吳陽煜
“對(duì)于大眾汽車來說,最重要的是,最大程度地減少半導(dǎo)體瓶頸對(duì)生產(chǎn)的影響?!苯衲?月24日,德國大眾汽車一名發(fā)言人在公開場合表示,因?yàn)檐囕d半導(dǎo)體短缺的問題突出,該公司正與主要供應(yīng)商談判,以補(bǔ)償自身的損失。
大眾汽車預(yù)計(jì),2020年第一季度將因?yàn)椤捌囆酒摹?,而足足減少10萬輛汽車的生產(chǎn)?!皯嵟钡拇蟊娤胍蚬?yīng)商博世和大陸集團(tuán)索賠,其面臨的窘境卻是各國主流車企的縮影。去年以來,由于車載芯片代工和交付遲滯的問題加劇,世界各地的汽車制造商正在減少裝配線甚至停產(chǎn)。從大眾到福特,從豐田到菲亞特-克萊斯勒,車載芯片短缺對(duì)全球汽車工業(yè)尤其是汽車制造商造成沉重打擊。
有研究報(bào)告指出,全球半導(dǎo)體公司芯片供應(yīng)的緊缺情況,缺口達(dá)到10%~30%;而其中,全球車用相關(guān)芯片市場面臨40%以上的缺口。去年年底至今,疫情沒有讓全球汽車和其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品的生產(chǎn)停下腳步。許多生產(chǎn)商對(duì)芯片的需求仍在急劇增長。請(qǐng)求客戶耐心等待的半導(dǎo)體公司,已經(jīng)將半導(dǎo)體產(chǎn)品的價(jià)格上漲不少,訂單交付一再推遲,生產(chǎn)線閑置甚至停產(chǎn)的情況在全球各家主要車企間蔓延開來。
車載芯片價(jià)格瘋漲,甚至一度漲價(jià)好幾倍;車企搶芯,有錢也搶不到,直至停產(chǎn)。如此這般的異常景象,在世界各主要汽車市場國家接連上演。去年12月初的時(shí)候,就已經(jīng)有消息傳出,受限于高端芯片供應(yīng)不足,上汽大眾和一汽大眾的汽車生產(chǎn)面臨中斷風(fēng)險(xiǎn)。
2020年,不少國家為了應(yīng)對(duì)疫情暴發(fā)而實(shí)施封鎖政策,各國的汽車業(yè)就因供應(yīng)銳減和工廠閑置而遭受嚴(yán)重打擊。出于對(duì)銷量悲觀的保守估計(jì),國內(nèi)眾多汽車廠商有意識(shí)減少零部件的訂單數(shù)量。但在全球化分工的產(chǎn)業(yè)鏈體系下,車載芯片從接單到交付,最少需要2個(gè)月的時(shí)間,這也從去年12月份開始加劇了半導(dǎo)體的缺貨狀態(tài)。
這場車載芯片短缺危機(jī)的解除時(shí)間,最快也到今年第三季度才會(huì)得到解決,有悲觀者甚至預(yù)測會(huì)一直持續(xù)到年底。
而在疫情防控見效的背景下,由于消費(fèi)需求恢復(fù)較早,中國成為了最早感受到汽車芯片短缺壓力的市場。早于去年11月時(shí),車用芯片供應(yīng)商巨頭恩智浦半導(dǎo)體就告知其客戶,稱注意到芯片“嚴(yán)重短缺”,將提高所有產(chǎn)品的售價(jià)。
610億美元,這是業(yè)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測由于車載半導(dǎo)體短缺導(dǎo)致全球汽車制造商的損失額,在過往汽車行業(yè)各大致?lián)p災(zāi)難中,所造成的破壞力位于前列?!败囕d芯片荒”還將持續(xù)多久?從各家車企陸續(xù)評(píng)估后的公開信息來看,全球汽車行業(yè)因半導(dǎo)體不足而導(dǎo)致的減產(chǎn)規(guī)模將達(dá)到150萬輛,尤其集中于2021年的1至6月份。也就是說,這場車載芯片短缺危機(jī)的解除時(shí)間,最快也到今年第三季度才會(huì)得到解決,有悲觀者甚至預(yù)測會(huì)一直持續(xù)到年底。
飽經(jīng)車載半導(dǎo)體短缺之苦的美國車企正承受著巨壓,從美國政府的出手相救可見一斑。在今年2月17日,美國政府發(fā)言人稱,拜登政府和車企、供應(yīng)商舉行會(huì)議磋商,敦促各方合作解決半導(dǎo)體芯片日益供應(yīng)不足的問題。值得玩味的是,白宮還責(zé)成美國使館查明其他國家和芯片供應(yīng)商是如何幫助解決這一全球性的短缺問題。
將汽車制造業(yè)作為國家支柱產(chǎn)業(yè)的德國政府更早坐不住,已經(jīng)在1月下旬就向中國臺(tái)灣求援,希望后者能出面說服臺(tái)灣的芯片制造商,幫助緩解德國汽車行業(yè)的半導(dǎo)體短缺問題。更早前,德國的汽車制造商們已經(jīng)向默克爾政府發(fā)出請(qǐng)求,期待政府出手緩解該行業(yè)“芯片荒”的危機(jī)。放在全球更宏大的產(chǎn)業(yè)鏈震蕩期來看,德國汽車業(yè)還希望這樣的政治干預(yù)可以幫助提升汽車供應(yīng)商在芯片廠商客戶名單上的優(yōu)先級(jí),尤其是在亞洲。
在目前,中國國內(nèi),汽車行業(yè)芯片短缺帶來的短期震蕩似乎正在消退。有觀察人士認(rèn)為,此次危機(jī)中,中國汽車市場的自主乘用車受到影響較弱,如果海外的車載芯片短缺危機(jī)未能在年內(nèi)及時(shí)得到緩解,再加上疫情反復(fù)擾動(dòng),2021年的全球車市恐又將僅有中國市場一枝獨(dú)秀保持增長。
“目前來說,‘缺芯對(duì)中國汽車行業(yè)的影響尚不是很大。至少反映在終端的車市上,大部分新車的汽車價(jià)格沒有變動(dòng)。國內(nèi)的汽車市場還是供大于求,汽車的優(yōu)惠幅度很大?!逼囆袠I(yè)分析師、工信部“長風(fēng)”計(jì)劃專家智庫成員張翔向南風(fēng)窗表示,車載半導(dǎo)體的短缺對(duì)于進(jìn)入中國的國外高端合資品牌、進(jìn)口車影響較大,但對(duì)中國本土的自主品牌影響有限,“芯片這些零件要經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)供應(yīng)商才能送到車企手里,中間經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中,‘缺芯的影響很大一部分被汽車市場吸收掉了,在車價(jià)上沒有反映出來”。
對(duì)于汽車數(shù)字類芯片而言,處于芯片廠商和整車廠綁定的聯(lián)盟格局之中,集中度高的特點(diǎn)尤其明顯。近年來,憑借著規(guī)模龐大齊全的晶圓廠群,包括瑞薩、英飛凌等半導(dǎo)體龍頭企業(yè)在內(nèi),全球主要的汽車芯片廠商都將車載半導(dǎo)體的生產(chǎn)任務(wù),外包給了臺(tái)積電與聯(lián)電。
針對(duì)汽車行業(yè)“芯片荒”的危機(jī),在一份聲明中,臺(tái)積電回應(yīng)稱,車企芯片短缺的問題對(duì)該公司非常重要:“這是我們的首要任務(wù),公司當(dāng)前正與汽車客戶緊密合作,以解決產(chǎn)能支持問題?!钡珜?duì)于這家市值居全球半導(dǎo)體行業(yè)前列的巨頭而言,這塊生產(chǎn)對(duì)口高度集中的汽車芯片“肥肉”,卻沒有多少“油水”:公開數(shù)據(jù)顯示,汽車芯片單項(xiàng)產(chǎn)品僅占臺(tái)積電3%的產(chǎn)能,根本無法給該企業(yè)提供類似消費(fèi)電子芯片規(guī)模的產(chǎn)值,因此在外部震蕩引起的產(chǎn)能波動(dòng)中,生產(chǎn)率先受阻不足為奇。
此次車載芯片供應(yīng)難的問題徹底暴露,主要就在于芯片產(chǎn)能難有充足保證。對(duì)芯片廠商來說,芯片制程越先進(jìn),技術(shù)含量越高,利潤也越高,芯片廠商會(huì)將更多的生產(chǎn)資源投入到先進(jìn)制程,因此相對(duì)落后制程的產(chǎn)線將被不斷壓縮。
就過去而言,芯片行業(yè)的資源錯(cuò)配,才是導(dǎo)致這場“缺芯”危機(jī)的罪魁禍?zhǔn)住?/blockquote>仔細(xì)對(duì)比車載芯片和消費(fèi)電子類芯片的差別,前者在芯片制程、工藝到利潤率都落后于后者,卻在工況穩(wěn)定性、生產(chǎn)良品率上有著更高的要求。原因在于,對(duì)于車載芯片而言,在車輛行駛系統(tǒng)中擔(dān)任著指揮者大腦的角色—哪怕將不良率規(guī)定得再低,一旦發(fā)生故障也有可能導(dǎo)致車毀人亡的慘劇。此前就有觀點(diǎn)認(rèn)為,兩者存在的先天差異,很難不讓“臺(tái)積電”們?cè)谂女a(chǎn)時(shí)有所偏頗側(cè)重。
并且,隨著汽車電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化趨勢的不斷加深,汽車行業(yè)對(duì)于芯片的需求將加速放大。就過去而言,芯片行業(yè)的資源錯(cuò)配,才是導(dǎo)致這場“缺芯”危機(jī)的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
一個(gè)在汽車行業(yè)業(yè)內(nèi)傳播較廣的數(shù)據(jù)是,通常在一輛純?nèi)加蛙嚿?,算上最基本的駕駛輔助系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng),就需要50~150個(gè)芯片和傳感器來控制,而一輛常見的新能源汽車所搭載的芯片價(jià)值,至少可以達(dá)到前者的一倍之多。
可以說,最近這次汽車芯片短缺的全球性危機(jī),并不只是疫情“黑天鵝”疊加美國德州暴風(fēng)雪、中國臺(tái)灣島內(nèi)缺水等自然災(zāi)害所引起的突發(fā)事件,而是植根于世界范圍內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化引起的連鎖反應(yīng)。面對(duì)汽車芯片相對(duì)落后的制程,以臺(tái)積電為代表的半導(dǎo)體供應(yīng)商相對(duì)消極應(yīng)對(duì)擴(kuò)產(chǎn)需求??梢灶A(yù)見的是,在未來,這將繼續(xù)刺激汽車產(chǎn)業(yè)鏈變革,為解決智能汽車“缺芯”的長期難題,必將呼喚更為先進(jìn)的芯片品種與更為簡潔科學(xué)的生產(chǎn)模式的到來,來取代目前零散代工的高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。
自研芯片何時(shí)降臨
此前有調(diào)查數(shù)據(jù)指出,因?yàn)椤靶酒摹钡木壒?,預(yù)計(jì)2021年全球汽車減產(chǎn)將達(dá)一百萬輛左右。“缺芯”危機(jī)帶來的影響已不可避免,對(duì)于占世界三分一體量的中國汽車市場,更危險(xiǎn)的信號(hào)已經(jīng)傳來:在或主觀或客觀被限制甚至封鎖車載芯片的進(jìn)口后,中國的車用自研芯片是否可控?
“目前在國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè),國產(chǎn)芯片的占有率不到5%,在短期內(nèi)不可能替代進(jìn)口芯片?!睆埾璺Q,全球汽車芯片行業(yè)高度壟斷,而從新增生產(chǎn)線投產(chǎn)到芯片下線,對(duì)于芯片供應(yīng)商至少需要2年的時(shí)間:“這個(gè)行業(yè)壁壘很高,現(xiàn)在智能汽車芯片供應(yīng)不足,也在于這些芯片大廠們對(duì)于高端的新的智能汽車沒有做好訂單增量的準(zhǔn)備?!?/p>
張翔認(rèn)為,對(duì)于位于美、歐和日本的世界各大汽車芯片廠家,中國的芯片企業(yè)尚不具備核心技術(shù)能力,“國內(nèi)大部分的芯片商都是做外圍芯片,比如信息娛樂、汽車音響,只有少數(shù)企業(yè)涉及汽車安全、自動(dòng)駕駛方面,但量還不是很大。對(duì)于未來的智能汽車,其主要的控制功能包括算法都是由芯片實(shí)現(xiàn)的,直接關(guān)系到汽車核心技術(shù)的掌握能力。在汽車各零部件中,芯片的價(jià)值、利潤和技術(shù)門檻都比較高,一定程度上決定了汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高度?!?p>
需要清醒認(rèn)識(shí)到,當(dāng)前中國的汽車行業(yè)對(duì)芯片的進(jìn)口依賴度極高。據(jù)國內(nèi)汽車芯片行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2019年度,中國的自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模僅占全球的4.5%,同期汽車用芯片進(jìn)口率超90%,在傳感器、車載網(wǎng)絡(luò)、三電系統(tǒng)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)的芯片上,重度依賴進(jìn)口。
張翔向南風(fēng)窗表示,由于汽車芯片的制造門檻很高,中國的汽車芯片制造平均要比發(fā)達(dá)國家晚2-3代,一時(shí)半會(huì)難以填補(bǔ)技術(shù)空白,“在傳統(tǒng)的燃油車領(lǐng)域,包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱的管理芯片,中國的本土制造短期內(nèi)趕超不了,但在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的芯片有機(jī)會(huì)。”
2019年全年,全球汽車市場銷量較2018年下跌了3.25%,但全球車載芯片這一細(xì)分市場卻實(shí)現(xiàn)逆勢上揚(yáng),同比增速達(dá)到11%。隨著智能駕駛越來越成為各大整車廠商在未來的競爭制高點(diǎn),芯片在智能駕駛中的核心作用也日漸凸顯。不管是傳統(tǒng)車企,還是造車新勢力,近年來都已經(jīng)在積極布局芯片領(lǐng)域。
樂觀估計(jì),中國自主研發(fā)的自動(dòng)駕駛汽車芯片,會(huì)在2023年開始進(jìn)入前裝汽車市場。在2019年4月,特斯拉就發(fā)布了搭載兩塊高性能芯片的自動(dòng)駕駛系統(tǒng),當(dāng)時(shí)被喻為“世界上最強(qiáng)大的自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)”。而自2020年下半年以來,關(guān)于蔚來“造芯”的消息越來越密集。對(duì)于強(qiáng)調(diào)科技感的智能汽車,搭載的芯片競爭力越為優(yōu)異,其輔助駕駛系統(tǒng)的成長性則越具潛力。但就目前來看,除了少數(shù)車企以外,絕大部分造車新勢力都未投入到自研芯片中去,原因除了重資本的壁壘之外,從車載芯片的研發(fā)到投入實(shí)際應(yīng)用,整個(gè)過程中需要跨越大量的技術(shù)障礙。
更為現(xiàn)實(shí)的原因還在于,要想充分發(fā)揮自研芯片的后發(fā)優(yōu)勢,就必須克服比當(dāng)下通用的成熟車載芯片更為艱巨的技術(shù)難關(guān)。僅以蔚來投入自研芯片來看,相比目前主流的14nm車載無人駕駛芯片,從芯片研發(fā)的周期來倒推,蔚來在現(xiàn)今只有沖刺押注7nm芯片,才能保證在兩至三年后,其投入應(yīng)用的自研芯片不會(huì)在性能上落后太多。要知道,從英偉達(dá)新一代Drive Orin,到特斯拉與半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè)博通聯(lián)合開發(fā)的新款高效能運(yùn)算芯片,再到自動(dòng)駕駛技術(shù)明星公司Mobileye的下一代芯片EyeQ5,這些自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的主要芯片玩家,都已將自家芯片產(chǎn)品的制程推進(jìn)至7nm。
車載智能芯片的投入到底有多“燒錢”?單論設(shè)計(jì)成本,有業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)顯示,從前端到完成后端設(shè)計(jì),7nm芯片的設(shè)計(jì)成本在20億元左右,每次失敗的流片,都意味著2億元打了水漂。
除了令人咋舌的設(shè)計(jì)研發(fā)成本外,在制造方面,倘若國內(nèi)的光刻機(jī)技術(shù)仍無法形成突破,中國車載芯片廠商還有可能像手機(jī)芯片一樣,在未來面臨從芯片設(shè)計(jì)到制造的管制威脅。
“目前各方對(duì)于‘缺芯的關(guān)注度很高,引發(fā)自主化的擔(dān)憂很正常。但這并不是一蹴而就可以實(shí)現(xiàn)的事情。如今汽車的電子電氣架構(gòu)都在經(jīng)歷深刻變革,當(dāng)前汽車所采用的大量獨(dú)立控制單元,將逐步被少量高性能計(jì)算單元所取代。樂觀估計(jì),中國自主研發(fā)的自動(dòng)駕駛汽車芯片,會(huì)在2023年開始進(jìn)入前裝汽車市場。”張翔如此預(yù)測。
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