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深度解析!中國汽車晶片産業困境及提升政策

晶片是驅動汽車更安全、更高效、更舒适的關鍵因素之一,汽車晶片行業的競争力将決定中國未來汽車行業的競争力,也在一定程度上展現了中國晶片行業的整體競争力。

深度解析!中國汽車晶片産業困境及提升政策

歐美日巨頭占據汽車半導體近95%份額,中國企業整體市占率極低。

其中,行業内的龍頭企業英飛淩(德國)、恩智浦(荷蘭)、瑞薩電子(日本)、德州儀器(美國)、意法半導體(瑞士、法國和意大利)、博世(德國)、安森美(美國)等擁有行業内的領先者優勢,2019-2020年,前五大汽車半導體企業(英飛淩、恩智浦、瑞薩電子、德州儀器、意法半導體)占據了全球近50%的市場佔有率(見圖1)。

深度解析!中國汽車晶片産業困境及提升政策

中國汽車晶片行業發展的困境與問題

(一)國産化率較低,與汽車大國的地位極不比對

中國汽車晶片企業一方面面臨設計和制造等方面技術和工藝的限制,另一方面受傳統汽車晶片行業在客戶上的先發優勢影響,尚未能形成在國際上具有顯著競争力的汽車晶片企業,在全球汽車晶片市場占有率極低。根據Gartner的資料顯示,2019年,全球汽車半導體市場中歐洲、美國、日本的市場佔有率分别達到36.8%、32.1%和26.0%,中國隻占全球市場的2.5%,遠低于中國內建電路的全球市場佔有率,更與中國汽車大國的地位極不相稱。

從汽車晶片細分領域的具體情況來看:功率半導體領域中國盡管在第三代半導體領域加速布局,在中低端二極管和低壓MOSFET有一定優勢,但在IGBT等具有較高技術水準領域幾乎沒有市場;在MCU領域盡管也有一些新企業出現,但市場佔有率極低;存儲晶片基本上被國外巨頭壟斷,國内企業中兆易創新、旺宏半導體和北京矽成推出了一系列能夠滿足目前汽車存儲需要的晶片,在一定程度上能滿足企業存儲的需求;模拟晶片湧現出矽力傑、聖邦微、思瑞浦、芯海科技等新興企業,但由于傳統國際巨頭的壟斷性和使用者黏性,模拟晶片領域市場占有率也極低;傳感器領域中,傳統的視覺傳感器領域中國占據了較高的市場佔有率,超音波雷達這一傳統技術領域也有一定的競争力,但微米博雷達基本上被國外壟斷,雷射雷達和國外尚處于同一起跑線上。

随着近年來創新加速,中國把握新一代資訊革命和技術革命的優勢,有望在下一代汽車産業上獲得“後發優勢”。然而,在美國打壓中國高科技行業的背景下,中國在汽車晶片領域的全球并購幾乎難以通過,關鍵裝置、材料采購受到極大限制,與領先企業的技術和商業合作也勢必受波及,這将直接影響中國汽車晶片産業發展正常程序。此外,受新冠肺炎疫情、下遊汽車廠商備貨增加、晶圓廠産能過載等因素的影響,汽車晶片陷入嚴重的短缺困境,極大地影響了汽車制造行業的安全性和穩定性,尤其對中國正處于趕超階段的汽車産業影響更甚。從2020年底開始,大衆、福特、本田、豐田、菲亞特克萊斯勒、日産、戴姆勒、通用、沃爾沃等汽車廠商相繼宣布由于晶片供應不足出現減産或者短期停産,國内汽車廠商蔚來等也宣布減産。由于中國已成為全球第一大汽車制造和消費大國,但在汽車晶片上的自給率隻有2.5%,這将進一步蠶食中國汽車制造産業的利潤水準,甚至直接影響汽車産業的創新發展,不利于汽車産業和晶片産業的長期發展。

更進一步,随着汽車行業的數字化、互聯化和智能化發展,汽車已成為記錄人口地理資訊和個人資訊乃至隐私資訊的重要來源,由汽車所記錄資訊的安全已成為未來國家安全、資訊安全的重要内容。在國産汽車晶片市場占有率極低的情況下,汽車行業智能化發展所帶來的資訊安全和國家安全問題需要予以充分重視。

(二)關鍵核心技術受制于人,學習曲線突破難度大

半導體是汽車行業未來擷取核心競争力的關鍵内容,汽車行業近年來在互聯化、電氣化、自動駕駛、多元出行方式、車輛數字化管理等方面的創新都是由半導體驅動的,擷取在半導體領域的核心優勢也可為汽車行業的高品質發展提供基本動力支撐。然而,中國在汽車晶片的關鍵核心技術方面極大地受制于人,且領先企業在行業的默會知識難以短期掌握。

産業鍊上下遊面臨嚴峻的外部壓力,國内企業在晶片産業鍊上總體競争力較弱。一是在汽車晶片的基礎材料方面,高端材料受制于美日韓德等發達國家。例如第三代半導體材料GaN和SiC的主要生産工藝被發達國家壟斷,科銳、英飛淩和Rohm等企業擁有絕對的話語權;IGBT和高壓MOSFET材料的選擇和制造技術難以短期突破。二是晶片設計過程中DEA軟體、專屬IP核形成龐大的産業生态,中國企業的突破難度極大。三是制造過程中行業龍頭企業占據絕對話語權,台積電、三星等掌握着全球晶片代工的主要産能,在先進制程裝置進口受限的大背景下,國内制造的産業擴張短期内難以快速突破。

作為工業級用途的汽車晶片,與消費級晶片相比還存在一個顯著特征是産業更新疊代周期相對較長,産品的可靠性要求更高,進而決定了汽車晶片生産過程中存在難以突破的默會性知識壁壘。随着美國發起的意在打壓中國經濟尤其是高科技領域發展的“貿易戰”,中國汽車晶片及相關行業融入全球技術和産業體系,以及通過資本充足等方式實作資源優化配置的方式勢必面臨更為苛刻的“稽核”,中國企業隻能通過長期的發展來實作在這一領域的後發趕超。

(三)缺乏龍頭企業,難以在全球市場進行有效競争

從全球汽車晶片巨頭的成長之路來看,主要延續兩條成長路線。一是傳統制造企業尤其是大型電子制造企業,将自身涉及半導體的業務拆分、獨立或者與其他企業合作,成為專門的半導體企業。例如恩智浦從飛利浦拆分後獨立,英飛淩從西門子半導體部門獨立的,瑞薩從NEC拆分後來和三菱電機半導體事業部整合,意法半導體是SGS和湯姆遜重整後的産物,博世半導體是博世集團内的企業,安森美是由摩托羅拉半導體部門獨立形成的。二是晶片行業主動介入汽車晶片領域,例如英特爾、德州儀器、英偉達、AMD等,主動把握汽車行業發展的需求,推出能夠發揮自身優勢和把握新市場機遇的新産品。無論是前一種模式還是後一種模式,都是發揮企業自身核心競争力朝着汽車晶片領域的延伸,企業的知識、技術、人才、資本、市場等基礎條件優越,形成龍頭企業引領的總體成長模式。

中國目前在汽車晶片行業也湧現出一批具有創新性的企業,但是,企業規模相對較小、晶片企業與汽車生産企業生态鍊融入不足,難以形成大型的行業龍頭企業來參與全球競争。從2020年全球企業行業市場态勢來看,豐田汽車盡管全球銷量同比下跌11.3%,但依然有952.8萬輛;排名第九的寶馬汽車銷量為232.5萬輛;排名第十的沃爾沃汽車銷量為66.2萬輛。與之形成鮮明對照的是,中國最大的汽車企業吉利汽車2020年銷量(含沃爾沃)也僅有210萬輛;比亞迪2020年銷量為39.46萬輛。中國汽車企業小而散,難以形成諸如歐美日韓發達國家相媲美的大型企業集團,未能形成高度集中化的汽車行業競争格局,自然而然在知識、技術、人才、資本、市場等方面的領先優勢,也就難以在推動汽車晶片研發方面加大投入和承擔這一行業的高風險,行業趕超面臨較大的壓力。

汽車晶片産業也類似,盡管湧現出華為、中芯國際、紫光集團(正在進行資産重組)等一些晶片行業内的領軍企業,但企業總體規模和綜合競争實力相對較小,未能在行業中具有話語權,且自身實力難以允許其在晶片領域的多元化發展,在強調對關鍵晶片尤其是高制程邏輯晶片突破的大背景下,相關晶片企業對企業晶片發展所産生的溢出和驅動效應難以顯現。

(四)使用者路徑依賴,企業進入困難

在晶片制造的工程管理上,車用晶片和工業類、消費類晶片完全不同,它需要一種高可靠、高複雜度的制造流程。相比消費晶片和一般工業晶片,車規級晶片在溫度、濕度、出錯率、使用時間等方面要求更加嚴格,導緻開發周期長、難度大。同時,由于涉及人身安全,要求極高的安全性和可靠性。是以,對汽車制造企業尤其是品牌企業來說,為保證産品品質的可靠性和穩定性,使用行業龍頭企業和成熟供應商是其普遍的選擇,新的和後發供應商進入汽車供應體系十分困難。此外,由于汽車晶片企業和汽車制造企業形成的長期穩定的“鎖定”關系,上下遊在股權、業務、社會網絡等方面形成相對穩定的局面,其他供應商進入汽車廠商供應鍊難度極大,這将極大地阻礙中國汽車晶片企業的市場進入。

提升汽車晶片産業競争力的對策建議

基于汽車晶片發展的基本現實以及目前存在的突出問題,建議強化對這一細分行業的關注,以差異化政策推動産業發展和競争力的提升,發揮大企業優勢,引領汽車晶片關鍵核心技術突破,同時強化生态圈建設,形成産業間和産業内良好的内外循環機制。

(一)科學把握行業特征,以差異化政策支援産業發展

從晶片行業内的結構來看,汽車晶片市場占有率隻有2.5%,甚至遠低于全部內建電路4.9%的市場占有率,在高度關注內建電路産業國産替代和實作科技自律自強的同時,要高度重視汽車晶片這一細分産業,争取在細分領域優先突破。一是利用汽車晶片相對較低制程的機遇,利用中國在制造業方面的優勢,從全産業鍊和全要素的角度加快布局,補齊中國在裝置、材料、軟體等方面的基礎短闆,也為未來在更高制程上的突破和提升創造條件。二是把握企業晶片領域一些新興細分領域的發展機遇,例如雷射雷達、第三代半導體、射頻晶片等巨頭市場占有率相對較低且處于高速成長的細分領域,加快培育和推進相關細分領域的快速成長和積累,形成比較優勢。三是進一步深化半導體領域的對内對外開放,強化半導體領域内的互動和交流,鼓勵行業内企業與國内外同行的交流,鼓勵汽車企業和晶片企業協同發展,強化行業内企業知識的共享,迅速積累行業内的學習經驗,提升晶片制造良率和可靠性。四是優化産業支援政策,尤其是對整車企業的政策引導,鼓勵其在特定領域和場景中優先采用國産汽車晶片,一方面可以幫助中國汽車晶片進入使用者端和持續改進,另一方面也能夠在一定程度上提升資訊安全水準。

(二)發揮大企業優勢,引領關鍵核心技術突破

汽車晶片的種類更加多元和複雜,不僅需要在細分領域具有創新精神的企業來不斷突破,更需要發揮大企業尤其是龍頭企業在資金、技術、人才、市場等方面的優勢,引領企業晶片關鍵核心技術的突破。一是發揮國有企業尤其是機械制造、電子資訊、軍工企業等國有企業實力雄厚、容錯能力強的優勢,鼓勵其後向一體化延伸至汽車用晶片産業中,也可利用國企國資改革的機會充當風險投資者和戰略性投資者的角色。此外,還可考慮在資本營運過程中以一定比例的資本支援基礎研究,保證對汽車晶片基礎研究的長效支援機制。二是發揮汽車和晶片行業内領軍企業的專業優勢和使用者優勢,加大對産業鍊上下遊企業的支援和整合,協同推進對關鍵核心技術的共同研發與突破,形成産業發展的合力。三是發揮好産業聯盟、技術聯盟的優勢,以龍頭企業為牽引,加大汽車晶片共性技術的研發,為産業技術創新和産業發展提供底層和公共技術供給。

(三)注重生态圈建設,促進産業有效地内外循環

一方面,汽車晶片是一個囊括汽車制造和內建電路兩大産業門類的領域,不同産業具有不同的經濟和技術特征,這就要求在汽車晶片的發展中強化産業間的跨界融合。要在汽車晶片的相關政策支援中協同好汽車使用者和汽車晶片供應者的關系,建構供給者-使用者之間良好的合作生态。

另一方面,汽車行業上下遊的高黏性和對基礎元器件可靠性的要求決定了汽車晶片後發廠商進入市場存在“高門檻”困境。為此,要關注汽車晶片企業的市場進入問題,發揮行業内的協同作用,為上遊晶片設計、制造企業提供充裕的市場空間,為各類原材料生産、裝置制造企業提供有效的應用場景,不僅有助于産業的突破,更有助于産業的長期可持續發展。一是要發揮政府、行業團體或者龍頭企業的引導作用,建構産業上下遊和橫向企業之間的社會協同網絡。二是要利用好“首台套”“首版次”等相關優惠政策機會,不僅要給予創新突破企業以支援,同時要給予使用者以支援,降低使用者使用國産替代裝置、材料所造成的機會成本和風險損失補償。三是注重發揮資本市場優勢,強化通過行業整合、跨國并購提升行業集中度和快速提升産業競争能力,例如韋爾股份收購豪威、北京君正收購ISSI,為汽車晶片在CIS和SRAM領域迅速擷取産能提升。

作者:李先軍,中國社會科學院工業經濟研究所副研究員

文章來源:《産業藍皮書:中國産業競争力報告(2021)》

END

本文作者:材料委天津院

本文責編:王甯甯

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