迫在眉睫 芯片短缺或將持續到2022年

　　[汽車之家 深評] 最新數據顯示，2021年上半年，國內汽車產銷分別完成1256.9萬輛和1289.1萬輛，同比分別增長24.2%和25.6%。市場總體依然保持增長，但6月單月產銷則出現明顯同比下降，且致使1-6月累計產銷相比1-5月累計產銷增幅比分別回落0.2和1.4個百分點。

　　中國汽車工業協會分析稱，影響市場變化的因素中，芯片供應問題較為突出，原材料上漲也進一步加大企業成本壓力。此前，有預測稱，今年四季度芯片問題影響會好轉，但寶馬公司認為，芯片供應尚未出現緩和的跡象，下半年的供應將持續緊張，甚至有可能將導致進一步減產。

　　那么，汽車產業到底缺哪些芯片，短缺到底還會持續多久？

　　2021年，芯片突然成了汽車行業的熱點話題，“搞芯片”成了今年車企各大掌門人的重要事情。汽車行業從沒因為芯片煩惱過，突然今年卻要因為芯片而停產、降產。

　　大眾、福特、豐田等多家汽車企業都采取削減產量等方式應對危機。除此之外，為了保證更高的利益，不少車企做出了“棄車保帥”的決策。戴姆勒將有限的芯片供應優先提供給奔馳S級等車型，大眾集團也采取了類似的措施。

■ 全球芯片短缺致減產410萬輛汽車

　　芯片短缺的原因錯綜復雜，可以被視為很多“灰犀�！迸龅揭黄�，才導致了芯片短缺的發生。

　　首先是疫情影響。疫情導致了前期芯片代工廠開工不足，沒有安排足夠的產線，使得芯片的生產受到一定影響，不過這個現象也只是去年存在，今年在供貨緊張的壓力之下，芯片代工廠已經開足馬力。疫情的影響還在于去年大量汽車廠以及供應商因為經濟低迷調低了生產目標，導致了芯片代工廠僅安排了有限的資源給了汽車芯片。

　　其次是手機等高端芯片對汽車芯片的產能壓制。此前，時任博世CEO沃爾克馬爾·鄧納爾(Volkmar Denner)在談到芯片短缺問題的原因時，也說到了國際市場上的資源爭奪，包括華為等在全世界采購芯片，導致芯片廠集中生產力保消費電子市場芯片供應。

　　消費級芯片要求低，利潤大，因此芯片工廠更愿意投入生產線去生產消費級芯片，而不是利潤低要求還高的車規級汽車芯片。

　　第三，汽車電動化、智能化導致芯片需求增加。以前的汽車，機械件占了絕大多數，除了發動機和變速箱外，少有電控部件。而目前隨著電動化、智能化的興起，傳統車越來越多的部件也需要芯片來控制。比如目前燃油車上，為了節能運用了電子水泵、電子機油泵等，都需要芯片來控制；在智能電動車上，所需的芯片總量比傳統車多一倍以上。

　　一方面是芯片需求在增加，而另一方面是芯片短缺。

　　今年幾乎所有的汽車廠商都不約而同的減產或者停產部分車型。大眾在第一季度削減了德國沃爾夫斯堡和埃姆登工廠的產量，預計減少產量10萬輛；奧迪在第一季度和二季度對員工采取了輪休制度，并且芯片短缺對其部分車型生產都帶來了負面影響。

　　在北美市場，6月初就有5.5萬輛汽車因為芯片而停產，包括福特Escape、Focus等熱門車型；第一季度，國內汽車產量因為芯片減少了25萬輛，國內大眾和通用不得不采取短期停產來應對產線的不飽和。

　　研究機構IHS預測，如果芯片短缺在今年底不能得到解決的話，可能會造成全球410萬輛汽車減產。因為短缺，芯片價格也進一步上漲，近日比亞迪宣布由于上游產能緊張，半導體漲價5%，估計2022年價格還會漲10%-20%。

　　除了停產，一些需要芯片支持的高端配置也開始缺失。比如日產、寶馬、奧迪等高端車型中的導航、車道偏離等配置就供應不上，導致部分配置車型買不到。

■ 到底缺什么樣的汽車芯片？

　　這波汽車芯片短缺主要指的是MCU汽車微控制器。

　　MCU微控制器是把中央處理器、內存、閃存、計數器、A/D轉換、串口等周邊接口都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機。在國內，低端芯片MCU產品如4位、8位、16位國內品牌自給率較高，而中高端MCU市場則主要由英飛凌、意法半導體、瑞薩、恩智浦等大品牌壟斷。

　　發動機、變速箱、ESP/ABS、車窗、安全氣囊、空調壓縮機等都需要MCU來控制，一輛傳統燃油車上大概有幾十個MCU，比如寶馬7系大概有40多個MCU，而像蔚來這樣的智能電動車上，則會有上百個MCU。這些MCU控制著不同的部件，但是都屬于車規級芯片。

　　不同于消費級芯片的低要求，車規級芯片的生產制造要求很高，消費電子可以容忍宕機就重啟，而汽車上少有芯片能接受這樣的故障。以瑞薩車規級芯片的要求為例：要求芯片能夠在環境溫度-40℃至75℃、濕度95%、15-25KV的靜電環境下能夠正常工作，并且還要有20年的保質期，保質期內不許壞，產品不良率在100萬分之一以下，幾乎為0。

　　除了對產品質量要求高，車規級芯片還要符合國際汽車電子協會的規范：AEC-Q100可靠性標準，符合零失效的供應鏈質量管理標準IATF 16949，以及符合ISO 26262的功能安全標準，其中ISO 26262功能安全標準要能夠做到在出現故障的條件下有足夠的冗余來保證產品安全，不影響到整車安全。而消費級芯片卻沒有這些要求，手機可能在0℃以下的室外就無法工作，玩具狗芯片可能半年就壞了。

　　這就是汽車芯片的特點：難度不大要求卻很高，同時利潤并不高。

　　汽車MCU比消費級芯片制程低，通常都低于40納米，最高級的也不過28納米工藝制造水平。芯片制造是一個重資產的行業，需要投入極高的資金來生產，所需設備昂貴，只有極少數的芯片工廠（晶圓廠）能夠生產，臺積電就是其中之一，目前臺積電生產了全世界大約70%的MCU。

■ 汽車產業鏈應對之策

　　目前，在全球芯片市場占有重要地位的制造商有臺積電、三星和英特爾等。臺積電在芯片產能方面處于行業領先地位。

　　全球領先的汽車零部件供應商博世高層在談到芯片短缺時曾提到，得益于以往較為成功和穩健的供應鏈關系，博世一直都奉行零庫存戰略，芯片幾乎不備貨，這也符合芯片需要較高保存環境要求的原因。而就是因為博世零庫存，大眾等主機廠也將博世等供應商告上法庭，要求賠償。

　　芯片供貨周期太長，沒有可能在短期內轉向第二供應商。芯片從訂購到發貨需要16周之久，而一些ESP或者導航系統等復雜芯片則需要26周之久，因此MCU供應受限問題只能要求臺積電增加產能。

　　多年來，英飛凌、恩智浦等芯片大廠都將訂單轉移到代工廠里。英飛凌在2009年就將65nm的芯片轉給臺積電，而后在2018年，英飛凌一半生產給了外包，并計劃在五年內MCU外包比例提高到70%。瑞薩更夸張，2012年瑞薩裁員，將車用MCU外包給臺積電，截至目前MCU外包比例達到了90%以上。

『來自IHS的調查分析數據』

　　這樣的后果就是，汽車芯片生產的雞蛋全都在一個籃子里，以前還有七八個工廠一起生產芯片，而現在全球70%的產能，甚至更多，都到了中國臺灣。按理說，全球巨大的汽車芯片市場都給了臺積電，臺積電應該賺的盆滿缽滿，然而現實是汽車芯片利潤只占了臺積電營收的3%，而手機芯片是48%�？梢姡�在去年華為等公司大肆備貨消費級芯片的背景下，臺積電會優先滿足華為訂單，而汽車芯片這個訂單首先是要被“犧牲”的。

　　汽車是一個上下游供應鏈復雜且多樣的行業，但是MCU芯片除外，這種畸形的供應鏈關系也讓整個行業有所反思。

　　一方面，臺積電提高芯片價格以滿足對于芯片擴產的要求，另一方面各個國家都提高了對于汽車芯片的投入，將雞蛋從一個籃子拿出來。美國也正在制定一個長期芯片供應計劃，并讓臺積電在亞利桑那州投資120億美元建設的工廠和三星在德克薩斯州的芯片工廠扮演重要角色；歐盟也要在臺積電的協助下，建立先進的芯片工廠；中國也在積極的投資來扶持本土的芯片企業。

　　此輪芯片短缺也會讓主機廠、供應商、芯片廠思考代工模式和外包組合帶來的風險，提高自己對供應鏈風險管理的認知�？梢灶A見的是，芯片危機的解決是一個長期緩慢的過程，芯片交貨周期長，芯片廠投資大，任何晶圓廠都要數年時間才能建成投產，臺積電北美新工廠也要兩年后才能投入使用，預估這次芯片危機可能要到2022年下旬才能全面恢復。（文/汽車之家行業評論員 何先生）

查看同類文章：

行業視角

深評問道

智能網聯

更多精彩內容：

國內諜照

汽車之家行業-大數據 全領域 新視點