汽車缺芯，並未過去
“長安汽車2023年1-9月共計缺芯60萬顆，芯片短缺還沒有完全過去。”近日，在2023全球汽車芯片創新大會暨第二屆中國汽車芯片高峰論壇上，重慶長安汽車股份有限公司首席專家 李偉在他的演講中，如是透露。
不只是長安汽車，根據汽車行業數據預測公司AutoForecast Solutions（以下簡稱爲“AFS”）11月26日發布的最新數據，截至11月26日，由於芯片短缺，今年全球汽車市場已累計減產約244萬輛汽車。其中，中國汽車市場減產量46.7萬輛，約佔全球總減產量的19.1%。
回顧過去近四年的歷程，我們可以看到，自疫情爆發以來，新能源汽車的逆勢狂飆使得供需錯配問題日益凸顯，全球汽車產業因此陷入了缺芯危機，搶芯保供、減配穩產成爲衆多車企的常態。
而在經過漫長的產業調整期後，人們的關注點逐漸從缺芯轉向了對於“少魂”的擔憂。很多人認爲，缺芯已經不再是危機的主要因素，現實卻再次敲響了警鐘。
產能跟着需求跑
擴產，可以說是近年來整個半導體產業最爲重要的關鍵詞。
根據SEMI（國際半導體產業協會）於2022年12月發布的《世界晶圓廠預測報告》（World Fab Forecast）中指出，2021年至2023年期間，全球半導體行業將投資超過5000億美元，用於新建84座晶圓廠。其中，2022年开工建設的有33 座新工廠，2023 年預計將新增28 個。
圖片來源：英飛凌
本月初，德州儀器（TI）位於美國猶他州的全新12英寸晶圓廠破土動工，以滿足未來幾十年客戶的需求。不止於此，英飛凌、瑞薩等同時擁有芯片設計和生產的能力的IDM都在今年相繼宣布新的芯片工廠建設計劃。
可即便如此，供不應求卻從未遠離。
如前文所說，這場缺芯危機源於新能源汽車市場激增帶來的供需錯配。彼時，是特斯拉在華投產，是李斌由“最慘的人”翻身，是比亞迪开啓翻倍式增長，更是埃安、極氪等一衆新能源汽車品牌逐漸成型。
引用博世中國副總裁蔣健2021年的演講內容，“當前傳統內燃機車輛中約會用到100至200片半導體芯片，新能源車所用芯片數量將呈5倍遞增。若按照2022年新能源汽車銷量突破500萬輛推算，‘缺芯’只會更加嚴峻。”
不承想，2022年我國新能源汽車產銷量分別完成705.8萬輛和688.7萬輛，同比分別增長96.9%和93.4%，市場佔有率達到25.6%，高於2021年12.1個百分點。
同時，是汽車智能化亦在加速到來。蓋世汽車研究院最新發布的《高級駕駛輔助系統（ADAS）產業報告》顯示，2022年中國L2級自動駕駛功能的滲透率已經超過30%，今年1-10月進一步逼近40%，相應的便是毫米波雷達、激光雷達等增量硬件上車。
基於此，“從單車的用量而言，傳統汽車大概芯片的用量400顆，電動汽車大概是1000顆，智能電動車會達到1400顆到1500顆。”李偉進一步預測，“中國汽車芯片的應用量去年應用總量達到73.9億顆，預計到2025年應用總量會達到116.2億顆。”
他總結認爲，車規級芯片現在已經成爲全球半導體市場的三大應用產業之一，且需求量將達到行業增速的2倍以上。
值得注意的是，現階段極氪汽車、小鵬汽車等頭部智能電動車上所搭載的車規級芯片數量均已超1萬顆，伴隨汽車智能化的高速發展，中國汽車芯片應用量較預測只多不少。
而缺芯，並不只是絕對數量上的短缺，還有品類上的稀缺。
產能過剩與產线缺貨
聚焦芯片本身，按照功能劃分可分爲九類，即控制類、計算類、功率類、傳感器類、存儲類、電源管理類、通信類、信息安全類以及驅動類。
回顧過去幾年來缺芯的歷程，按照大衆集團、博世开始從供應鏈短缺角度首次發布的汽車缺芯情況，更多源於核心部件發動機ECU（電子控制單元）和ESP（車身電子穩定系統）供應短缺；隨後是MCU（微控制單元）芯片的全面短缺。
第三階段則是由於東南亞疫情加劇，以馬來西亞爲中心的某汽車芯片供應商的工廠停產，直接導致博世的ESP（車身電子穩定系統）/IPB（駐車制動器）、VCU（整車控制單元）、TCU（變速箱控制單元）等產品的供貨困難。致使博世中國副總裁徐大全在2021年8月發布朋友圈，表示因“缺芯”壓力非常大。
不可否認，在經過三年時間上遊晶圓廠火力全开生產，下遊終端廠商拼命囤貨之後，全球汽車缺芯得到了一定程度上的緩解，甚至出現部分品類的產能過剩。
但中國汽車工業協會常務副會長兼祕書長付炳鋒提醒道，“新能源智能網聯汽車對芯片的需求量大大增加，技術要求和計算能力也快速升級，原有的成熟品種已不能滿足功能要求。”
如前文所說，隨着互聯網、雲計算、人工智能、5G、大數據等一系列技術群的突破和應用，數字汽車的浪潮正席卷而來，推動着汽車行業向新汽車、新生態變革，开啓了數字汽車新紀元。數字汽車將成爲大型智能計算終端，能源儲存單元、數據採集載體以及移動多功能空間。
在此背景下，李偉分析指出，汽車正朝向架構標准化、系統高壓化、功能服務化、智商和情商可進化的方向發展，這些屬性也直接推動了芯片產業特別是車規級芯片產業的變革，總體呈現出應用量大、高集成、高算力、低損耗、高安全的特徵。
具體來看，除單車芯片用量倍增外，芯片正朝着多功能集成演進，如通用性MCU一方面向多核高算力演進外，另一方面則向着高集成度、高性能、高可靠性發展，爲汽車使用場景提供新的機會和可能；
同時，功率芯片則朝着高壓化進化，向低損耗發展。
此外，高算力芯片是智能汽車演變和中央集成架構演變的必然需求，整車電子電器架構已從分散的多控制器、樹狀結構向軟硬件、標准化、集中式的中央架構升級，並逐步演進爲高算力的超級中央處理器模式，相應的芯片也從多芯片物理融合，最終發展爲單芯片融合SOC的形態發展。
在此背景下，李偉提出進一步建議，希望芯片企業能夠與主機廠進行深度合作，以开發出能夠適應未來整車系統架構的產品，其次是加大在48V芯片領域的預研工作，並針對主控SOC芯片進行聯合开發。
汽車芯片產業需堅持全球化發展
過去30年，全球半導體產業的持續創新發展奠基於按利益與專業分工的全球供應鏈架構。在這個架構下，歐美側重於IC設計與銷售，日本、荷蘭專注IC材料與設備，韓國、馬來西亞、中國則聚焦於生產與制造。各國及相關企業在錯綜復雜的產業供應鏈上保持着密切合作，开創了全球半導體產業的繁榮景象。
但近年來全球缺芯的危機爆發，讓各國不得不爲搶佔未來科技發展的制高點，相繼出台政策扶持本土半導體產業發展，其中尤以過度依賴進口，自給率不足5%的中國更甚。
從2021年2月由工信部指導編制的《汽車半導體供需對接手冊》正式發布，到以地平线、黑芝麻智能等爲代表的本土芯片企業加速布局，再到國家隊下場，在政府和企業的共同努力下，自主汽車芯片產業鏈正逐漸形成合圍之勢，突圍战已全面打響，並已陸續取得了一些成績。
近期海關公布的一組數據側面反映了中國芯片自主率的提升。數據顯示，今年前三季度中國芯片進口量同比減少14.6%，其中芯片進口額更是減少了600多億美元，進口額下滑19.8%。
但值得注意的是，盡管中國在汽車芯片領域取得了一些進展，但仍然面臨着一些挑战。“以MCU爲例，NXP、Microchip、瑞薩電子、意法半導體、英飛凌等外資頭部企業佔據市場超八成的份額。更遺憾的是，功能安全達到D級別的技術，基本仍被國外所壟斷。”中科芯集成電路有限公司MCU事業部總經理 胡凱如是提醒。
曾因缺芯被圍堵的博世中國總裁陳玉東在今年2月19日發布了一條朋友圈
對於當前中國汽車芯片發展所面臨的挑战，李偉總結認爲：首先，當前的國際形勢並不明朗，芯片逆全球化存在諸多不確定因素；其次，車規級芯片相較於消費電子在安全性、可靠性方面有更高的要求；再次，芯片短缺問題還沒有完全過去，共同應對的機制還沒有建立起來；最後，芯片企業在局部領域過度競爭，在個別領域競爭性不足。
在此背景下，工業和信息化部正加大在前期工作基礎上，繼續組織汽車、集成電路兩大行業通力協作，採取更多政策措施，瞄准汽車芯片持續發力，不斷提升產品技術質量水平，保障生產供應，推動高質量發展。
工業和信息化部裝備工業一司副司長郭守剛呼籲各方要堅持全球化發展方向，加強汽車芯片在全球範圍內的資源協調，促進要素便捷循環、有效配置，持續增強產業鏈供應鏈抗風險能力，共同保障汽車芯片產業鏈安全穩定。
此外，爲了進一步推動中國汽車芯片產業的發展，還需要發揮龍頭企業的應用牽引帶動作用，着眼於未來技術進步和產業發展需求，加深上下遊產業鏈協同融合發展汽車芯片產業生態。同時還要進一步優化市場化、法治化、國際化的營商環境， 支持國內企業深度參與全球汽車產業分工和合作， 同時爲各國企業來華投資發展提供更多便利和更好的保障。
但解決缺芯危機並不是一時之責，更需着眼未來。因此，針對下一步中國汽車芯片產業的發展方向，中國電子信息產業發展研究院副院長王世江給出三點建議：
第一，提升產業鏈協同推動設計、制造、封測企業緊密地綁定，打磨和迭代產品和工藝。
第二，持續深耕技術創新打造拳頭產品，逐步豐富產品譜系強化系統方案的能力。
第三，多維度持續推動產用對接，進一步增強供需雙方的信息交流，讓更多芯片企業的好產品被用戶側看到，也讓用戶側需求更精准地爲芯片企業了解。
“汽車芯片產業具有重要性、特殊性，新生態的構建需要汽車或芯片等多行業的同仁共思、共識、共行、共建、共享、共用。我國應有組織的科研，有組織的共性技術开發，有組織的標准與測試認證先行先試，有組織構建安全可控，對全球开放包容的芯片與軟件產業鏈。”中國工程院院士、北京理工大學教授孫逢春進一步強調，“汽車芯片軟件开發測試工具與裝備我國一定要‘自己要有、要用，協同創新、不斷迭代，自主生態’！”
（本文來自於蓋世汽車Gasgoo）
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