來源:南風窗

作者:吳陽煜

因缺芯,蔚來汽車突然宣佈臨時停產。

3月26日晚間,蔚來汽車一紙公告引發了各界關注:由於半導體短缺,蔚來汽車決定從3月29日起,也就是明天,暫停“江淮蔚來”合肥製造工廠的汽車生產活動5個工作日。

蔚來汽車稱,半導體的整體供應緊張,已經影響了公司今年3月的汽車產量。蔚來汽車預計,2021 年第一季度將交付約19500輛汽車,略低於之前預期的 20000輛至20500輛。

儘管此次因芯片停產5天,對蔚來汽車的交付影響並不大,但汽車行業“芯片慌”已經愈發嚴重。

蔚來的停工不是孤例,早已有多家車企因芯片短缺相繼有了減產或停產計劃。

比如大衆。大衆汽車預計,2020年第一季度將因爲“汽車芯片荒”,而足足減少10萬輛汽車的生產。

今年1月24日,德國大衆汽車一名發言人在公開場合就表示,因爲車載半導體短缺的問題突出,該公司正與主要供應商談判,以補償自身的損失。

“憤怒”的大衆想要向供應商博世和大陸集團索賠,其面臨的窘境卻是各國主流車企的縮影。

去年以來,由於車載芯片代工和交付遲滯的問題加劇,世界各地的汽車製造商正在減少裝配線甚至停產。從大衆到福特,從豐田到菲亞特-克萊斯勒,車載芯片短缺對全球汽車工業尤其是汽車製造商造成沉重打擊。

有研究報告指出,全球半導體公司芯片供應的緊缺情況,缺口達到10%-30%;而其中,全球車用相關芯片市場面臨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類電子產品的生產停下腳步。許多生產商對芯片的需求仍在急劇增長。請求客戶耐心等待的半導體公司,已經將半導體產品的價格上漲不少,訂單交付一再推遲,生產線閒置甚至停產的情況在全球各家主要車企間蔓延開來。

車企停產:有錢搶不到

車載芯片價格瘋漲,甚至一度漲價好幾倍;車企搶芯,有錢也搶不到,直至停產。

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月初的時候,就已經有消息傳出,受限於高端芯片供應不足,上汽大衆和一汽大衆的汽車生產面臨中斷風險。

2020年,不少國家爲了應對疫情暴發而實施封鎖政策,各國的汽車業就因供應銳減和工廠閒置而遭受嚴重打擊。出於對銷量悲觀的保守估計,國內衆多汽車廠商有意識減少零部件的訂單數量。

但在全球化分工的產業鏈體系下,車載芯片從接單到交付,最少需要2個月的時間,這也從去年12月份開始加劇了半導體的缺貨狀態。

而在疫情防控見效的背景下,由於消費需求恢復較早,中國成爲了最早感受到汽車芯片短缺壓力的市場。

早於去年11月時,車用芯片供應商巨頭恩智浦半導體就告知其客戶,稱注意到芯片“嚴重短缺”,將提高所有產品的售價。

610億美元,這是業內研究機構預測由於車載半導體短缺導致全球汽車製造商的損失額,在過往汽車行業各大致損災難中,所造成的破壞力位於前列。

“車載芯片荒”還將持續多久?從各家車企陸續評估後的公開信息來看,全球汽車行業因半導體不足而導致的減產規模將達到150萬輛,尤其集中於2021年的1至6月份。

也就是說,這場車載芯片短缺危機的解除時間,最快也到今年第三季度纔會得到解決,有悲觀者甚至預測會一直持續到年底。

飽經車載半導體短缺之苦的美國車企正承受着巨壓,從美國政府的出手相救可見一斑。

在今年2月17日,美國政府發言人稱,拜登政府和車企、供應商舉行會議磋商,敦促各方合作解決半導體芯片日益供應不足的問題。

值得玩味的是,白宮還責成美國使館查明其他國家和芯片供應商是如何幫助解決這一全球性的短缺問題。

將汽車製造業作爲國家支柱產業的德國政府更早坐不住,已經在1月下旬就向中國臺灣求援,希望後者能出面說服臺灣的芯片製造商,幫助緩解德國汽車行業的半導體短缺問題。

更早前,德國的汽車製造商們已經向默克爾政府發出請求,期待政府出手緩解該行業“芯片荒”的危機。

放在全球更宏大的產業鏈震盪期來看,德國汽車業還希望這樣的政治干預可以幫助提升汽車供應商在芯片廠商客戶名單上的優先級,尤其是在亞洲。

在目前,中國國內,汽車行業芯片短缺帶來的短期震盪似乎正在消退。

有觀察人士認爲,此次危機中,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未能在年內及時得到緩解,再加上疫情反覆擾動,2021年的全球車市恐又將僅有中國市場一枝獨秀保持增長。

“目前來說,‘缺芯’對中國汽車行業的影響尚不是很大。至少反映在終端的車市上,大部分新車的汽車價格沒有變動。國內的汽車市場還是供大於求,汽車的優惠幅度很大。”汽車行業分析師、工信部“長風”計劃專家智庫成員張翔向南風窗表示,車載半導體的短缺對於進入中國的國外高端合資品牌、進口車影響較大,但對中國本土的自主品牌影響有限,“芯片這些零件要經過一級、二級供應商才能送到車企手裏,中間經過多個環節。在這個過程中,‘缺芯’的影響很大一部分被汽車市場吸收掉了,在車價上沒有反映出來”。

集體性缺貨:“不樂意”的臺積電

對於汽車數字類芯片而言,處於芯片廠商和整車廠綁定的聯盟格局之中,集中度高的特點尤其明顯。

近年來,憑藉着規模龐大齊全的晶圓廠羣,包括瑞薩、英飛凌等半導體龍頭企業在內,全球主要的汽車芯片廠商都將車載半導體的生產任務,外包給了臺積電與聯電。

針對汽車行業“芯片荒”的危機,在一份聲明中,臺積電回應稱,車企芯片短缺的問題對該公司非常重要:“這是我們的首要任務,公司當前正與汽車客戶緊密合作,以解決產能支持問題。”

但對於這家市值居全球半導體行業前列的巨頭而言,這塊生產對口高度集中的汽車芯片“肥肉”,卻沒有多少“油水”。

公開數據顯示,汽車芯片單項產品僅佔臺積電3%的產能,根本無法給該企業提供類似消費電子芯片規模的產值,因此在外部震盪引起的產能波動中,生產率先受阻不足爲奇。

此次車載芯片供應難的問題徹底暴露,主要就在於芯片產能難有充足保證。對芯片廠商來說,芯片製程越先進,技術含量越高,利潤也越高,芯片廠商會將更多的生產資源投入到先進製程,因此相對落後製程的產線將被不斷壓縮。

仔細對比車載芯片和消費電子類芯片的差別,前者在芯片製程、工藝到利潤率都落後於後者,卻在工況穩定性、生產良品率上有着更高的要求。原因在於,對於車載芯片而言,在車輛行駛系統中擔任着指揮者大腦的角色—哪怕將不良率規定得再低,一旦發生故障也有可能導致車毀人亡的慘劇。

此前就有觀點認爲,兩者存在的先天差異,很難不讓“臺積電”們在排產時有所偏頗側重。

並且,隨着汽車電動化、智能化和網聯化趨勢的不斷加深,汽車行業對於芯片的需求將加速放大。

就過去而言,芯片行業的資源錯配,纔是導致這場“缺芯”危機的罪魁禍首。

一個在汽車行業業內傳播較廣的數據是,通常在一輛純燃油車上,算上最基本的駕駛輔助系統和導航系統,就需要50~150個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值,至少可以達到前者的一倍之多。

可以說,最近這次汽車芯片短缺的全球性危機,並不只是疫情“黑天鵝”疊加美國德州暴風雪、中國臺灣島內缺水等自然災害所引起的突發事件,而是植根於世界範圍內汽車產業結構變化引起的連鎖反應。面對汽車芯片相對落後的製程,以臺積電爲代表的半導體供應商相對消極應對擴產需求。

可以預見的是,在未來,這將繼續刺激汽車產業鏈變革,爲解決智能汽車“缺芯”的長期難題,必將呼喚更爲先進的芯片品種與更爲簡潔科學的生產模式的到來,來取代目前零散代工的高風險狀態。

自研芯片何時降臨

此前有調查數據指出,因爲“芯片荒”的緣故,預計2021年全球汽車減產將達一百萬輛左右。

“缺芯”危機帶來的影響已不可避免,對於佔世界三分一體量的中國汽車市場,更危險的信號已經傳來:在或主觀或客觀被限制甚至封鎖車載芯片的進口後,中國的車用自研芯片是否可控?

“目前在國內汽車產業,國產芯片的佔有率不到5%,在短期內不可能替代進口芯片。”張翔稱,全球汽車芯片行業高度壟斷,而從新增生產線投產到芯片下線,對於芯片供應商至少需要2年的時間:“這個行業壁壘很高,現在智能汽車芯片供應不足,也在於這些芯片大廠們對於高端的新的智能汽車沒有做好訂單增量的準備。”

張翔認爲,對於位於美、歐和日本的世界各大汽車芯片廠家,中國的芯片企業尚不具備核心技術能力,“國內大部分的芯片商都是做外圍芯片,比如信息娛樂、汽車音響,只有少數企業涉及汽車安全、自動駕駛方面,但量還不是很大。對於未來的智能汽車,其主要的控制功能包括算法都是由芯片實現的,直接關係到汽車核心技術的掌握能力。在汽車各零部件中,芯片的價值、利潤和技術門檻都比較高,一定程度上決定了汽車產業發展的高度。”

需要清醒認識到,當前中國的汽車行業對芯片的進口依賴度極高。據國內汽車芯片行業相關數據顯示,2019年度,中國的自主汽車芯片產業規模僅佔全球的4.5%,同期汽車用芯片進口率超90%,在傳感器、車載網絡、三電系統、高級駕駛輔助系統等關鍵系統的芯片上,重度依賴進口。

張翔向南風窗表示,由於汽車芯片的製造門檻很高,中國的汽車芯片製造平均要比發達國家晚2-3代,一時半會難以填補技術空白,“在傳統的燃油車領域,包括髮動機、變速箱的管理芯片,中國的本土製造短期內趕超不了,但在自動駕駛領域的芯片有機會。”

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分市場卻實現逆勢上揚,同比增速達到11%。

隨着智能駕駛越來越成爲各大整車廠商在未來的競爭制高點,芯片在智能駕駛中的核心作用也日漸凸顯。不管是傳統車企,還是造車新勢力,近年來都已經在積極佈局芯片領域。

在2019年4月,特斯拉就發佈了搭載兩塊高性能芯片的自動駕駛系統,當時被喻爲“世界上最強大的自動駕駛計算平臺”。

而自2020年下半年以來,關於蔚來“造芯”的消息越來越密集。對於強調科技感的智能汽車,搭載的芯片競爭力越爲優異,其輔助駕駛系統的成長性則越具潛力。

但就目前來看,除了少數車企以外,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,從車載芯片的研發到投入實際應用,整個過程中需要跨越大量的技術障礙。

更爲現實的原因還在於,要想充分發揮自研芯片的後發優勢,就必須克服比當下通用的成熟車載芯片更爲艱鉅的技術難關。

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,從芯片研發的週期來倒推,蔚來在現今只有衝刺押注7nm芯片,才能保證在兩至三年後,其投入應用的自研芯片不會在性能上落後太多。

要知道,從英偉達新一代Drive Orin,到特斯拉與半導體設計企業博通聯合開發的新款高效能運算芯片,再到自動駕駛技術明星公司Mobileye的下一代芯片EyeQ5,這些自動駕駛領域的主要芯片玩家,都已將自家芯片產品的製程推進至7nm。

車載智能芯片的投入到底有多“燒錢”?單論設計成本,有業內數據顯示,從前端到完成後端設計,7nm芯片的設計成本在20億元左右,每次失敗的流片,都意味着2億元打了水漂。

除了令人咋舌的設計研發成本外,在製造方面,倘若國內的光刻機技術仍無法形成突破,中國車載芯片廠商還有可能像手機芯片一樣,在未來面臨從芯片設計到製造的管制威脅。

“目前各方對於‘缺芯’的關注度很高,引發自主化的擔憂很正常。但這並不是一蹴而就可以實現的事情。如今汽車的電子電氣架構都在經歷深刻變革,當前汽車所採用的大量獨立控制單元,將逐步被少量高性能計算單元所取代。樂觀估計,中國自主研發的自動駕駛汽車芯片,會在2023年開始進入前裝汽車市場。”張翔如此預測。

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