起風了，唯有努力前行。
作者 | 肖瑩
“如果當初沒有出來創業，你還想做什麼？”
“科研，可能在進行半導體領域的研發，反正不會離開核心技術。”
2019年初，王傳福在比亞迪總部接受時任汽車之家董事長陸敏的訪談時，這樣回答。
而在這次訪談的不到兩個月前，比亞迪剛剛釋出了旗下裡程碑意義的産品IGBT 4.0。這在當時，對于半導體關注比較少的汽車圈來看，隻是覺得很牛，但還不太知道牛到什麼程度。
直到2020年底，南北大衆被曝因缺芯停産，晶片成為了整個汽車産業鍊面臨的磨難，大家才開始意識到，晶片之于汽車的重要。
缺芯愈演愈烈，2021年8月，博世中國副總裁徐大全在朋友圈調侃表示，“缺芯”重大壓力下，甚至想帶着上司“跳樓”。
被CUE到的上司博世中國總裁陳玉東直接在下面回複，“跳，否則九月沒機會跳了”。
随後，在一次公開論壇上，東風集團董事長竺延風繼續調侃，車企所有的老總都蹲在博世上海總部，有的在推，有的在接。
玩笑話裡，道出汽車産業缺芯的嚴重困境。
進入2022年，行業的普遍預測是，汽車晶片短缺的狀況還會繼續：各地疫情仍然存在不确定因素，建立擴建産能尚未釋放，持續缺芯的庫存消耗，越缺越囤、越屯越缺的惡性循環……
缺芯是全球汽車産業共同面臨的困境，而對于晶片制造存在短闆的中國工業，則是困中之困。
但凡事都有一體兩面，缺芯打破了汽車産業鍊固化的局面，給國産汽車晶片帶來機遇，以汽車晶片為突破口，國産晶片迎來了曆史性機會。
01
國産汽車晶片的磨合期
1月27日，比亞迪半導體在深交所科創闆成功過會，有望成為汽車晶片第一股。
比亞迪布局IGBT幾乎與新能源汽車同步。2003年，比亞迪收購秦川汽車，正式進軍新能源汽車制造，同一年，比亞迪成立了汽車半導體事業部。
2004年，比亞迪半導體事業部以比亞迪微電子為名正式注冊成立，并正式布局IGBT産業。2020年4月，這家公司正式更名比亞迪半導體有限公司，開始獨立上市之旅。
晶片廠商主要有三種商業模式：一類是隻負責晶片設計和銷售，這類公司被稱為Fabless；一類隻負責晶片制造，這類被稱為Foundry；還有一類就是既能夠自行設計、也能夠自行生産的晶片廠商，就是IDM，由于晶片産業資金密集度、技術密集度很高，IDM企業非常少。
比亞迪半導體可以被看做是一家IDM公司。起初它隻有晶片設計能力，為了獲得晶片制造能力，進一步攻克IGBT核心技術，2008年，比亞迪收購了一家晶片制造商甯波中緯。
甯波中緯成立于2002年，主要生産6英寸晶片，曾一度被稱為是“浙江半導體産業的希望工程”。
在這家企業創立之初，浙江為其注資30億元。而因裝置老化、産能跟不上、流動在資金不足，6年時間，甯波中緯從頂着光環誕生走到了破産的邊緣。截至2007年年底，其虧空已達7000多萬元。
就這麼一個外界眼中的“爛尾工程”，比亞迪花掉了1.7億元。因收購這家公司，比亞迪當天股價一路大跌。
王傳福的遠見得到了回報。截至2020年，比亞迪以IGBT為主的車規級功率器件累計裝車超過100萬輛，已經能夠實作大比例的自給，而多數車企則要向英飛淩和安森美采購。
比亞迪半導體IGBT5.0晶片
這兩年，在一衆車企高管四處尋找晶片的時候，有些車企開始羨慕比亞迪。從比亞迪釋放的資訊來看，好像沒有特别嚴重的受到缺芯困擾，甚至還有一些傳言說，有主機廠老闆親自跟王傳福要晶片。
汽車晶片涉及的種類繁多，比亞迪完全自給自足是不可能的。比亞迪比其他車企的情況好一點，主要就是因為它對産業鍊布局更深一些，掌控力更強一些，以及對于風險的預判和應對能力更好。
但不論如何，比亞迪IGBT上車，為汽車晶片國産化替代掀開了一角，尤其是在汽車行業普遍缺芯的大背景下。
汽車晶片主要分為三大類：功能晶片、功率半導體和傳感器。
IGBT就屬于功率半導體，供應情況一直處于繃緊的狀态，而比IGBT還缺的就是種類繁多的功能晶片。根據車企的回報，各類功能晶片普遍缺乏，而且每個階段缺的種類不一樣。
就比如引發博世高管想“跳樓”的，缺的是ESP晶片。
博世ESP的晶片供應全部來自意法半導體，其他ESP系統Tier1供應商如大陸、萬都，搭載的也都是意法半導體晶片。
而這款晶片又全部由一家馬來西亞工廠供應，是以，出現問題後，完全沒有替代的可能性。
與此同時，所有車企的ESP系統供應又都依賴于這幾家Tier 1，這就對車企産能造成了毀滅性打擊。
這裡面可以看到的問題是，從車廠、Tier1、晶片公司，越往上遊供應集中度越高。
缺芯問題爆發之前，車企幾乎不會與晶片廠商直接發生業務關系。車企過去習慣于Tier 1提供的打包方案，不需要擔心上遊情況。
由于大陸汽車産業核心零部件長期依賴于跨國零部件巨頭，有着長期穩定的上遊供應商，國産的汽車晶片很難進入到汽車供應鍊裡。
中國電動汽車百人會理事長陳清泰認為，這次缺芯浪潮是打破供應鍊固化的最好機會。
他談到，追趕型産業在發展過程中，遇到的最大問題，是研發出來産品之後找不到市場出口，因為原來的産業鍊已經被固化，哪一個汽車企業都不願意随便冒險把用的非常成熟的産品放棄。
要是沒有這次危機，中國自主晶片生産出來以後，要進入固化的市場是非常非常困難的，但是這次危機帶來了機會。
一位汽車行業分析師也談到，車企已經開始有意願去接觸、評估、測試，甚至一定量的去使用國産晶片。即使不馬上做替代，也會開發二供、三供等備選資源。
除了應對不确定因素，長期來看，實作部分國産化替代更大的意義在于保障供應鍊安全，以及平衡供應商成本。
但也有人持保守觀點。一位長期從事晶片設計的工程師談到，車規級和工業級晶片對産品的可靠性、一緻性、外部環境相容性等方面的要求均比消費級晶片更為嚴格，這對于國産晶片替代是一個挑戰。
沒有車企願意承擔一顆晶片帶來的安全風險和召回風險。他認為，大多數車企還處于考察階段。
工信部電子第五研究所總工程師恩雲飛也認為，導緻大陸晶片被外企壟斷的主要原因在于國産晶片的品質可靠性。
車規級晶片擁有一整套完整的認證體系，隻有通過全部認證，車規級晶片才能進行商用。
而目前國内晶片環境，存在比較嚴重的品質問題，甚至有些晶片在沒有經過驗證就上市，在應用場景中存在巨大的隐患。
尤其是車規級晶片檢測不合格，将直接導緻汽車産品檢測不合格。是以，在晶片品質可靠性方面，大陸需要進一步提升。
是以，目前正是國産晶片能否進入到汽車産業鍊的關鍵磨合期。
一輛車在晶片采購上要花費多少成本？
根據不同車型，晶片成本占比在10%-30%左右，可以說是繼動力電池之後的第二個成本大項。一個趨勢是，車企開始把這些關乎使用者體驗和成本大項的零部件，更多的抓在手裡。
就像比亞迪已經同時把電池和晶片抓在了手裡，特斯拉的動作也類似動作。
早在2015年，特斯拉就宣布自研晶片，但他的晶片與比亞迪的IGBT完全不同，特斯拉自研的是面向自動駕駛的大算力SoC晶片。
面向智能座艙、自動駕駛的大算力智能晶片市場，正進行着另外一場戰争。
02
智能晶片格局尚未固化
2016年9月9日，餘凱為了回答一個問題，特意實名注冊了知乎。
“如何評價餘凱創立的horizon robotics？”
在這條問答下面，有人批評他是“大忽悠”，并對地平線做出了必死的終局預測。
五年之後，地平線不但沒有死，而是乘着AI晶片的東風，成為了汽車圈炙手可熱的新星。
餘凱做人工智能出身，2012年加入百度，組建百度深度學習研究院（IDL）。
在加入百度之前，餘凱是一個妥妥的學術派，官方資料來看，他曾先後受邀在加州大學、斯坦福大學、清華大學等國内外學府講授人工智能相關課程。
加入百度時，餘凱應該是非常滿意，他甚至還說服多年好友吳恩達（Andrew Ng）加入，擔任百度公司的首席科學家。作為谷歌大腦項目之父，吳恩達加入百度，一度轟動全球科技行業。
但顯然，餘凱是一個不甘于在技術黑洞裡默默發光的人。
在百度工作3年後，餘凱決定辭職創業。2015年7月，地平線成立，定位AI晶片創業企業，緻力于邊緣人工智能晶片及解決方案的研發。
餘凱的野心一直很大，他成立地平線的初心，是想讓世界上所有的裝置具有從感覺、互動、了解到決策的智能。
基于這個戰略，地平線釋出了兩套産品，一套是針對智能家居的“安徒生”系統，一套是針對智能駕駛的“雨果”系統。
後來，這兩個以文學巨匠命名的産品線，逐漸消失在地平線的傳播文案裡。取而代之的是“征程”和“旭日”，兩個與地平線更統一風格的産品語言。
2017年12月，在中國大飯店，地平線正式展示了基于自主研發的第一代AI 晶片——面向智能駕駛的“征程”和面向AIoT的“旭日”。
2019年，地平線釋出了征程2和旭日2；2020年，征程3和旭日3面世，且征程2累計出貨量突破16萬片。
2021年2月，地平線完成C輪融資，融資金額達9億美元，成為AI晶片領域的獨角獸企業，2021年5月，地平線釋出征程5。與此同時，征程晶片已經成功配套10餘家車企多款車型。
地平線征程5
經過六年部署，地平線在國内汽車行業的影響力初步奠定。但地平線踏入的，是一個非常有趣且異常激烈的賽場，站在它對面的正是消費電子時代的晶片巨頭們，競争才剛剛開始。
智能駕駛這個賽道，曾長期被Mobileye和賽靈思兩家晶片供應商把持。
野蠻人在不斷湧入。2015年，也就是地平線剛剛成立的這一年，英偉達推出了Drive PX自動駕駛平台，正式宣布進軍汽車賽道。
2016年1月，英偉達釋出自動駕駛平台Drive PX2，特斯拉是Drive PX2的首批客戶之一。
2017年初，英偉達釋出了Xavier晶片，一款嚴格意義上的SoC，算力可達30 TOPS，功耗僅為30W。國産智能駕駛能力最強的車型小鵬P7，搭載的就是這款晶片。
在釋出Xavier的兩年後，英偉達又打出一個王炸，震驚了整個汽車行業。2019年11月，英偉達釋出了Orin X晶片，單顆算力達到了254TOPS，這款晶片計劃在今年投産。
英偉達Orin晶片
幾乎所有造車新勢力今年的主推車型都搭載了這款晶片，包括蔚來ET7、蔚來ET5、理想X01、小鵬G7、威馬L7、R汽車ES33、智已L7等多款車型。
這還沒完。2021年4月，英偉達再次發射原子彈，釋出最新一代自動駕駛晶片Atlan，算力可達1000TOPS，并将用于多家汽車制造商的2025年車型上。
一輪接着一輪，英偉達以領先行業其他競争對手幾代産品的算力水準，不斷的發起轟炸。
另一個不能忽視的強勁選手是晶片巨人英特爾。雖然英特爾這幾年有些顯得暮色沉沉，在CPU、GPU市場遭遇了AMD和英偉達的猛烈狙擊，但是巨人的護城河還是很深，幾家企業的戰火正在從消費電子端燒到了汽車市場。
面向汽車市場，英特爾沒有英偉達動身早，但是入局方式很取巧。2017年4月，英特爾以總價值153億美元的天價收購了Mobileye，一下子就把腳跨進了汽車市場。
Mobileye成立于1999年，2007年，Mobileye 釋出了旗下首款自動駕駛晶片EyeQ1，迅速被寶馬、通用和沃爾沃應用在量産車型上。
自此之後，Mobileye出貨量一路走高，截至2021年底，EyeQ系統內建晶片的出貨量已突破1億片。
但是，近幾年，随着汽車電子電氣架構向集中式演進，以及自動駕駛對于大算力的追求，Mobileye正在遭遇前所未有的壓力。
相比于性能王者英偉達，Mobileye進展平淡，被多方夾擊搶走了大量訂單，業内出現了不少唱衰的論調。
今年1月4日，Mobileye在CES上宣布，推出了其迄今為止最先進、性能最強的自動駕駛系統內建晶片EyeQ Ultra。
Mobileye介紹，這款晶片基于第七代EyeQ晶片技術架構打造，算力為176TOPS，預計将于2023年底供貨，并于2025年全面實作車規級量産。
這次産品釋出，被看作是Mobileye的奮起反擊，至于車企是否會買單，還要繼續走繼續看。
AMD來汽車市場報到的方式與英特爾相似。2020年10月，AMD宣布斥資350億美元收購賽靈思，直接站到了英特爾的對面。
移動晶片供應商高通也來了。在智能座艙方面，高通骁龍數字座艙平台已經成為智能座艙的代名詞。
2021年1月，高通推出第4代高通骁龍汽車數字座艙平台，采用了全球第一款5nm汽車晶片，進一步加強自己在智能座艙市場的領先地位。
與此同時，高通也決定參與競賽自動駕駛晶片。2020年1月，高通宣布推出Snapdragon Ride自動駕駛平台，最高算力可達700TOPS，目前已經拿下的客戶包括寶馬、長城等車企。
縱觀全局，英偉達的智能駕駛晶片和高通的智能座艙晶片，正在對整個行業形成碾壓攻勢。
但總體來看，AI晶片還沒有形成被國際巨頭壟斷或者固化的産業格局，這給國産化玩家預留一定機會。
在國内市場，地平線面臨的最大對手是華為，除了“不造車”，華為已經掌握了智能座艙、自動駕駛的全套核心技術。
在汽車晶片方向，華為釋出了應用于智能駕駛平台的AI晶片昇騰310和鲲鵬920，以及應用在智能座艙層面的5G通信晶片巴龍5000。
除了華為以外，國内面向智能駕駛和智能座艙的企業，還有黑芝麻、芯馳科技、行歌科技等一系列創新公司。
現在的問題是，在這一市場，面對這些如此強大的對手，本土玩家們要如何取勝？
從前，國産晶片供應商總愛說，他們的主要優勢在于技術開放、響應靈活，但是巨頭也在改變。例如，車企對Mobileye最多的抱怨就是黑盒傳遞，無法滿足智能駕駛全棧自研的需求。不久前，Mobileye對此也表态稱未來将更加開放。
如果巨頭在服務上拉齊，國産企業真正的競争優勢是什麼呢？
目前來看，車企選擇晶片供應商時主要參考五大次元：安全、算力、效率、成本、服務。
首先，安全不難了解，車企承擔不起任何交通事故風險和召回成本。其次，算力被認為是評判晶片是否強大的關鍵名額之一，但隻是一個粗暴的名額，有多大算力不等于能用多大算力，還取決于軟體和算法能力，這就涉及到效率的次元。
另外，汽車零部件采購對于成本有着極高的敏感度，随着技術和産品越來越成熟，成本将在競争中起到越來越重要的作用。最後，就是我們說的服務，能否即使響應需求、能否白盒傳遞，可能都會是車企考量的因素。
總之，競争越激烈，客戶越難滿足。目前來看，國産晶片供應商還沒有任何絕對優勢，好在比賽剛剛開場不久，還有奮力一搏的機會。
03
國産晶片的突圍之路
和汽車産業一樣，晶片也寄托了中國科技強國的夢想。
對于這個夢想的追尋，可以追溯到20世紀50年代，半導體産業經曆了颠沛流離的幾十年，經曆了謊言、騙局、掙紮。
今天來看，大陸半導體産業已不是一片荒漠，甚至在某些領域已經取得了不錯的成績。
一片晶片的誕生，需要經曆設計、生産、封測三大關鍵步驟。
圖檔來源：方證證券研究所
但整體來講，國産晶片主要實作了部分高端晶片的突破，以及部分中低端晶片的替代，在CPU、GPU、FPGA及存儲晶片等領域，與國際巨頭還是存在着較大的差距。
在封測領域，大陸已經形成明顯優勢。根據Chip Insight統計，按照總部所在地劃分，前十大委外封測公司中，中國台灣有五家，市占率為40.7%，中國大陸有三家，市占率為20%。
大陸晶片産業鍊的最大短闆在于制造環節，如果再往上遊追溯，則是由于裝置和材料外采受到制約、且自主支撐不足導緻的。
生産晶片最重要的兩種裝置是光蝕機和光刻機，國内也企業也紛紛加入到這兩種裝置的研發當中。目前，光蝕機已經打破國際市場壟斷，但光刻機還受制于人。
主要原因在于，一台頂級光刻機的核心零部件來自不同國家，例如，美國的光栅、德國的鏡頭、瑞典的軸承、法國的閥件等。
中國光刻機裝置及核心部件、材料的采購，被一個叫做《瓦森納協定》的條文牢牢限制。
《瓦森納協定》全稱為《關于正常武器與兩用産品和技術出口控制的瓦瑟納爾協定》，共有包括美國、日本、英國、俄羅斯等在内的40個成員國。
雖然《瓦森納協定》規定，成員國自行決定是否發放敏感産品和技術的出口許可證，并在自願基礎上向其他成員國通報有關資訊，但實際上完全受美國控制。
目前，全球最先進的EUV光刻機隻有荷蘭的ASML生産。早在2018年，中芯國際就曾向ASML訂購了一台可以用于7nm以下制程晶片生産的EUV光刻機，但是由于美國方面的阻撓，荷蘭政府一直未向ASML發放出口許可，導緻這台EUV光刻機至今未向中芯國際傳遞。
中國并不是造不出光刻機，而是造不出高端光刻機。目前，上海微電子已經可以造出90nm制程的光刻機，并表示将在今年傳遞28nm光刻機。但這相比目前業界最領先的荷蘭ASML公司的7nm、5nm EUV光刻機，相差幾代産品的距離。
中國本土晶片制造企業産出規模相對較小，工藝水準也相對落後，而且許多生産用的關鍵原輔材料、工藝裝置等依賴進口，競争力較弱。
整體而言，中國半導體産業還沒有很強，但也不是一窮二白。
但這并不影響國産晶片在汽車上率先突破，原因在于，相比手機、計算機等電子産品，汽車所用的晶片工藝要求沒有那麼高。
例如，現在高端手機的SoC晶片已經是5nm制程，而在汽車端，除了智能座艙、智能駕駛所需的AI晶片以外，多數汽車晶片隻需要28nm制程就可以滿足，這也是台積電忙着拓展28nm晶片生産線的原因。
已經有越來越多的晶片企業看到了這個曙光，且行動起來。
04
中國矽谷“東方芯港”
“矽谷”一詞是由美國作者Don Hoefler在1971年創造的，它從1971年的1月11日開始被用于《每周商業》報紙電子新聞的一系列文章的題目──美國矽谷。
之是以名字當中有一個“矽”字，正是因為當地的企業多數是與半導體有關。
長期以來，矽谷一直代表着全球科技創新高地。
中國矽谷在哪？北上廣深以及一衆新一線城市都在蓄力争搶這個名号。
上海從來不缺乏野心也不隐藏野心。
華為遭到制裁後，半導體産業上至國家戰略下至大衆民情，都達到了一個空前的高度，誓要改變晶片卡脖子的局面。
2020年8月，國務院印發《新時期促進內建電路産業和軟體産業高品質發展的若幹政策》，計劃到2025年大陸內建電路自給率要達到70%。
根據中國半導體行業協會公開的資料顯示，2020年，大陸晶片的自給率隻有26.6%，其中汽車晶片的自給率更是低至5%。
上海聞風而動，2021年3月，上海臨港新片區釋出《內建電路産業專項規劃（2021-2025）》，直接提出要建設世界級的“東方芯港”。
上海對于半導體産業的鼓勵是真金白銀的，2022年伊始，上海就送來了新一輪的補貼政策：
“上海将補貼本市內建電路裝備材料重大項目投資的30%，支援金額最高達1億元；對于EDA、基礎軟體、工業軟體等項目投資給予30%的補貼，最高可達1億元；30%的補貼政策也适用于流片，用于節點小于28納米的晶片；此外，上海還為在上海就業的高技能半導體專業人士提供高達50萬元的津貼。”
其實，不單單是上海，北京、天津、安徽、甘肅、山東、湖北、四川等地也陸續跟進并出台了産業發展政策。據不完全統計，已經有28個城市出台了針對內建電路産業的專項資金扶持政策。
這些扶持政策，覆寫了從研發、生産到企業營運等多個環節。
例如，流片作為內建電路設計産業的關鍵環節，在企業整體研發成本中占比較高，如對于應用于通信、人工智能、區塊鍊等前沿科技的晶片，其流片成本在企業研發成本中的占比超過50%，對于傳統領域的晶片設計企業流片在企業研發成本中的占比也高達近20%，是以多數城市的将流片補貼作為鼓勵企業加大研發投入的重要手段，進行了重點支援。
除了研發環節之外，各地的扶持政策也滲透到企業的營運管理，包括減稅、免稅政策，高端人才補貼，用地、裝置支援等。
整體來看，大陸已經形成全方位的産業支援政策，為半導體産業發展提供了良好的産業環境。
政策之外，市場才是最大的驅動力。
連續兩年，汽車産業面臨嚴重的缺芯困境，也讓一衆國産晶片廠商看到了機會。翻閱國内晶片公司2021年半年報，多家晶片企業都流露出對于國産化替代的積極态度，逐漸開展車規級晶片産品的布局。
與此同時，随着比亞迪半導體拆分獨立上市，越來越多的車企也開始關注到汽車晶片的布局，頭部車企已經開始行動。
2022年開年以來，已經有兩個項目陸續敲定。
1月24日，廣汽集團與中車時代成立合資公司，雙方将圍繞新能源汽車IGBT領域開展研發和應用，投資總額約為4.63億元，總産能60萬隻/年。
1月27日，上汽集團宣布，将與上海微技術工業研究院開展戰略合作，發起設立數十億元規模的“國産汽車晶片專項基金”，共同推動車規級“中國芯”加快落地。
……
可以期待，2022年有關國産汽車晶片的布局會越來越多。
-END-
參考文獻：
進擊的中國IGBT
https://wallstreetcn.com/articles/3647473
特斯拉“背叛”英偉達背後，是一場自動駕駛的晶片戰争
https://www.huxiu.com/article/216554.html
深度：晶片巨頭的自動駕駛之戰
https://www.sohu.com/a/446186765_742622
失去華為訂單，台積電活得更“滋潤”？
https://new.qq.com/omn/20220119/20220119A05ZOD00.html
大陸各省市內建電路産業政策彙總
https://www.aisoutu.com/a/1039347
“芯”想事成：中國晶片産業的博弈與突圍
https://weread.qq.com/web/reader/c3232070715f350ac322599
光刻機10萬零件，有中國造嗎？
https://zhuanlan.zhihu.com/p/145463756
一圖讀懂：國産晶片與國外晶片公司差距
https://cloud.tencent.com/developer/article/1727771