全球汽車芯荒 未來(lái)2-3年國(guó)產(chǎn)能替代打破寡頭格局嗎？

據(jù)報(bào)道，“芯片荒”的蝴蝶效應(yīng)成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的空前危機(jī)。

IHS Markit預(yù)測(cè)，因芯片短缺今年一季度全球汽車業(yè)產(chǎn)量或較原先目標(biāo)減少67.2萬(wàn)輛，且影響將延續(xù)至三季度。這場(chǎng)危機(jī)凸顯了汽車制造商、一級(jí)供應(yīng)商（Tire 1）、半導(dǎo)體供應(yīng)商及其晶圓代工廠之間調(diào)整產(chǎn)能和采購(gòu)模式的必要性。

然而，平衡供需是一方面，其背后凸顯的是更深層的原因——全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正趨于兩極分化——產(chǎn)業(yè)的一端，芯片設(shè)計(jì)爆炸性增長(zhǎng)；另一端，生產(chǎn)制造卻日趨集中。據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）估計(jì)，如今全球芯片制造產(chǎn)能的80%集中在亞洲。這種兩極分化在車用芯片層面更為顯著，IHS Markit的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全球70%的車用MCU依賴一家代工廠。

不過(guò)事物總是動(dòng)態(tài)變化的，汽車缺芯危機(jī)也釋出新機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)更大比重的車用芯片進(jìn)口替代迎來(lái)了一個(gè)切入時(shí)機(jī)?！霸谌毙敬蟊尘跋拢彩菄?guó)內(nèi)車企有動(dòng)力在其不同部位的車用芯片上尋求替代方案去試錯(cuò)的時(shí)期?！眲?chuàng)東方資本合伙人謝玉娟對(duì)集微網(wǎng)指出，但前提是，在這一波產(chǎn)能緊缺時(shí)期，練好內(nèi)功“等風(fēng)來(lái)”。

日趨兩極分化的全球芯片生態(tài)系統(tǒng)

IHS Markit在最近的一份分析報(bào)告指出，這場(chǎng)危機(jī)凸顯了汽車行業(yè)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，尤其就MCU產(chǎn)能來(lái)講，目前整個(gè)汽車行業(yè)都在努力應(yīng)對(duì)“一個(gè)籃子里放了太多雞蛋”的局面。

這次大多數(shù)車輛和零部件停產(chǎn)最主要是由于MCU短缺。由于汽車ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）的增長(zhǎng)，MCU（Micro Control Unit，微處理器單元）在現(xiàn)今的汽車中已無(wú)處不在，單車平均搭載超過(guò)20個(gè)MCU。例如，雪佛蘭Equinox有27個(gè)，奧迪Q7則多達(dá)38個(gè)。根據(jù)供應(yīng)鏈統(tǒng)計(jì)，對(duì)于MCU等相對(duì)復(fù)雜的器件，芯片從訂購(gòu)到發(fā)貨需要12-16周，而用于車輛穩(wěn)定系統(tǒng)的慣性傳感器則需要26周。

放眼全球半導(dǎo)體行業(yè)，目前約有90多家IDM和代工廠。但其中大多是采用180納米或以上的舊工藝節(jié)點(diǎn)（如傳感器）的200毫米晶圓產(chǎn)品，并逐步向56納米的特征尺寸發(fā)展。但對(duì)于高性能微處理器（MCU），出于提高制造效率和性能技術(shù)，一般都集中在采用40納米以下先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的200毫米和300毫米晶圓產(chǎn)品上。

而當(dāng)前的趨勢(shì)是，生產(chǎn)較小尺寸工藝節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品的IDM數(shù)量呈指數(shù)遞減，尤其制造高端芯片的亞10納米先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)，更是只能依賴于臺(tái)積電、三星和英特爾三家。IHS Markit指出，這種高度集中制造對(duì)所有ECU中使用的MCU的影響更為顯著。大約70%的車用MCU生產(chǎn)都依賴于臺(tái)積電，這給整個(gè)行業(yè)造成了生產(chǎn)瓶頸。而這種對(duì)少數(shù)幾家代工廠的依賴是由于IDM的“輕晶圓廠”戰(zhàn)略長(zhǎng)期累積形成的。

來(lái)源：IHS Markit

注：*工藝節(jié)點(diǎn)：行業(yè)用最小特征尺寸來(lái)描述每一代半導(dǎo)體制造過(guò)程的技術(shù)/工藝節(jié)點(diǎn)。

而如今汽車行業(yè)面臨的芯片短缺問(wèn)題，暴露了近年來(lái)一些IDM為控制資本支出而采取的激進(jìn)且缺乏多樣化的“輕晶圓廠”戰(zhàn)略的局限性。根據(jù)IHS Markit統(tǒng)計(jì)，全球前七大車用MCU供應(yīng)商約占整體需求的98%（沒(méi)有一家中國(guó)廠商），其中除了意法半導(dǎo)體（ST）至今仍保持較高水平的垂直整合（大部分內(nèi)部生產(chǎn)，小部分外包），其余均選擇將生產(chǎn)大量外包（見(jiàn)下圖），其中臺(tái)積電和聯(lián)華電子是兩大主要代工廠。

來(lái)源：IHS Markit

業(yè)內(nèi)人士指出，由于MCU具有專屬架構(gòu)，很難從一家供應(yīng)商輕易更換到另一家供應(yīng)商。也就意味著，一旦MCU供應(yīng)受限，供應(yīng)商必須增加產(chǎn)能，而當(dāng)前幾乎所有壓力都在臺(tái)積電這里。這也就解釋了為什么汽車制造商和一級(jí)供應(yīng)商都受到了類似的影響。

對(duì)此，謝玉娟指出，這無(wú)疑敲響了一個(gè)警鐘，對(duì)于“論持久戰(zhàn)”的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言，無(wú)論產(chǎn)業(yè)鏈的哪一端，都需要一定程度的多元模式，“IDM和水平分工的多元方案并存，才能讓產(chǎn)業(yè)更自由發(fā)展?！?/p>

打破車芯寡頭格局的一線機(jī)會(huì)

當(dāng)前的全球汽車業(yè)缺芯大背景，引發(fā)了國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界對(duì)汽車芯片的進(jìn)口替代突破機(jī)會(huì)的討論。

從整個(gè)汽車電子產(chǎn)業(yè)來(lái)看，除了主控等高端芯片，還需要大量的、技術(shù)含量相對(duì)低的芯片，并且與MCU相比，內(nèi)存IC、分立和功率器件、標(biāo)準(zhǔn)模擬IC、傳感器、執(zhí)行器和邏輯IC等部件則通常更具互換性。但是長(zhǎng)期以來(lái)，這些車用芯片也一直都是被國(guó)外大廠主導(dǎo)，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)較大比重的國(guó)產(chǎn)化。

今年的全國(guó)兩會(huì)期間就有不少圍繞國(guó)產(chǎn)車用芯片如何突圍的人大代表提案。長(zhǎng)安汽車董事長(zhǎng)朱華榮一針見(jiàn)血地指出，這次危機(jī)讓我們看到了中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)苤朴谕獠康睦淇岈F(xiàn)狀，中國(guó)在全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈中地位較低。他建議，“在保證產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定供應(yīng)基礎(chǔ)上，國(guó)家出臺(tái)積極政策來(lái)推動(dòng)汽車芯片國(guó)產(chǎn)化，維護(hù)汽車供應(yīng)鏈安全?！?/p>

他指出，在全球芯片產(chǎn)業(yè)格局中，美國(guó)是芯片技術(shù)和產(chǎn)品的主導(dǎo)者，中國(guó)則是芯片的主要消費(fèi)者。但由于國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)品匱乏，目前國(guó)外廠商占據(jù)大部分市場(chǎng)份額。2020年美國(guó)、歐洲和日本企業(yè)占了90%以上的汽車芯片市場(chǎng)份額。反觀國(guó)內(nèi)，汽車芯片公司雖然經(jīng)過(guò)幾年的大力投入發(fā)展，獲得部分主機(jī)廠認(rèn)可，但市場(chǎng)份額仍低于5%。

對(duì)此，謝玉娟也分析，這主要與整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)。長(zhǎng)期以來(lái)，從技術(shù)鏈條上來(lái)看，這些汽車相關(guān)的芯片方案一直是由國(guó)外廠商定義。國(guó)外的幾大Tire 1過(guò)去幾十年來(lái)已經(jīng)和那些傳統(tǒng)芯片大廠如意法半導(dǎo)體、恩智浦、英飛凌等形成為穩(wěn)固的合作結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)公司鮮少有機(jī)會(huì)進(jìn)入，這一部分芯片的國(guó)產(chǎn)化率一直很低也已經(jīng)是歷史遺留問(wèn)題。不過(guò)，她同時(shí)也認(rèn)為，這一波缺芯危機(jī)積極的一面是，對(duì)于國(guó)產(chǎn)芯片而言，盡管短期內(nèi)尚難以直接作切換替代，但在當(dāng)下的時(shí)間點(diǎn)是切入車用芯片產(chǎn)業(yè)鏈難得的機(jī)會(huì)。

未來(lái)2-3年是汽車芯片國(guó)產(chǎn)化導(dǎo)入關(guān)鍵期

“在以往芯片產(chǎn)能不緊張的情況下，車廠不太會(huì)隨意切換芯片方案。而在當(dāng)前缺芯背景下，再加上新能源車的變革趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)車廠就會(huì)有動(dòng)力在其不同部位的車用芯片上尋求替代方案去試錯(cuò)?！敝x玉娟認(rèn)為，接下去的2-3年或許是車廠最愿意去啟用新的芯片等器件去試錯(cuò)的過(guò)程，這是國(guó)產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)公司切入的好機(jī)會(huì)。

而這些汽車用的芯片器件在往上追溯到上游的晶圓廠及制程，事實(shí)上所需要的制程往往不必那么先進(jìn)，很多高納米制程就足以制造?！氨热缰行緡?guó)際的110nm制程就能夠制造出汽車可用的芯片。所以也有一種說(shuō)法是，先把55nm用好，意義更大于發(fā)展7nm。”謝玉娟認(rèn)為，這不失為短期內(nèi)國(guó)內(nèi)汽車芯片廠商一個(gè)很好切入點(diǎn)，“通過(guò)高納米制程跑通了路徑推產(chǎn)品之后，等到未來(lái)產(chǎn)能不緊張的時(shí)候，再結(jié)合工藝制程綜合考慮芯片設(shè)計(jì)方案?！?/p>

此外，當(dāng)前的缺芯大背景，也讓各地政府及產(chǎn)業(yè)資本更有決心和動(dòng)力去砸錢(qián)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈，尤其是對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)的晶圓廠的投資?！斑@部分投資可能會(huì)在三年之后開(kāi)始呈現(xiàn)效果。因而，這三年時(shí)間也是國(guó)內(nèi)芯片團(tuán)隊(duì)抓緊時(shí)間修煉內(nèi)功的關(guān)鍵期?！敝x玉娟表示，等到未來(lái)三年行業(yè)洗牌周期來(lái)臨的時(shí)候，在加上國(guó)內(nèi)的產(chǎn)線到時(shí)候已經(jīng)有了一定基礎(chǔ)，就有可能在某些細(xì)分場(chǎng)景里，去實(shí)現(xiàn)更大比例的國(guó)產(chǎn)化率，“甚至有希望沖到大于10%的進(jìn)口替代”。

國(guó)內(nèi)各大主流車企負(fù)責(zé)人在兩會(huì)期間的建議也從側(cè)面印證了上述市場(chǎng)判斷，而強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)上下游生態(tài)融合，推動(dòng)芯片生態(tài)與部件生態(tài)、整車生態(tài)融合發(fā)展是提升車用芯片國(guó)產(chǎn)化率的重要前提。

上汽集團(tuán)董事長(zhǎng)陳虹在兩會(huì)期間就提出建議制定車規(guī)級(jí)芯片“兩步走”的頂層設(shè)計(jì)路線：第一步由主機(jī)廠和系統(tǒng)供應(yīng)商共同推動(dòng)，扶持重點(diǎn)芯片企業(yè)，幫助芯片企業(yè)首先解決技術(shù)門(mén)檻較低的車規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題，提升其車規(guī)級(jí)國(guó)產(chǎn)化體系能力；第二步主要由芯片供應(yīng)商推動(dòng)，形成芯片供應(yīng)商內(nèi)生動(dòng)力機(jī)制，解決技術(shù)門(mén)檻高的車規(guī)級(jí)芯片國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題。

陳虹還特別指出，要出臺(tái)聚焦車規(guī)級(jí)芯片的扶持政策，包括各級(jí)研發(fā)和產(chǎn)線投資補(bǔ)貼、首臺(tái)套應(yīng)用補(bǔ)貼等，降低企業(yè)投入和產(chǎn)品價(jià)格；拉動(dòng)保險(xiǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品責(zé)任險(xiǎn)，對(duì)國(guó)產(chǎn)芯片在整車上的應(yīng)用進(jìn)行保障，降低整車、系統(tǒng)和芯片企業(yè)的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，使整車和零部件企業(yè)“愿意用、敢于用、主動(dòng)用”。

由此看來(lái)，接下去的兩三年是一個(gè)很好的契機(jī)，當(dāng)整個(gè)國(guó)內(nèi)汽車生態(tài)圈趨于走向合作，等到三年之后產(chǎn)能充裕了，就會(huì)出現(xiàn)百花齊放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。“這一段的‘寒冬’正在孕育產(chǎn)業(yè)的春秋時(shí)期。某些半寡頭格局就有望被打破?！敝x玉娟說(shuō)。

編輯：jq