不僅可以自給自足，同時還有余量可以外供。
比亞迪可以說是較早入局半導體芯片行業(yè)的自主車企之一。早在2004年，比亞迪就成立了半導體公司，2005年開始研發(fā)IGBT(絕緣柵雙極晶體管)，2007年同步進行車規(guī)級MCU的研發(fā)。據比亞迪披露的數據顯示，比亞迪目前以IGBT為主的車規(guī)級功率器件累計裝車量超過了100萬輛，車規(guī)級MCU的裝車量也已突破500萬顆。
除比亞迪外，一些車企也進行了相關布局。2018年，上汽集團同英飛凌成立了車用IGBT合資公司——上汽英飛凌汽車功率半導體(上海)有限公司;2020年5月，北汽集團同Imagination集團聯手進行自動駕駛芯片和語言交互芯片的研發(fā);2020年10月，吉利汽車也與ARM中國共同出資成立了芯擎科技，并圍繞自動駕駛、微控制器、智能座艙等芯片領域制定了長遠的研發(fā)及量產計劃。
不過，原誠寅透露，汽車芯片包括芯片設計、評測標準、質量認證、車規(guī)制造工藝幾大核心環(huán)節(jié)。通常情況下，車規(guī)級芯片要實現上車服務，最快也需要兩到三年時間。在他看來，目前最重要的是，自主芯片企業(yè)需要告別以往“單打獨斗”的局面，構建一個完整的創(chuàng)新生態(tài)和合作鏈條，推動上下游產業(yè)協(xié)同發(fā)展。
而在國內知名芯片制造商地平線的創(chuàng)始人兼CEO余凱看來，“如同智能手機產業(yè)里真正自研芯片的企業(yè)很少一樣，汽車芯片的研發(fā)制造絕大部分還是會走分工協(xié)作的道路，專業(yè)的分工才能帶來效率的提升”。
盡管對汽車芯片發(fā)展方向的看法有所不同，但市場人士認為，加強自主芯片的研發(fā)實力是長久之計，需要警惕“畢其功于一役”的投機思維，而自主芯片廠商燃起的星星之火，將會乘著“新四化”的東風，從單點突破到生態(tài)突圍，逐漸實現燎原之勢。(記者 傅勇)
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