汽車芯片危機(jī)如何破局？是什么導(dǎo)致全球性芯片危機(jī)

2020 年初，一場(chǎng)突如其來(lái)的新冠疫情席卷全球，截止至發(fā)稿日，累計(jì)造成了超過(guò) 9810 萬(wàn)人感染，200 萬(wàn)人死亡，給全人類帶來(lái)了生命威脅，全球各行各業(yè)也均受到了疫情波及，其中芯片更是眾多行業(yè)領(lǐng)域中的重災(zāi)區(qū)，需要使用到大量芯片的汽車領(lǐng)域?qū)⒚媾R長(zhǎng)時(shí)間減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。

全球車企接連停產(chǎn)

雖然從去年下半年開(kāi)始，芯片短缺就已經(jīng)成為了一個(gè)讓車企們感到頭疼的問(wèn)題，但是直到大眾汽車因?yàn)樾酒倘倍．a(chǎn)的消息不脛而走之后，這才引起了人們的廣泛關(guān)注。

2020 年 12 月 6 日，大眾汽車公開(kāi)表示，因?yàn)?a target="_blank">半導(dǎo)體芯片供應(yīng)短缺問(wèn)題，大眾將調(diào)整中國(guó)、北美，甚至歐洲的汽車產(chǎn)量。這次的芯片短缺將影響到大眾旗下眾多品牌，其中奧迪截止到 1 月 18 日已經(jīng)解雇了 1 萬(wàn)名員工，以緩解長(zhǎng)期停產(chǎn)給公司帶來(lái)的壓力。

針對(duì)一汽大眾因?yàn)樾酒倘倍蠓鶞p產(chǎn)的消息，大眾中國(guó)稱，目前正在密切關(guān)注事態(tài)發(fā)展，并且在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化資源分配，希望在未來(lái)幾個(gè)月中能彌補(bǔ)這一缺口。就在大眾扛不住芯片短缺帶來(lái)的壓力一個(gè)月之后，其他車企因?yàn)樾酒倘倍鴾p產(chǎn)停產(chǎn)的勢(shì)頭就再也控制不住了。

1 月 8 日，福特也宣布了其位于美國(guó)肯塔基州的工廠因?yàn)樾酒倘北黄韧．a(chǎn)；同一天，本田也啟動(dòng)了減產(chǎn)方案，將削減思域和雅閣在北美地區(qū)的產(chǎn)量。1 月 12 日，廣汽豐田因?yàn)樾酒倘毙疾糠稚a(chǎn)線停產(chǎn)。隨后，菲亞特克萊斯勒、日產(chǎn)、戴姆勒、斯巴魯?shù)榷嗉臆嚻蠖家驗(yàn)榘雽?dǎo)體芯片短缺紛紛宣布部分工廠被迫停產(chǎn)。

那么，是什么導(dǎo)致了這次全球性的芯片危機(jī)呢？

誰(shuí)該為芯片危機(jī)背鍋？

其實(shí)，在本次芯片危機(jī)中緊缺的并不是什么高端芯片，而是成本較為低廉，但在汽車領(lǐng)域應(yīng)用得相當(dāng)多的 8 英寸晶圓。當(dāng)然，8 英寸晶圓并不是汽車芯片的專屬，它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，除了汽車領(lǐng)域之外，還涵蓋了消費(fèi)電子、通信、計(jì)算、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。

這些成本低廉并且應(yīng)用廣泛的 8 英寸晶圓對(duì)于芯片代工商來(lái)說(shuō)就是個(gè)薄利多銷的過(guò)時(shí)玩意兒，盈利能力遠(yuǎn)不如 12 英寸晶圓，并且生產(chǎn) 8 英寸晶圓的設(shè)備早已停產(chǎn)，多數(shù) 8 英寸晶圓廠的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間都已超過(guò)十年，大部分設(shè)備都過(guò)于老舊或者難以修復(fù)。

目前很多芯片代工商都已經(jīng)停止了 8 英寸晶圓的生產(chǎn)銷售，轉(zhuǎn)為生產(chǎn) 12 英寸的晶圓。截止到 2019 年，全球還在生產(chǎn) 8 英寸晶圓的工廠已經(jīng)不足 200 家，所以目前 8 英寸晶圓的現(xiàn)狀就是典型的需求大，產(chǎn)能小。

再加上疫情蔓延，全球車企普遍對(duì) 2020 年汽車銷量的預(yù)估都不樂(lè)觀，汽車芯片公司大幅削減了給芯片代工商的訂單。而消費(fèi)者們足不出戶的生活節(jié)奏也導(dǎo)致了全球消費(fèi)電子領(lǐng)域芯片需求激增，各大芯片代工商為了全力生產(chǎn)消費(fèi)電子領(lǐng)域所需的芯片，進(jìn)一步下調(diào)了今年汽車芯片的產(chǎn)能。此消彼長(zhǎng)之后，汽車芯片的產(chǎn)能自然就出現(xiàn)了大幅下滑。

大概誰(shuí)也沒(méi)想到，2020 年下半年的汽車銷量激增，在上半年汽車銷量慘淡的情況下，去年全球汽車銷量依然達(dá)到了 7650 萬(wàn)輛，如此強(qiáng)勢(shì)的市場(chǎng)復(fù)蘇姿態(tài)讓車企和上游產(chǎn)業(yè)鏈都措手不及。

當(dāng)汽車制造商希望上游芯片代工商在下半年恢復(fù)汽車芯片的產(chǎn)能時(shí)，代工商已經(jīng)將產(chǎn)能分配給了同樣芯片供貨緊張的消費(fèi)電子領(lǐng)域，他們根本來(lái)不及調(diào)整汽車芯片的產(chǎn)能。8 英寸晶圓的產(chǎn)能原本就一直處在供不應(yīng)求的狀態(tài)，造車大佬們還錯(cuò)估了這一稀缺物品的需求量，這就是造成本次芯片危機(jī)的導(dǎo)火索。

技術(shù)老舊的 8 英寸晶圓的產(chǎn)量受限于生產(chǎn)它的工廠，生產(chǎn)它的工廠產(chǎn)能又受限于日益老化的生產(chǎn)設(shè)備，而生產(chǎn)用于制造 8 英寸晶圓的設(shè)備早已經(jīng)停產(chǎn)，除非設(shè)備制造商愿意重新生產(chǎn)制造一批隨時(shí)可能被時(shí)代淘汰的 8 英寸晶圓制作設(shè)備，并且芯片代工商愿意擴(kuò)大盈利能力不強(qiáng)的 8 英寸晶圓生產(chǎn)線，要不然這就是相互矛盾的死循環(huán)。

奇怪的屬性導(dǎo)致了 8 英寸晶圓的產(chǎn)能和市場(chǎng)需求成為了反比，我想，如果這種現(xiàn)狀得不到改變的話，即便是沒(méi)有經(jīng)歷波及全球的疫情，芯片危機(jī)的爆發(fā)也都只是時(shí)間問(wèn)題。那么，為什么一個(gè)早已經(jīng)過(guò)時(shí)的 8 英寸晶圓芯片短缺會(huì)給全球汽車產(chǎn)量帶來(lái)這么大的麻煩呢？我想大概很多人都并沒(méi)有意識(shí)到芯片在汽車這塊 “大鐵疙瘩”上有著多么舉足輕重的地位。

汽車缺芯，無(wú)異于無(wú)腦

早在二十多年前，汽車就進(jìn)入了電控時(shí)代，還記得當(dāng)初我們?cè)趯W(xué)生時(shí)代就學(xué)過(guò)《汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)與維修》這門(mén)課程。要知道，電能在大多數(shù)情況下是不能直接對(duì)汽車進(jìn)行控制的，而是需要通過(guò)各種各樣的芯片，對(duì)汽車發(fā)出指令，然后才會(huì)采取相應(yīng)的動(dòng)作。

在電控汽車時(shí)代，芯片早就成為了汽車的決策大腦以及遍布全車的神經(jīng)系統(tǒng)。汽車上最基本的駕駛輔助系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)就需要 50～150 個(gè)芯片和傳感器來(lái)控制。其中，我們所熟知的 ECU（電子控制單元）和 ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)），就是用目前最為緊缺的 8 英寸晶圓打造而來(lái)的。

ECU 俗稱行車電腦，它就像是汽車的核心大腦，發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)變速箱、ABS 防抱死系統(tǒng)、四驅(qū)系統(tǒng)、安全氣囊、電動(dòng)座椅等各種我們?nèi)庋劭梢?jiàn)的配置都是由它在幕后操縱。除了 ECU 這位幕后大佬之外，ESP 車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)在汽車上也有著不容忽視的地位。

ESP 在提升車輛操控的同時(shí)，還能夠保障車輛的行車安全性，ABS、EBD、TCS、VDC 等各種安全操控方面的系統(tǒng)都是它的直屬小弟。在配置普及方面，就連買發(fā)動(dòng)機(jī)送車殼子的全新飛度都全系標(biāo)配了這玩意兒。

如果我這樣舉例，朋友們還不能明白芯片對(duì)于汽車的重要性的話，那我就只能舊話重提了：事實(shí)上大眾汽車正是因?yàn)?ECU 和 ESP 的短缺才導(dǎo)致停產(chǎn)停工的，而這兩者僅僅是汽車身體里眾多芯片中的兩種而已。

在傳統(tǒng)燃油汽車的車體內(nèi)就已經(jīng)是遍布了數(shù)百顆芯片，在如今高速發(fā)展的智能化汽車對(duì)芯片的需求量和質(zhì)量更是高到令人咋舌。

目前，車企們用停產(chǎn)的方式來(lái)應(yīng)對(duì)芯片危機(jī)，顯然是一個(gè)無(wú)可奈何的辦法。那么，芯片短缺的問(wèn)題到底還將持續(xù)多久，需要什么時(shí)候才能解決呢？

芯片危機(jī)如何破局？

面對(duì)影響全球的市場(chǎng)空缺，目前以臺(tái)積電為首的芯片代工巨頭都表示要增加對(duì) 8 英寸晶圓的投資，將解決汽車芯片的短缺作為它的 “頭等要?jiǎng)?wù)”，有了行業(yè)大佬作表率，一些芯片代工商開(kāi)始想方設(shè)法提升 8 英寸晶圓的產(chǎn)量。

業(yè)界預(yù)測(cè)，目前因?yàn)樾酒倘倍斐傻能嚻蟠笠?guī)模減產(chǎn)停產(chǎn)預(yù)計(jì)會(huì)在 3 月份得到緩解，并且在 4 月份之后會(huì)逐步恢復(fù)正常，但是想要完全滿足當(dāng)前的市場(chǎng)需求，并生產(chǎn)出汽車行業(yè)所需的優(yōu)質(zhì)芯片，至少還需要六個(gè)月的時(shí)間。

在這場(chǎng)波及全球的芯片危機(jī)中，芯片代工商們已經(jīng)在竭盡所能地增加 8 英寸晶圓的產(chǎn)能，而國(guó)內(nèi)一些身在局中的汽車廠商們?cè)趹?yīng)對(duì)這次危機(jī)中也有著令人欣慰的舉措。

比亞迪作為汽車圈中的全能型選手，早在 2009 年就推出了它的第一代 IGBT 技術(shù)，在芯片危機(jī)爆發(fā)之前，比亞迪就已經(jīng)布局了 IGBT 全產(chǎn)業(yè)鏈。它掌握的芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、測(cè)試、封裝等核心技術(shù)，打破了國(guó)際巨頭的技術(shù)壟斷，成為了中國(guó)唯一一家擁有 IGBT 完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企。

比亞迪的 IGBT 技術(shù)經(jīng)歷了十?dāng)?shù)年的發(fā)展，目前它的 IGBT4.0 芯片相較于它的友商們損耗降低了 20%，溫度循環(huán)壽命延長(zhǎng)了 10 倍，電流輸出能力提升了 15%。比亞迪旗下的新能源車型之所以能夠有那么夸張的性能表現(xiàn)以及續(xù)航表現(xiàn)，IGBT4.0 芯片居功至偉。

總結(jié)

在小雷看來(lái)，當(dāng)下的芯片危機(jī)就像是一次蝴蝶效應(yīng)帶來(lái)的連鎖反應(yīng)，無(wú)論是疫情還是行業(yè)大佬的誤判，都不能算是導(dǎo)致本次汽車芯片危機(jī)的根源，汽車芯片危機(jī)的根源在于有著 30 歲 “高齡”的 8 英寸晶圓本身，或者說(shuō)是汽車底層芯片在時(shí)代上的脫節(jié)。如今即便是所有芯片代工商全部更換為 8 英寸晶圓生產(chǎn)線來(lái)應(yīng)對(duì)危機(jī)，那也只是治標(biāo)不治本的無(wú)奈之舉。

近些年來(lái)，汽車的高速發(fā)展就像是一場(chǎng)由外而內(nèi)的手術(shù)，首先變革的是動(dòng)力系統(tǒng)、智能座艙以及自動(dòng)駕駛這些高大上的 “表層”，最終 ECU、ESP 這些依然使用著老舊芯片技術(shù)的底層系統(tǒng)也終將會(huì)被新技術(shù)所替代，以另一種全新的姿態(tài)出現(xiàn)在消費(fèi)者面前。全產(chǎn)業(yè)鏈跟隨時(shí)代進(jìn)步，這才是芯片危機(jī)最好的解法。
編輯：hfy