缺芯下的汽車“四化”：百年汽車工業迎變革，國産晶片替代正當時

【編者按】2021年，半導體行業依然在挑戰中前行。後疫情時代、産能緊張、地緣政治等因素仍深刻地影響着全球半導體産業鍊及生态。2022年，全球半導體行業如何發展？新的挑戰又會從何而來？為了厘清這些問題，集微網特推出【2021-2022專題】，圍繞熱點話題、熱門技術和應用、重大事件等多元度梳理，為上下遊企業提供參考鏡鑒。

集微網消息，在過去幾十年裡，半導體行業出現過多次産能周期變化。盡管周期性是半導體行業的一個顯著特征，但始于2020年下半年的全行業緊缺是空前的。

業内許多大廠預測，明年将保持産能持續緊張的狀态。有分析師認為，全行業的産能緩解局面将會在2023年才出現。

特别是汽車領域，深受缺芯影響。

中汽協副秘書長陳士華此前對媒體表示，根據行業預測和供應商回報，晶片供應雖較2021年三季度有所緩解，但個别晶片仍存在明顯短缺，疊加2021年四季度市場需求較旺、企業補庫需求較大，短缺态勢仍将延續一段時間，短缺态勢可能将持續至2022年下半年，最終可能達到一個緊平衡的狀态。

全球電動汽車減産

全球汽車産業正朝電動化、智能化、網聯化三大方向發展，在這一曆史機遇下，新能源汽車将帶動ADAS/自動駕駛、V2X、功率器件、高性能計算、網聯晶片、電池管理、傳感器等整個産業鍊加速發展。因而汽車電子占整車成本比重越來越高的當下，缺芯便意味着生産進度變緩甚至停産。

根據AutoForecast Solutions最新資料，截至2021年12月19日，由于汽車晶片供應短缺，已造成全球汽車減産1027.2萬輛，預計全球2021年全年減産汽車1131萬輛。其中中國市場累計減産198.2萬輛；預計今年全年減産214.8萬輛。

其他市場中，北美洲已減産汽車317.8萬輛，預計2021年全年減産341.2萬輛；歐洲市場已減産295.4萬輛，預計全年将減産334.9萬輛。除中國外的亞洲其他地區中，目前已減産174萬輛，預計全年減産195.2萬輛。

中國乘用車市場資訊聯席會（CPCA）資料顯示，全球代工廠可以為中國400萬輛新能源汽車 (NEV) 生産足夠的半導體、微控制器單元和帶有AI處理器的高端晶片。根據CPCA對2022年中國新能源汽車需求的預測，這還剩下100萬輛汽車的缺口。

“阻礙汽車市場增長的汽車晶片短缺問題尚未緩解，”CPCA在本月初的一份研究報告中表示。 “最暢銷的車型仍然需要晶片來加強生産，并執行積壓的訂單。”

缺貨漲價

目前汽車制造商面臨的風險正随着現代汽車對晶片的日益依賴而上升，現在每輛車需要的半導體總數達到幾百個。在智能電動汽車的BOM成本中，晶片已經占據約40%-50%，占汽車BOM成本的絕大頭。

事實上，目前大部分的車用晶片都隻需要成熟制程，如MCU采用的是28/40/55/130納米等成熟工藝，而主要的産能缺口也在于此。但由于車規級晶片的技術要求嚴苛，從晶圓到封測都有特殊要求，這決定了産能無法快速切換與擴張。

另一方面，中國汽車半導體仍存在自給率低下，主要晶片供應仍為國外大廠的情況，一旦疫情導緻晶片廠生産異常，國内車企将動彈不得。

而缺貨漲價潮也貫穿了2021年。自2020年第四季度以來，各大模拟IC廠商一直在提高報價，以反映不斷上漲的代工和後端成本。2021年中有消息稱，随着傳遞周期延長至6個月以上，模拟晶片供應商德州儀器和安森美均已上調晶片價格。另有消息稱受德州儀器、安森美等IDM廠商最新的提價動作以及台積電決定從2022年起上調晶圓代工價格的推動，預計中國大陸和台灣地區的模拟IC廠商将跟進漲價。

此外，東南亞疫情在2021年呈現再度爆發趨勢，素有“半導體重鎮”之稱的馬來西亞牽動整個産業的神經。這裡聚集了英特爾、ASE、AMD、恩智浦、ST、英飛淩、瑞薩等逾50家國際半導體公司，上述企業在當地都建有封測或IDM工廠。除了國際大廠投資建廠外，馬來西亞也有本土的半導體封測廠。同時，馬來西亞也是全球重要的被動元件生産國之一，美商AVX、中國台灣地區廠商旺诠、華新科，以及日商松下、村田都在當地設有工廠。大摩預估全球20%-30%的汽車、伺服器封測需要在馬來西亞完成。

市場調研機構IC Insights在報告中指出，由于供應緊張，預計2021年模拟IC平均售價将罕見地上漲4%，上一次漲價還是在2004年。

台媒援引業内人士報道稱，模拟IC供應商為2021年下半年争取到的代工産能遠遠不能滿足下遊客戶的需求，而他們被承諾的2022年産能支援隻能滿足70-80%的客戶需求。此外，大多數國際IDM已将生産重點放在汽車晶片和工業控制晶片上也是模拟IC産能受限的原因之一。

車用晶片迎國産替代風口

調研機構Gartner日前釋出的全球前25大汽車半導體企業中，歐洲有7家，美國有8家，日本有9家，而中國隻有1家。同時，國内汽車半導體企業也正面臨嚴峻的挑戰，其中包括Bosch和Denso等占據Tier 1屬性優勢，Intel、NVIDIA、Qualcomm等則通過提供核心晶片在智能化汽車領域大力布局等。

愛集微咨詢業務部總經理韓曉敏指出，雖然整體情況不是很樂觀，但國内供應商在汽車領域的布局還是收到了成效，比如在汽車功率半導體供應鍊裡進入到世界前列。《Automotive News》釋出的全球汽車電子供應商100強報告顯示，中國本土企業數量有8家。但這些企業主要集中在輪胎、結構件、飾件等非電子電氣領域，與電子電氣相關的僅有3家。不過，未來在新能源汽車發展以及國産品牌對供應鍊的需求兩股力量驅使下，中國本土的汽車和Tier-1以及半導體企業将取得快速提升。

“車規驗證的周期長且難度大，對供應商而言是門檻高，高門檻鑄就了高壁壘，尤其是在車用半導體方面，國内外車企長期使用的都是國外幾家龍頭企業的産品，但現在已經開始出現了變化。”業内人士表示。

東方新能源主題基金經理李瑞指出，汽車智能化整體經曆了0-1的産業孕育期後，正處在1-10的産業成長早期。他認為，智能化領域布局的思路，首先是最為關注的是決策環節的AI晶片，其次是傳感器的雷射雷達等，最後是底盤執行單元。目前，在AI晶片領域，黑芝麻智能、地平線等國内部分企業已具備一定規模，且與國内多家企業達成合作。

在感覺方面，傳感器中的雷射雷達、毫米波雷達等備受關注。雷射雷達方面，目前，華為、禾賽科技、速騰聚創、大疆子公司覽沃、鐳神智能等國内企業均有車規級産品量産。毫米波雷達方面，國内企業有承泰科技、楚航科技在布局，部分企業的産品已達到車規标準。

在底盤執行單元層面，800V的高壓平台發展是未來趨勢，基于此，功率半導體器件成為非常重要的元器件之一。目前，國内布局該領域的企業有比亞迪半導體、芯聚能、英諾賽科等。

汽車供應鍊重塑進行時

這場缺貨危機凸顯了汽車制造商、一級供應商（Tire 1）、半導體供應商及其晶圓代工廠之間調整産能和采購模式的必要性。

垂直整合的供應鍊管理模式或許是智能電動時代汽車供應鍊變革的重要方向之一。值得注意的是，在大部分的傳統車企以及國内的造車新勢力因為缺芯而深陷困境之時，電動汽車界的明星特斯拉相對而言卻似乎并不缺芯，其三季度傳遞資料顯示，同比大增73%。一大重要的原因就在于其強大的自研能力以及垂直整合的供應鍊管理能力。

中國機械工業聯合會執行副會長陳斌指出，打破行業“壁壘”，打開企業“圍牆”，才能打通“堵點”、連接配接“斷點”。頭部企業應發揮“鍊長”作用，敞開胸懷與産業鍊、供應鍊企業緊密合作，重塑融合共生的供應鍊新生态。

在這一變革之中，主機廠與晶片廠，這兩個在原本汽車工業體系中不會碰面的層級正朝雙方奔赴。

國内衆多造車新勢力效仿特斯拉，在核心部件上采取自研的方式。比如，蔚來和小鵬都開展了造芯項目，還在自動駕駛軟體上投入巨大。而對于核心的三電系統，他們也在加強研發。傳統車廠也在順應這股潮流。比如，大衆計劃投資70億歐元，到2025年将該部門擴充至1萬人，同時計劃将軟體自研比例從10%提升至60%。在國内，則有上汽成立零束軟體公司，專門從事自動駕駛平台的開發。

自研零部件的同時，很多汽車廠商選擇直接與晶片廠商接觸。大衆給半導體廠商給出了為期12個月、18個月的契約。而特斯拉不僅可能采取對供應商預先付款的方式預定産能，甚至有意收購存儲器廠商旺宏的6英寸廠，來解決車用晶片短缺問題。

通用汽車表示，正在與制造商建立直接關系。這種模式一旦在汽車行業展開，将使得傳統的供應鍊體系發生巨大的改變，各級供應商的界限将變得模糊，Tier1的重要性将被削弱。

賽騰微電子總經理黃繼頗對集微網表示，雖然整車廠的采購模式未來不太會發生巨大的變化，但是晶片企業在汽車供應鍊中已搖身一變成為了技術端的Tier 1。

百年汽車工業正逢變革，國産晶片替代正當時。

（校對/Sharon）