国产化能否拯救汽车缺“芯”？

当伤口开始裂开时，意味着创新也在进行。

”

文|罗宁

编辑|王一苏

最近，芯片价格大幅上涨，至少上涨了五倍

最近，在深圳工作的硬件工程师Sayes告诉《商业数据》，由于2020年底手机、电脑和汽车芯片短缺，中国有许多“芯片经销商”趁机囤货。

华强北的春天已经到来，囤积可以赚钱，囤积和囤积可以导致奇怪的事情。赛义斯表示，芯片短缺尤其可以显示出国内芯片制造商之间的差距。“汽车行业的国产替代品很少，安世可以再多做一点

在这种情况下，一些人指出，“除台积电和三星电子外，中芯国际等其他晶圆代工公司也提高了其8英寸晶圆代销商的报价，2021至少上涨了20%，紧急订单最高上涨了40%

事实上，这些公司最初主要专注于消费电子产品，很少有汽车业务。据财报显示，2020年台积电的手机业务占比为46%，而汽车业务仅占2%。三星电子在2018年8月才开始专注于汽车和自动驾驶方向，业务占比也不大。中芯国际2019年的收入主要来自四个领域：通信、消费、汽车和工业以及个人电脑。其中，通信业务收入最高，占全年收入的45.7%，而汽车和工业部门仅占5.9%。

在这种狂热的背后，反映了芯片短缺的痛苦。但最痛苦的部分，就像一个夹子，被钉在了汽车行业的头上。

2020年12月，由于汽车半导体最依赖的8英寸晶圆短缺，据报道，大众汽车已经减产并停产。随后，丰田、福特和菲亚特等汽车公司纷纷效仿，宣布计划减少汽车产量。疫情的影响，消费电子产品的热销，以及中美贸易战，加在一起，像飓风一样席卷了汽车行业。美国伯恩斯坦研究院预测，由于这种影响，2021的汽车总产量将减少450万辆，损失可能达到今年总产量的5%。

对于占世界汽车总产量28%的中国来说，缺乏“核心”的影响更大。中国汽车工业协会副秘书长陈世华提到，2020年12月下旬开始出现的汽车芯片短缺将对2021第一季度的生产产生重大影响，甚至可能继续影响第二季度的生产。

主要汽车制造商正在寻找自救的方法。减产、停产和停产对当前和未来有什么影响？当智能汽车浪潮袭来时，国内车企和芯片制造商将有哪些“芯片”机会？这对普通消费者意味着什么？一个又一个问题似乎表明，2021将是又一个跌宕起伏的年份。

造芯比造人难

芯片的分娩时间为54周，怀孕时间仅为36至40周。百日宴会后，您可能会收到芯片

它最终表明，制造核心比制造人更难

一周前，华强北人的朋友圈里传出了一则沸沸扬扬的消息。美国微芯片半导体公司宣布，原定交付日期为18周的芯片将推迟到54周。尽管这只是最极端的例子，但事实上，各家半导体制造商已经开始推迟甚至提价，最短延迟112天，最长延迟54周。这意味着，许多“等待芯片建设”的制造商将在2021几乎一整年都被抛弃。

今年年初，除了无奈的调侃和开玩笑，电子和汽车行业的人们几乎没有什么可做的。那些想要芯片的人要么排队，要么想办法增加他们的钱。在最疯狂的时刻，朝日化学生产的AK5720VT-E2芯片将价格从正常价格的3元左右提高到320元，涨幅近106倍。所有那些投机“筹码”的人都想分一杯羹。

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来自主要芯片制造商的涨价信即将汇集一副扑克牌，”行业媒体公司新生谈到目前的情况时表示。瑞萨、Enzip和亿法半导体明确发布了涨价函，导致芯片半导体价格波动。尽管TI和东芝等制造商没有跟进涨价函，但延长交货时间和延迟订单已成为行业惯例。

为什么芯片已经成为汽车制造的“必要条件”？

如今，一辆普通汽车至少需要40种芯片，而高端车型需要150多种芯片。根据分类，汽车芯片大致可分为三类：第一类负责算力，即处理器和控制器芯片，如中控、ADAS和自动驾驶系统，以及发动机、底盘和车身控制；第二类负责电源转换，用于电源和接口；

第三类是传感器，主要用于各种雷达、安全气囊和胎压检测。随着ADAS、自动驾驶等技术的成熟发展，需要大量的图像数据和雷达数据处理，汽车制造商对芯片算力的要求也在不断提高。

在大众汽车芯片短缺事件中，主要的供应短缺是ESP中使用的MCU和ECU中的MCU。前者是汽车主动安全系统的一部分，起到防止侧滑的作用，而后者涵盖了调节车窗、座椅、照明等功能。这两类芯片在当今的中高端车型中必不可少。

目前，中国半导体产业链在汽车行业缺乏话语权，全球功率半导体供应链几乎完全由英飞凌、安森美、意法等外国制造商控制。辛世祥提到，“95%的前端芯片是进口的，80%以上的后端芯片是进口，所以目前的短缺只能等待。疫情还没有结束，短期内肯定不会有缓解。未来疫情会结束，8英寸晶圆生产线会增加，所以芯片产能问题会逐渐缓解。”

无奈的事实让大家更容易看到中国汽车半导体与国际市场的差距。汽车行业的集成电路需要承受-40至120摄氏度的温度范围，这在手机行业很难考虑。消费电子产品的芯片故障率要求不超过10%，而汽车行业的故障率要求为零。为了让芯片通过汽车工厂测试，芯片制造商需要连续稳定地生产这种类型的芯片至少六个月甚至一年。这样的“生产线认证”每次需要1-2年，芯片更换再次需要1-2年。

因此，为了成为行业中的主导供应商，他们的产品需要很长的产品开发和验证周期。因此，在这个领域，消费电子行业的高通、英特尔、英伟达等芯片巨头仍然无法动摇STF半导体、恩智浦等传统制造商的地位。现代汽车美国公司产品规划副总裁Mike O'Brien的声明似乎更好地证明了这一点。

我们不会对产品进行测试，它们必须能够从一开始就正常工作

生存危机还是百年机遇？

仅仅缺少一个组成部分就表明我们的行业是多么脆弱， “大众汽车中国区负责人斯蒂芬·沃伦斯坦（Stephen Wollenstein）表示。芯片短缺最直接的影响是2021全球汽车产量的减少，供应短缺也导致了NXP和易发半导体等半导体供应商的价格上涨。几乎可以预见，这将导致汽车价格的波动。但受e“缺芯”事件，国内半导体行业已经开始采取行动。

一位长期观察芯片行业的从业者表示，从中长期来看，芯片短缺或将扭转国产电子汽车芯片自主替代的趋势。目前，中国半导体设备和材料国产化进程中的各个节点正在布局，大唐电信（600198，股吧）、紫光国微（002049，股吧。，有限公司（603501，股票吧）近年来也加快了其在汽车半导体行业的渗透。

2019年，威尔控股斥资152亿元收购豪厄尔和思必可，进军CMOS图像传感器市场，目前已成为全球第二大汽车图像传感器，市值逼近中芯国际；2020年11月，四维图新与方正电气（002196，股吧）签署战略合作协议，深化汽车电子芯片领域合作；

大唐电信为新能源汽车电池管理系统开发的电池监测芯片是业内首款采用集成电化学阻抗谱监测技术设计的单电池锂离子电池监测芯片。

半导体领域的投资也越来越受欢迎。天眼查数据显示，截至去年年底，中国共有2.1万家企业扩大了半导体业务。在国内科创板排名前五的行业中，半导体排名第三，有22家企业占板上企业总数的10%。2019年5月，华为成立了哈勃科技投资有限公司有限公司，过去两年公开投资了22家公司，其中一半以上为半导体相关公司；

自2017年以来，小米长江产业基金已投资比亚迪半导体等17家芯片公司。

此外，与往年相比，国内半导体公司的融资和估值都有显著增长，也有许多公司的融资超过10亿元。2020年12月22日，人工智能芯片公司地平线宣布启动了超过7亿美元的C轮融资，投前估值为35亿美元，相当于100倍的市销比。地平线计划在今年内完成所有融资，并考虑在2021下半年在科技创新委员会上市。

半导体行业由于投资大、耗时长，一直被投资者忽视。如今，热钱纷至沓来，过去的冷板凳已经成为热门话题。尽管有很多浮躁和投机的操作，但对于那些致力于半导体行业的人来说，这至少是一件好事。

从需求端来看，“核心”事件的缺失受年销量数百万甚至数百万辆的传统车企影响最大，但对新能源汽车生产的影响似乎没有那么严重。一个重要的原因是需求没有那么高。根据IHS Markit的数据，2020年全球汽车销量约为每年7650万辆，而全球新能源汽车销量为324万辆，仅占全球汽车销量的4.23%。

一个更直观的表现是，特斯拉在2020年全球销量为49.96万辆，尽管与2019年相比增长了36%，这在传统车企眼中几乎是九牛一毛。

特斯拉早在2016年就组建了一个芯片开发团队，由Jim Keller领导。这位传奇工程师曾两次加入AMD，并组织团队开发K8架构和Zen架构，这两个架构都成为AMD最成功处理器的基础，并一直影响到今天。他还加入英特尔，担任英特尔TSCG副总裁，担任半导体领域的领导者和摩尔定律的忠实信徒。他的经历完美地解释了“一个人就是一支军队”的含义。

之后，埃隆·马斯克在2019年4月发布特斯拉自动驾驶演示视频时正式推出了自研芯片。在放弃了NVIDIA当时为Model 3、Model S和Model X提供的图像处理解决方案后，特斯拉将其自主研发的FSD芯片交给了三星进行生产。尽管当时特斯拉的自研芯片表现不如英伟达芯片，但对特斯拉来说，采用自研芯片意味着汽车核心零部件的研发自由度更大，上游供应链的影响更小，最重要的是降低了硬件成本。外部评论表明，特斯拉正在复制苹果在汽车行业的成功之路。

如今，特斯拉自研的FSD芯片有着显著的优势，掌握核心芯片技术已成为许多公司的一个方向。比亚迪是中国领先的公司之一。2004年，比亚迪半导体成立，这支初出茅庐的团队主要专注于IGBT的研发。经过多年迭代，现已成为国内领先的自主可控汽车级IGBT制造商，月产能5万片，市场占有率18%，仅次于英飞凌，位居第二。今年1月2日，比亚迪半导体启动分拆上市，估值102亿元。投资方包括小米、红杉等知名机构，这表明国内汽车制造商与国际汽车制造商在技术实力方面的差距正在逐渐缩小。

去年5月，北汽集团旗下子公司北汽生产投资公司与想象集团联合成立了北京核芯科技有限公司，成为中国国有汽车企业与国际芯片巨头联合成立的第一家汽车芯片公司。另一家传统汽车公司吉利也于10月与ARM中国达成合作伙伴关系，共同出资成立了由易卡通科技控股的新清科技。在新的汽车制造商中，NIO还将独立开发汽车芯片，这是自动驾驶计算芯片细分市场的一部分。在今年的一次媒体采访中，NIO董事长兼首席执行官李斌回应称，开发自动驾驶芯片并不难，比手机芯片更容易。

汽车芯片的设计确实与手机芯片有很大不同……

符号，但这并不容易，因为两者是不同的测量标准。如果我们把手机芯片比作独孤九剑，追求极致的性能和最高水平的工艺，那么制造汽车级芯片就像一件铁布衫和一个金钟罩。它不一定需要在性能和工艺上达到一流，但要想找到一种实现极高产量和严格可靠性测试的方法，汽车级芯片需要经过多项军用电子设备级标准认证，无论是在-40至120摄氏度的温度下测试，“生产线认证”的漫长过程需要实现零故障标准，这是制造汽车芯片的难点。

在所有汽车芯片中，自动驾驶芯片的智能化程度最高。除了技术上对零故障的极端要求外，它还需要具有超高的计算能力，能够承载深度神经网络，保持相对合理的功耗，并适应自动驾驶对冗余的要求：即芯片分为两部分。一旦一个模块发生故障或损坏，另一个模块具有独立的电源和存储系统，可以在不受影响的情况下继续承担相应的工作。此外，随着行业对芯片算力的要求不断提高，设计自动驾驶芯片需要有远见，并有能力支持未来3-5年内快速更换算力升级。对于目前的芯片行业来说，没有人能保证他们的算法100%没有问题，自动驾驶芯片需要更大的计算能力，”十行智能首席技术官刘振宇在描述困难时说。

从整体来看，无论是国内半导体还是汽车制造商，在这场危机中仍然是一支相对较小的力量，无法改变缺乏“核心”的事实。目前，每个人都在经历黎明前的漫长夜晚。要想看到光明，至少我们必须忍受它。

● 让汽车“回归未来”

1985年，Dyrolen DMC-12作为道具出现在电影《回到未来》的故事中。这种可以穿越时间并喷出火焰的汽车成为科幻电影的重要象征，当时人们对未来的汽车有着最初的幻想。它应该配备计算机智能控制，能够飞行，使用清洁能源，甚至可以穿越时间回到过去或未来。

时隔36年，当我们再次回顾这些设置时，除了时空穿梭机，今天汽车的所有其他功能都已实现。虽然不像科幻电影中那样梦幻，但站在那里，回顾1908年第一辆福特T型车走出车间的那一刻，你会发现，113年后，人们对汽车“四把椅子、四个轮子和一台发动机”的传统看法已经被颠覆。如今，汽车就像一台四轮的“电脑”。

这种干扰始于1977年，当时通用汽车公司首次在汽车上安装电子控制单元，以显示速度、油箱、里程和发动机等信息。在接下来的几十年里，我们逐渐将汽车转变为计算机，使其在交通之外有了更多的可能性。汽车不仅可以更快地从A到B，还应该能够听音乐、看电影、自动导航，甚至可以飞上天空。正如总工程师Jonas Bereisa几十年前预测的那样，所有这些都是数百万行代码、芯片和众多复杂电子元件结构的超级集合的表现：

软件开发将成为汽车新产品开发中最重要的考虑因素。

历史证明，汽车半导体行业现在正处于风险和机遇的关键时刻。在过去的几十年里，汽车电子元件的成本飙升，从20世纪70年代的5%飙升到2005年的15%。在接下来的十年里，这一数字将达到惊人的50%。2019年，一块新车芯片的平均成本为329美元。相比之下，iPhone 5芯片的总成本不到20美元。

但这仅仅是一个开始，从车主走近门把手并自动弹出，到看电影、听音乐、与智能助手聊天，甚至完全将方向盘释放到自动驾驶，所有这些由芯片和代码结合在一起的体验都可以像支持服务一样打包给需要的用户。

在过去，当一家汽车工厂生产和销售它时，这是汽车最宝贵的时间。然而，在现在和未来，当一辆汽车被用户收购时，其更强大的软件功能开始被削弱……

更新。换句话说，随着时间的推移，汽车的价值将不断放大，在黄仁勋看来，这将给许多行业带来巨大的商机。

当你根据软件安装时间带来的机会进行简单的数学计算时，你会发现这是一个价值数千亿美元的市场

英伟达创始人黄仁勋对汽车行业的未来做出了判断，“未来，一辆好车以2.5万至3万美元的价格出售将变得非常普遍。您可以决定将来是否购买软件。这是一种新的商业模式，传统主流车企必须迅速完成转型，这已成为当务之急

事实上，这已经开始成为现实。

在美国，特斯拉FSD的价格已经连续两年上涨了233%。2019年初，它的价格是3000美元，经过四次价格调整，已经达到了10000美元。马斯克还提出将其作为订阅服务，这是特斯拉真正的“摇钱树”。

对于一款高端汽车来说，现在仅自动驾驶系统的代码就超过了1亿行，软件计算量达到每秒10万亿次，操作系统的规模已经远远超过了手机、飞机和互联网软件。汽车行业经历了一百多年的风风雨雨，内部芯片从未像今天这样重要。当伤口开始裂开时，这意味着创新也在进行中。

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