中国战略新兴产业融媒体记者 陈雯
2020年岁末寒风凛冽，车市则一如既往地火热。本应是销售的旺季，长期霸占中国汽车销量排行榜的南北大众——上海大众和一汽大众却在芯片领域吃了闭门羹，甚至有陷入停产的危险。汽车芯片的短缺，真的让中国汽车制造业面临危机了吗？
提及汽车芯片，就不得不提及新能源汽车和人工驾驶，因为芯片在这个舞台才能发挥更强的算力。在特斯拉CEO埃隆·马斯克获得世界首富头衔的当下，智能电动汽车正搅动着整个全球汽车市场的格局，前景大好。
如若拥有汽车芯片技术，在汽车行业未来赛道上胜算几何？
01
芯片卡脖子？混淆的新概念
你买车的时候会关心汽车用的是什么芯片吗？
发动机、底盘、变速箱，才是传统意义上的汽车“三大件”，人们不太关心汽车芯片如何，因为它对于汽车安全性和驾驶体验的影响微乎其微。
在汽车上，若需要内置一个控制系统，集成度不那么高的电路板也可以满足要求。电脑、手机相比于汽车，不仅“年纪”小周期短，而且体积小，才会对芯片有逼近极限的要求。
消费类芯片在性能和便携性上有更高的要求，高端手机芯片制程已经到5纳米甚至更小。工艺能够达到这个标准的生产商，放在全球范围内也是屈指可数，其关键技术一旦被限制，产品便成绝唱。为了在实现复杂算法的同时保证产品的便携性，中国手机芯片面临“卡脖子”困局，被制约的是越来越精湛的芯片工艺。
汽车芯片产能不足，与手机芯片“卡脖子”问题并不完全相同。要理解这一点，还是先回到汽车芯片的功能。
从车身动力总成，到车身控制、通信娱乐系统、安全辅助驾驶，每一个功能的实现背后都需要复杂的芯片组支撑。其中MCU（Micro Controller Unit，微控制单元）整合了功能模块如CPU、存储器、I/O端口、时钟、转换A/D、PWM等，以及SPI、I2C、ISP等数据传输接口，扮演着重要的角色。而目前最短缺的汽车芯片正是MCU。
与消费级芯片追求小体积与低功耗不同，包括芯片在内的汽车零件，最重要的一点是“安全”。驾车高速行驶，可以不太舒服，但不容许存在任何安全隐患。就芯片而言，汽车芯片产品需通过集成电路硬件可靠性认证AEC-Q标准、软件可靠性认证CMMI标准，以及满足汽车电子功能安全标准ISO 26262等。一款芯片需要两年左右的时间才能完成这些车规级认证，光时间成本就足够让车企头疼了。
尽管周期长、成本大，但汽车工业实际上并没有“卡脖子”困扰。汽车工业在百年发展中早已形成完备且复杂的供应体系，每一个零件的供应都有完整的全球链条，并不是那么容易就发生所谓“断供”危机的。对于车企来说，数万个零件几乎是不可能只靠整车厂自己完成的，所以构成车体的零部件大部分需要交给供应商和代工厂，汽车芯片生产也高度依靠全球合作。车规芯片的主流工艺是16纳米，更先进一些的是14纳米，这些制程的芯片目前国内能够量产，例如中芯国际，就是全球第四大纯晶圆代工厂。从供应链安全的角度上来说，汽车芯片产业链的大环境相对安全，生产工艺并不是汽车芯片断供的根本原因。
更何况，汽车芯片带来的波动，还不足以震荡整个汽车市场。即使近些年来新能源车兴起，其对应的“三大件”变成了电机、电池、电控系统，其中电控系统理论上确实可以由芯片控制，但这里的芯片也并不是影响汽车的关键因素，更不能算是影响整个产业链的关键零件。也就是说，虽然新能源车、自动驾驶等技术有了突破，汽车芯片的概念随之发酵，但就汽车芯片的应用情况来看，走得还并不算太远。
02
突破行业壁垒？并不容易
但大众汽车芯片的断供事件又确确实实发生了。
最开始，是一汽大众和上汽大众传出消息，汽车生产受到影响。随后，德国车企也发出预警，称将于2021年第一季度减少在中国、欧洲和北美的汽车产量。
大众方面的回复是，一切都在可控的范围内，也会密切关注事态发展。目前看来，南北大众的部分工厂和个别车型已经调整了生产计划，降低生产或者短期内暂停生产。
这次的危机与产能规划有关，汽车芯片其实一直在与其他电子消费品“抢”产能。新冠肺炎疫情影响下，晶圆厂和封测厂宣布停产、意法半导体公司罢工等事件最终造成全球半导体的严重短缺。本来中国汽车厂家按照规划是不至于陷于如此境地，但在国内疫情相对稳定后，各类消费快速复苏，对车辆的需求也异常旺盛，这才暴露出芯片供应不足、汽车产能受限的问题。
2020年3月，汽车芯片大厂意法半导体（ST）公司宣布法国工厂因疫情而减产50%，到了11月5日，ST公司内部的三个主要工会又因为工人工资问题发起了罢工活动，让原本就不宽裕的产品供应雪上加霜。随着原材料、晶圆、代工、电源管理、被动器件甚至封测等供应吃紧再次加重，其他半导体企业也纷纷宣布涨价。
因此，大众等汽车的芯片暂时断供，本质上是新冠肺炎疫情等各种因素影响下，芯片产能规划的问题。
汽车芯片产能问题来自于芯片上游企业。
争夺汽车芯片市场的企业大致可以分为四类：第一类是ST、恩智浦、瑞萨等传统汽车零件厂商，第二类是高通、英伟达等半导体行业的巨头，第三类是以特斯拉为代表的整车厂，第四类是国产芯片企业，如地平线、四维图新、兆易创新等芯片设计公司。
中国有专门做汽车芯片的公司吗？
实际上，是有的。只是其体量尚不足以与国际大厂相提并论。全球车规半导体的前几大厂商有ST、恩智浦，还有英飞凌、瑞萨电子、Microchip、三星、TI、Cypress等，这些大厂商的市场占有率接近九成，而且还在不断扩张。
2019年，我国汽车用芯片进口率超90%，国产芯片厂商在全球汽车芯片行业中只有不到5%的份额，而且主要集中的是电源等非核心芯片领域。国产新势力的众多玩家基本都集中在软件算法为主的AI芯片或者低价值的MCU领域，几乎没有可直接挑战ST、瑞萨等巨头的实力选手。新入局者不仅要突破传统零配件巨头的商业闭环，还需要经历产品验证的超长周期，对资金链安全也不啻为一个艰巨的自我挑战。
汽车对环境、可靠性、一致性、制造工艺等都有较高的要求，这些标准就像一道分水岭，划分着低端和高端、新玩家和老玩家。可以看出，汽车行业的壁垒相当森严，现有汽车半导体企业、零部件供应商、整车厂商已形成强绑定的供应链关系，对新进企业构成坚实的行业壁垒，一定程度上避免了行业的低端无序。但与此同时，若新入局者没有足够时间和资本的积累，则在场上很难有太多表现的机会。
03
汽车红海，谁主沉浮
在加强汽车供应链上游的建设的同时，舆论也经常呼吁中国企业在国际浪潮中突出重围。但大众芯片断供这一消息，很难直接得出“汽车芯片即将实现国产替代”的结论。
汽车智能化浪潮兴起以来，入局者纷纷有所动作，希望抢占新周期先机。在软件定义汽车的未来，软件、芯片、计算能力或许能够成为新的“三大件”。而电气化是汽车发展的另一大趋势，少了庞大复杂的发动机液压系统，新能源汽车大大减少了车身的重量和能量的消耗。
就此观察汽车产业链的动态，能发现这片红海战场虽然沉沉浮浮，确实大有可为。
恩智浦半导体2019年斥资17.6亿欧元收购Marvell的无线连接业务WiFi，借由它进一步加强物联网，汽车和通信基础设施业务。
英飞凌科技2020年4月份成功收购了美国芯片公司赛普拉斯，跻身汽车半导体供应商第一。
高通、英特尔等传统消费电子芯片企业也顺势进入数字座舱领域，并为此带来了高算力的大核芯片。
比亚迪亦早已进入工业MCU领域。2018年，其成功推出第一代8位车规级MCU芯片，现装车量超500万支，实现国产化零的突破。在电池领域，比亚迪具备100%自主研发、设计和生产的能力。与特斯拉不同，比亚迪投身酸锂铁电池技术，这种电池600℃的时候依然稳定。在电池技术、品质、智能制造、生产效率等方面比亚迪可以说是业界标杆，未来或者也能有所突破。
而特斯拉在电子电气和软件层面的优势，并不是偶然。从“油”到“电”的变革之路，特斯拉耀眼的辉煌也给中国造车新势力带来了曙光，新能源汽车行业获得了百年以来难得的弯道超车的机会，同样敲响了“弯道翻车”的警钟。
汽车行业是一个高度综合的行业，其上游行业几乎囊括所有制造业——冶金、电子、化工，对于技术、资金、人员，以及供应体系的要求也都很高。现阶段我国总体宏观政策利好半导体产业，但汽车工业的发展不仅仅有汽车芯片。
伴随汽车电动化、智能化、网联化程度的不断提高，汽车行业加速进入智能化时代。但车企转型需要自身有足够强的研发能力，需要和供应商博弈，更需要付出大量的人力物力财力和时间，才能真正在量产车上落地。所谓创新自研、垂直整合，就汽车行业而言做起来并不容易。互联网良莠不齐的“PPT造车”盛行，不少企业借着风口猛赚了一波福利，仅靠“芯片”二字就赚足了眼球，混淆视听。
不管是传统汽车还是电动汽车，造车仍应保持敬畏之心，中国车企任重道远。
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来源：《中国战略新兴产业》杂志2021年2月1日期
编辑：艾丽
审核：赵涵
