發(fā)展獨立自主的汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈，必須成為我國汽車產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)普遍而清醒的共識。

自2020年12月大眾汽車曝出芯片短缺問題后，全球“芯片荒”愈演愈烈，汽車巨頭們相繼進入減產(chǎn)甚至停產(chǎn)的窘境。

先是大眾汽車公開表示，2021年第一季度削減汽車產(chǎn)能10萬輛；剛進入2021年1月，一汽大眾旗下捷達品牌成都工廠又傳出部分車型的產(chǎn)能壓縮到正常時期30%～50%的消息。

過去十天內(nèi)，類似的消息紛至沓來：奧迪位于內(nèi)卡蘇爾姆和英戈爾施塔特的工廠約10000名員工被迫無薪休假，從1月底開始，這里的生產(chǎn)將部分停止；福特在肯塔基州路易斯維爾、生產(chǎn)福特Escape和林肯Corsair小型SUV的裝配廠也進入停工狀態(tài)；菲亞特克萊斯勒已暫時關(guān)閉安大略省布蘭普頓的工廠和墨西哥Toluca的小型SUV工廠；戴姆勒也將削減其位于不來梅和拉施塔特工廠的產(chǎn)能，甚至可能在2月初將工廠關(guān)閉一段時間。

連日本車企也未能逃脫“芯片荒”。豐田在中國的數(shù)條生產(chǎn)線已因芯片缺貨而關(guān)閉，還計劃將德克薩斯州生產(chǎn)的坦途卡車的產(chǎn)量削減40%；本田方面宣布，由于用于車輛控制系統(tǒng)的半導體供給不足，其位于三重縣的鈴鹿制作所1月份計劃減產(chǎn)4000輛左右小型車；日產(chǎn)汽車也透露，1月份將減產(chǎn)小轎車5000輛；斯巴魯在日本群馬縣的兩家整車工廠和一家發(fā)動機及傳動系統(tǒng)工廠全面停產(chǎn)……

人仰馬翻之下，行業(yè)內(nèi)開始盛傳“美國將向半導體廠商施壓，優(yōu)先保障歐美日本車企芯片供應，中國車企可能會成為犧牲品”的說法。

且不論傳言是否為真。就當下局勢而言，國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)確實已經(jīng)到了緊要關(guān)頭，發(fā)展獨立自主汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈，必須成為我國汽車產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)普遍而清醒的共識。

荒自“天災”“人禍”

此次汽車芯片缺貨，并非一兩家汽車主機廠面臨的問題，也不只是中國汽車產(chǎn)業(yè)的問題，而是全球全行業(yè)共同遭遇的困局。之所以造成這種局面，既有疫情全球蔓延這種“天災”因素，也是汽車廠商、半導體廠商們錯判市場行情、“貿(mào)易摩擦”的“人禍”導致。

受新冠肺炎疫情影響，全球汽車銷量大幅下滑，各大車廠紛紛下調(diào)了指標，降低了汽車芯片采購量，個別車企為了防止疫情蔓延也不得不關(guān)閉工廠。在主機廠削減訂單的情況下，全球半導體原材料、制造、封裝測試廠商均下調(diào)了產(chǎn)能指標。

另一方面，受貿(mào)易摩擦影響，國內(nèi)IT企業(yè)基于未雨綢繆的考慮大量囤積芯片，以實際需求量的2倍、3倍采購芯片，進而導致多類芯片價格上漲。渠道商看到有利可圖也紛紛加杠桿、下訂單，大量囤貨，試圖炒高芯片價格謀取暴利。

與此同時，疫情期間全球居家辦公人數(shù)大幅增加，全社會對居家辦公和居家娛樂的電子設(shè)備需求猛增，促使半導體公司大幅增加消費電子芯片產(chǎn)能。加之國內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)的鋪開，部分地區(qū)的運營商加緊備貨，增加了5G芯片需求。

一邊是汽車市場削減訂單，一邊是消費電子市場需求暴漲，在全球半導體市場總產(chǎn)能收縮的背景下，半導體公司自然把產(chǎn)能從汽車電子向消費電子傾斜。

然而計劃趕不上變化，在全球經(jīng)濟開始復蘇，特別是中國經(jīng)濟開始快速復蘇之后，全球汽車市場反彈的速度遠遠超過車企的預期。

就汽車整車廠而言，完成產(chǎn)能爬坡只需要兩三個月左右，但芯片制造商要完成產(chǎn)能爬坡卻沒這么迅速。一顆芯片從原材料到可以交付客戶，要經(jīng)過晶圓（原材料）生產(chǎn)——芯片設(shè)計——芯片制造——封裝測試等環(huán)節(jié)，這意味著，芯片制造商要擴充產(chǎn)能，前提條件是原材料廠商增加硅晶圓出貨量。整個產(chǎn)能爬坡過程，最快半年，慢則一兩年。

一快一慢間，全球車企的半導體備貨量不足，汽車產(chǎn)能無法滿足市場需求，于是爭相高價向半導體公司搶訂單。與此同時，渠道商為了利益最大化大肆進貨，屯積居奇，人為制造市場恐慌，“芯片荒”一時間沸反盈天。

此前，為了熬過疫情“寒冬”，不少半導體公司都已收縮產(chǎn)能，如今，市場需求激增，整個芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈都處于滿負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)：

硅晶圓供應商信越、勝高、環(huán)球晶圓、Silitronic、LG的產(chǎn)能均已吃緊；8英寸和12英寸晶圓制造產(chǎn)能均供不應求，聯(lián)電、世界先進（VIS）等芯片制造商開工率保持在接近甚至達到100%的高水平。

就目前來看，預計市場所需的額外供應量將需要6～9個月才能實現(xiàn)，潛在的供應瓶頸可能會持續(xù)到2021年第三季度。

短暫紅利的背后

市場緊俏下，臺積電、聯(lián)電、意法半導體、瑞薩、恩智浦、英飛凌等公司均已宣布漲價，就連在國際巨頭的夾縫中求生存的中芯國際、華虹半導體等大陸廠商，也在隨著市場大環(huán)境而水漲船高。

但實際上，必須警醒地看到，與芯片價格上漲帶給國產(chǎn)半導體暫時紅利這個“喜訊”不同，我國汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈本身并未在市場上占據(jù)話語權(quán)，汽車芯片基本被外商壟斷，國產(chǎn)汽車廠商仍舊受制于人。

一般而言，汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈可以分為三類：

第一類是電子元件供應商，主要負責設(shè)計和制造芯片，比如意法半導體、德州儀器、英飛凌、恩智浦、瑞薩；

第二類是系統(tǒng)集成商，主要進行汽車電子模塊化功能設(shè)計、生產(chǎn)及銷售，比如博世、大陸、日本電裝、德爾福等；

第三類是主機廠，如豐田、大眾、福特、本田、日產(chǎn)等車企，這些主機廠并不直接購買芯片，而是由博世、大陸等廠商購買芯片做成ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)）和ECU（車載計算單元）等模塊之后，再由主機廠采購裝配到汽車里。

近年來我國汽車工業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，國產(chǎn)品牌汽車銷量節(jié)節(jié)攀升，但在汽車電子方面，無論是電子元器件設(shè)計和制造，還是ESP和ECU等模塊集成方面，國內(nèi)企業(yè)還是乏善可陳，市場基本被外商壟斷。

就電子元器件來說，汽車上所用的電器件種類繁多，按種類可分為微處理器、模擬器件、傳感器、ASIC/ASSP、分立器件和存儲器件。

微處理器其實就是車載CPU，基本被飛思卡爾、德州儀器、英飛凌、意法半導體、瑞薩、富士通壟斷，幾大巨頭市場集中度高達70%以上；

ASIC/ASSP領(lǐng)域，飛思卡爾、德州儀器、英飛凌、意法半導體、恩智浦、博世、松下等廠商占據(jù)全球市場50%以上份額；

模擬器件和分立器件則被安森美、英飛凌、意法半導體、恩智浦、東芝、瑞薩壟斷，幾大巨頭市場集中度高達70%以上；

圖像傳感器、加速傳感器、陀螺儀則被意法半導體、索尼、ADI、博世、飛思卡爾、VTI等公司壟斷，圖像傳感器市場集中度高達90%，加速傳感器市場集中度高達70%，陀螺儀市場集中度高達60%。

就系統(tǒng)集成商而言，大陸、博世、電裝、德爾福、日立、采埃孚、博澤、法雷奧、愛信等歐、美、日企業(yè)占據(jù)絕對優(yōu)勢地位。其中占比最高的是博世和大陸公司，均達到20%市場份額。

在系統(tǒng)集成方面，國內(nèi)市場基本被外資或者合資企業(yè)壟斷，國內(nèi)企業(yè)市場地位較弱，高附加值的汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域國內(nèi)企業(yè)占比極小。本次主機廠之所以大規(guī)模削減產(chǎn)能，最主要的原因是芯片供應不足直接導致ESP和ECU兩大模塊無法生產(chǎn)。

ECU作為汽車專用單片機，由微處理器、存儲器、輸入/輸出接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及整形、驅(qū)動等大規(guī)模集成電路組成。ESP的主要功能是監(jiān)控汽車的行駛狀態(tài)，在緊急躲避障礙物或轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向時，使車輛避免偏離軌跡或側(cè)翻。

打個比方，ECU好比是車輛的大腦，而ESP則是車輛的小腦和腦干。在智能汽車發(fā)展趨勢下，ECU和ESP對車輛而言至關(guān)重要。但就是如此關(guān)鍵的模塊，基本被博世、大陸、采埃孚、愛信、日立、日信等外商壟斷。

考慮到汽車芯片供應商和系統(tǒng)集成商主要是歐洲、美國和日本公司，一旦出現(xiàn)極端情況，對中國車企絕非利好。

汽車芯片很難造？

或許有人會發(fā)出疑問，消費電子對芯片性能要求那么強都造出來了，汽車芯片比消費電子芯片還難造？消費電子產(chǎn)能旺盛，汽車電子產(chǎn)能不足，難道不能將性能強勁的消費電子芯片應用到汽車上嗎？

答案是，難造，不能。

消費電子主要關(guān)注芯片的性能，對工作環(huán)境和可靠性要求不高；汽車電子對芯片性能要求不高，但對可靠性、穩(wěn)定性和壽命有極高要求。

大家在使用手機、電腦的時候想必都遭遇過死機、藍屏等情況，處理方式無非是重啟、修理、換新機，無關(guān)生命安危；但如果類似事情發(fā)生在汽車上，很可能導致車毀人亡。因此，行業(yè)上一般將汽車芯片的不良率設(shè)定為百萬分之一，信仰工匠精神的日本企業(yè)甚至極端到追求“零不良率”。

具體來說，車載半導體對工作環(huán)境、壽命有非常高的要求——車載半導體必須在-40℃至175℃、95%濕度、50G的劇烈震動、15至25kV的靜電等條件下，保證20年工作壽命。

也許大家對濕度、靜電這些沒什么概念，那么就以最通俗易懂的溫度來說，商業(yè)級CPU的工作溫度一般為0℃至70℃；工業(yè)級CPU的工作溫度一般為-40℃至85℃，石油鉆探等特定種類工業(yè)芯片可以達到175℃，甚至更高；軍品級CPU的工作溫度一般為-55℃至125℃，一些特定場景軍品級CPU的工作溫度高達200℃。而車載半導體的工作溫度則為-40℃至175℃，這已經(jīng)超過一般工業(yè)芯片，達到準軍品級的水平。

以日本瑞薩位于那珂的工廠為例，為生產(chǎn)豐田的發(fā)動機控制半導體，瑞薩專門研發(fā)了一套由500個工序組成的生產(chǎn)制程?；诖酥瞥蹋鹚_最快可以在半年至一年的時間量產(chǎn)芯片。

在最終量產(chǎn)前，豐田會對瑞薩提出指導意見，雙方會不斷磨合，進一步改進生產(chǎn)線工藝；在實現(xiàn)量產(chǎn)后，豐田會對瑞薩的產(chǎn)線進行認定；認定之后，瑞薩不可以更改生產(chǎn)設(shè)備、制程條件，即便是基于產(chǎn)線優(yōu)化而去改造產(chǎn)線、更換設(shè)備、更改工藝條件，作為客戶的豐田也不會同意。凡此種種，目的只有一個——降低一切變量因素，保證芯片的可靠性和穩(wěn)定性。

汽車芯片不僅對可靠性有著非常高的要求，對芯片的價格也有要求，半導體公司必須達到主機廠極其嚴苛的認定要求，在價格上還必須實現(xiàn)廉價。而這恰恰是國內(nèi)汽車芯片廠商最大的問題——要么可靠性達不到要求，要么芯片做出來了價格非常貴，根本不具備市場競爭力。

該考慮向新模式轉(zhuǎn)變了

也許有細心的讀者注意到在介紹汽車芯片缺貨的時候?qū)ｉT提到了臺積電產(chǎn)能緊張，但在介紹汽車芯片供應商的時候沒有提到臺積電，這主要是產(chǎn)業(yè)分工的原因。

在上世紀80年代以前，芯片的設(shè)計、制造、封裝測試都由同一家公司獨立完成，這種模式被稱為IDM模式。早期的德州儀器、英飛凌、意法半導體、恩智浦等都實行的是IDM模式，如今這一模式的典型代表為英特爾。

從20世紀80年代后半期開始，半導體領(lǐng)域開始盛行一種設(shè)計和制造分別由不同企業(yè)承擔的模式：自身沒有工廠的Fabless設(shè)計公司和+專門提供半導體生產(chǎn)服務(wù)的Foundry，兩者的關(guān)系類似于雜志中的編輯和印刷。

相比IDM模式，這種分工的最大優(yōu)勢在于大幅降低了運行成本，引得不少IDM模式公司轉(zhuǎn)型成Fabless模式。比如AMD、IBM這樣的老牌公司，均賣掉了自己的芯片工廠；日本瑞薩的28nm以下芯片也選擇找臺積電代工；英飛凌、恩智浦等IDM廠商也將部分訂單交給了臺積電。

時移勢易，在當下全球芯片缺貨的情況下，F(xiàn)abless+Foundry的模式在局部領(lǐng)域已經(jīng)有些跟不上時代發(fā)展了。

一方面，設(shè)計公司和制造公司畢竟是兩家公司，為了保守商業(yè)機密必然會有技術(shù)保留。而芯片設(shè)計和制造是非常緊密的，這會導致溝通的時間成本和資金成本非常高，并使芯片的性能受一定影響（行業(yè)中最頂級的芯片往往是IDM大廠設(shè)計并制造的）。

另一方面，在芯片產(chǎn)能吃緊的情況下，必然會使芯片制造商“嫌貧愛富”，優(yōu)先供應頭部企業(yè)，導致Fabless設(shè)計公司要么花高價芯片搶產(chǎn)能，要么搶不到芯片產(chǎn)能而錯失商機。

就目前市場情況來看，受困于晶圓代工產(chǎn)能短缺的難題，已經(jīng)有不少芯片供應商和系統(tǒng)集成商選擇投資芯片制造商來換取芯片產(chǎn)能，這種模式被稱為Fablite。德國的大陸公司在一份聲明中就表示：“對晶圓廠的未來投資將至關(guān)重要，這可以讓汽車行業(yè)將來避免此類供應鏈的動蕩?！?/p>

參照國際上的市場發(fā)展趨勢，再審視國內(nèi)汽車市場：國內(nèi)主機廠一方面抱怨消費者“崇洋媚外”，另一方面喜歡采購博世、大陸、采埃孚、愛信的模塊；國內(nèi)系統(tǒng)集成商一方面抱怨主機廠“崇洋媚外”，另一方面總是盯著飛思卡爾、德州儀器、英飛凌、意法半導體、瑞薩的芯片，對國產(chǎn)芯片不屑一顧；國內(nèi)芯片制造商一方面對國內(nèi)芯片設(shè)計商青睞臺積電工藝憤懣不已，另一方面總是采購ASML、應用材料等歐美大廠的設(shè)備，而不愿意采購本土廠商設(shè)備……

也就是說，整個產(chǎn)業(yè)鏈幾乎一盤散沙，中國巨大的汽車市場沒能對本土汽車芯片廠商起到足夠的促進作用，反而讓一些外商收割高額利潤。

在這種情況下，一個值得考慮的選擇是：按照Fablite思路，鼓勵主機廠、系統(tǒng)集成商、芯片設(shè)計商、半導體設(shè)備商按一定比例投資芯片制造商，支持、引導芯片制造商采購本土設(shè)備，芯片設(shè)計商對所投資的芯片制造商下訂單，系統(tǒng)集成商購買所投資的制造商所生產(chǎn)的芯片，汽車主機廠購買使用國產(chǎn)芯片的模塊，進而形成芯片設(shè)計、設(shè)備、芯片制造、系統(tǒng)集成、整車裝配的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

正如IDM模式向Fabless+Foundry轉(zhuǎn)變的過程中，誕生了臺積電、聯(lián)電、格羅方德、高通、聯(lián)發(fā)科等一批大公司。在Fabless+Foundry向新模式Fablite轉(zhuǎn)變的時刻，也許就是我們重塑產(chǎn)業(yè)鏈的契機。