“最近芯片價(jià)格上漲很多，至少有5倍。”

近期，一位在深圳做硬件的工程師Sayes（化名）告訴商業(yè)數(shù)據(jù)派，由于2020年底的手機(jī)、電腦、汽車芯片短缺影響，國(guó)內(nèi)開始出現(xiàn)不少借機(jī)囤貨的“芯片販子”。

“華強(qiáng)北的春天來了，囤貨就能賺錢，囤積居奇?！盨ayes稱，短缺尤其能看出國(guó)內(nèi)芯片廠商的差距，“汽車方面的國(guó)產(chǎn)替代很少，安世的能打一點(diǎn)?！?/p>

在此背景下，有人打出了“除臺(tái)積電、三星電子外，中芯國(guó)際等其他晶圓代工企業(yè)均已上調(diào)8寸晶圓代工報(bào)價(jià)，2021年漲幅至少20%起跳，插隊(duì)急單最高4成?！?/p>

實(shí)際上，這些企業(yè)原本主要客戶都在消費(fèi)電子領(lǐng)域，汽車業(yè)務(wù)非常少。根據(jù)財(cái)報(bào)顯示，臺(tái)積電手機(jī)業(yè)務(wù)在2020年占比達(dá)到46%，而汽車業(yè)務(wù)只占到2%。三星電子2018年8月才開始發(fā)力汽車以及自動(dòng)駕駛方向，業(yè)務(wù)占比也不大。中芯國(guó)際2019年中芯國(guó)際的營(yíng)收主要來自于通訊、消費(fèi)、汽車及工業(yè)、個(gè)人電腦四個(gè)領(lǐng)域。其中，通訊業(yè)務(wù)營(yíng)收最高，占全年?duì)I收的45.7%，汽車及工業(yè)部分僅占比5.9%。

這場(chǎng)瘋狂的背后，折射出芯片短缺的陣痛。但最痛的一環(huán)，像緊箍一樣扣在了汽車產(chǎn)業(yè)頭上。

2020年12月，由于汽車半導(dǎo)體最依賴的8寸晶圓出現(xiàn)短缺，大眾汽車被爆出減產(chǎn)停工消息，隨后豐田、福特、菲亞特等車企緊隨其后，紛紛宣布將削減汽車產(chǎn)量。疫情影響、電子消費(fèi)品熱銷、中美貿(mào)易戰(zhàn)加在一起如颶風(fēng)席卷了汽車行業(yè)，美國(guó)伯恩斯坦研究公司預(yù)計(jì)，受此影響2021年全年汽車產(chǎn)量將減少450萬輛，損失可能達(dá)到全年總量的5%。

對(duì)于汽車產(chǎn)量占世界總量的28%的中國(guó)（2019年數(shù)據(jù)）而言，缺“芯”的影響更為強(qiáng)烈。中汽協(xié)副秘書長(zhǎng)陳士華提到，自2020年12月份下旬開始爆出的汽車芯片短缺問題，將對(duì)2021年一季度的生產(chǎn)造成很大影響，甚至?xí)^續(xù)波及二季度的生產(chǎn)。

各大車廠都在尋找自救之道，減產(chǎn)、停產(chǎn)、停工自救背后，究竟對(duì)當(dāng)下和未來有哪些影響？智能汽車?yán)顺眮硪u，國(guó)內(nèi)車企、芯片廠商又會(huì)有哪些“芯”機(jī)會(huì)？對(duì)一般消費(fèi)者而言又意味著什么？一個(gè)一個(gè)的問題似乎暗示了2021又將是起起伏伏的一年。

造芯比造人難

“芯片交期54周，懷孕也就36-40周，等擺了百日宴，可能就收到芯片了。..。.”

“終于體現(xiàn)造芯比造人難了?！?/p>

一周前，有則消息在華強(qiáng)北人的朋友圈里沸騰，美國(guó)微芯半導(dǎo)體（Microchip）公告稱原本交期18周的芯片將延遲交期至54周，這雖然只是一個(gè)最極端的例子，但實(shí)際上各個(gè)半導(dǎo)體大廠都已經(jīng)開啟延期甚至漲價(jià)模式，最短延期112天，最長(zhǎng)的延期到了54周——這意味著，讓不少“待芯開工”的廠商2021年幾乎全年荒廢。

除了無可奈何的戲謔調(diào)侃，電子人、汽車人們?cè)谶@個(gè)年初幾乎無事可做，想要芯片的要不排隊(duì)，要不就想辦法加錢。最瘋狂的時(shí)候，旭化成（AKM）生產(chǎn)的芯片AK5720VT-E2從正常價(jià)格的3元左右漲價(jià)到320元，漲幅接近106倍，所有炒“芯”者都想從中分一杯羹

“ 芯片大廠的漲價(jià)函快湊齊一副撲克牌了?！碑a(chǎn)業(yè)媒體芯世相這樣描述當(dāng)下情況。瑞薩、恩智浦、意法半導(dǎo)體明確發(fā)布漲價(jià)函，芯片半導(dǎo)體價(jià)格波動(dòng)，TI、東芝等廠商雖然沒有跟進(jìn)漲價(jià)函，但拉長(zhǎng)交期延遲下單也成了行業(yè)慣例。

芯片為什么成了汽車制造的“必要條件”？

如今，一輛普通汽車至少安裝40多種芯片，高端車型則需要150多種。按照種類劃分，汽車芯片大致可以分為三類：第一類負(fù)責(zé)算力，也就是處理器和控制器芯片，比如中控、ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，以及發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身控制等；第二類負(fù)責(zé)功率轉(zhuǎn)換，用于電源和接口；第三類是傳感器，主要用于各種雷達(dá)、氣囊、胎壓檢測(cè)。伴隨ADAS、自動(dòng)駕駛等技術(shù)發(fā)展成熟，需要大量的圖像數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)處理，汽車廠商對(duì)芯片算力的要求也在不斷提高。

在大眾汽車芯片短缺事件中，主要供應(yīng)不足的是應(yīng)用于ESP（電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)）中的MCU（微控制單元）和ECU中的MCU。前者是汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)的一部分，起到防側(cè)滑作用，后者則涵蓋了諸如調(diào)整車窗、座椅、燈光等功能。如今的中高端車型上，這兩類芯片必不可少。

目前，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在汽車方面缺失話語權(quán)，全球功率半導(dǎo)體供應(yīng)鏈幾乎全部掌握在英飛凌、安森美、意法等國(guó)外廠商手中。芯世相提到，“前裝芯片95%是進(jìn)口的，后裝超過80%是進(jìn)口，所以當(dāng)下的缺貨只能等待。疫情還沒有結(jié)束，短期內(nèi)肯定不會(huì)有所緩解，未來疫情結(jié)束了，8英寸晶圓產(chǎn)線增加，芯片產(chǎn)能問題才會(huì)逐步緩解?！?/p>

令人無奈的事實(shí)讓大家更能看清，當(dāng)下中國(guó)汽車半導(dǎo)體和國(guó)際間的差距。汽車行業(yè)的集成電路需要承受-40至120攝氏度的溫度范圍，這在手機(jī)領(lǐng)域是幾乎不用考慮的事情。消費(fèi)電子產(chǎn)品的芯片故障率要求不超過10%，而汽車行業(yè)的故障率要求為零。一款芯片為了能通過車廠考驗(yàn)，芯片廠商需要至少連續(xù)半年乃至一年之內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)這種芯片，這樣的“產(chǎn)線認(rèn)定”每一次都要耗費(fèi)1-2年時(shí)間，而芯片更換又要再次耗費(fèi)1-2年時(shí)間。

因此，要成為行業(yè)具有話語權(quán)的供應(yīng)商，其產(chǎn)品需要很長(zhǎng)的產(chǎn)品研發(fā)和驗(yàn)證周期，所以在這一領(lǐng)域，高通、英特爾、英偉達(dá)這些電子消費(fèi)產(chǎn)業(yè)的芯片巨頭依然沒能撼動(dòng)意法半導(dǎo)體、恩智浦等傳統(tǒng)廠商的地位，現(xiàn)代汽車美國(guó)產(chǎn)品規(guī)劃副總裁Mike O‘Brien的說法似乎更好證明了這一點(diǎn)。

“我們不會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行beta測(cè)試，它們必須從一開始就能正常使用?！?/p>

生存危機(jī)還是百年機(jī)遇？

“僅僅只是缺少一種零件，就可以看到我們的行業(yè)如此脆弱?！贝蟊娭袊?guó)區(qū)負(fù)責(zé)人Stephan Wollenstein這樣說道。芯片不足帶來的最直接影響在于削減了2021全球汽車產(chǎn)量，其供不應(yīng)求也導(dǎo)致恩智浦、意法半導(dǎo)體等半導(dǎo)體供應(yīng)商紛紛漲價(jià)，幾乎可以預(yù)見這會(huì)導(dǎo)致汽車價(jià)格波動(dòng)上漲。但在缺“芯”事件影響下，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)開始行動(dòng)起來。

一位長(zhǎng)期觀察芯片行業(yè)的從業(yè)人員表示，從中長(zhǎng)期來看，芯片短缺可能反向促進(jìn)國(guó)產(chǎn)電子汽車芯片自主代替的大趨勢(shì)。目前中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備、半導(dǎo)體材料的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程各個(gè)節(jié)點(diǎn)都在進(jìn)行布局，大唐電信、紫光國(guó)微、四維圖新、全志科技、韋爾股份等上市公司近幾年也都在加速深入汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

韋爾股份2019年以152億元收購豪威與思比科，進(jìn)軍CMOS圖像傳感器，如今成為汽車圖像傳感器全球第二，近期市值逼近中芯國(guó)際；四維圖新與方正電機(jī)于2020年11月簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，圍繞汽車電子芯片領(lǐng)域進(jìn)行深度合作；大唐電信研發(fā)的應(yīng)用于新能源汽車電池管理系統(tǒng)的電池監(jiān)測(cè)芯片，是業(yè)界首顆集成電化學(xué)阻抗頻譜監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)的鋰離子電池單芯監(jiān)測(cè)芯片。

半導(dǎo)體領(lǐng)域的投資也更加火熱。天眼查數(shù)據(jù)顯示，截至到去年年底，國(guó)內(nèi)共有2.1萬家企業(yè)擴(kuò)充了半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，國(guó)內(nèi)科創(chuàng)板前五大行業(yè)中半導(dǎo)體位列第三，企業(yè)數(shù)達(dá)22家，占科創(chuàng)板企業(yè)總數(shù)的10%。2019年5月華為成立了哈勃科技投資有限公司，在近兩年時(shí)間里公開投資22家公司，其中半導(dǎo)體相關(guān)公司超過一半；自2017年起，小米長(zhǎng)江產(chǎn)業(yè)基金投資了17家芯片公司，其中就包括比亞迪半導(dǎo)體。

不僅如此，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體公司在融資和估值方面相比前幾年都有著相當(dāng)大的漲幅，融資10億元以上的公司也不在少數(shù)。2020年12月22日，AI 芯片公司地平線發(fā)布公告稱，已啟動(dòng)總額超7億美元的C輪融資，以投前35億美元估值推進(jìn)，對(duì)應(yīng)100倍市銷率（PS）。地平線計(jì)劃在年內(nèi)完成全部融資，并考慮于2021年下半年赴科創(chuàng)板上市。

半導(dǎo)體領(lǐng)域一直以來都因投入資金大、耗時(shí)較長(zhǎng)不被投資者關(guān)注，如今熱錢涌入，過去的冷板凳也成了香餑餑，雖然其中不乏浮躁和投機(jī)操作，但至少對(duì)有心致力于半導(dǎo)體領(lǐng)域的人來說是件好事。

從需求端的角度看缺“芯”事件，受影響最大的是年銷售量百萬甚至千萬輛級(jí)的傳統(tǒng)車企，但對(duì)新能源汽車產(chǎn)量影響似乎卻沒那么嚴(yán)重。一個(gè)重要的原因是需求量并沒有那么大，IHS Markit的數(shù)據(jù)顯示，2020年全球汽車銷量約為7650萬輛年，而全球新能源汽車銷量則為324萬輛，這一數(shù)字占全球汽車總銷量的比重只有4.23%。

更直觀的體現(xiàn)就是，特斯拉在2020年全球銷量49.96萬輛，即便相比2019增長(zhǎng)36%，這個(gè)數(shù)字在傳統(tǒng)車企眼里也幾乎九牛一毛。

特斯拉早在2016年就組建了芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并由Jim Keller領(lǐng)導(dǎo)，這位傳奇工程師曾經(jīng)兩次加入AMD，組織團(tuán)隊(duì)開發(fā)了K8架構(gòu)和Zen架構(gòu)，二者都成為AMD最成功處理器的基礎(chǔ)并影響至今，他還曾加入Intel擔(dān)任Intel TSCG（技術(shù)、系統(tǒng)架構(gòu)及客戶端部門）副總裁，作為半導(dǎo)體領(lǐng)域的排頭兵以及摩爾定律忠實(shí)信徒，他的經(jīng)歷完美詮釋了什么叫“一個(gè)人就是一支軍隊(duì)”。

之后，才有了2019年4月伊隆·馬斯克發(fā)布特斯拉自動(dòng)駕駛演示視頻時(shí)正式推出的自研芯片。在當(dāng)時(shí)放棄采用英偉達(dá)為Model 3、Model S和Model X提供的圖像處理解決方案后，特斯拉將自主研發(fā)的FSD芯片交由三星進(jìn)行生產(chǎn)。盡管彼時(shí)特斯拉自研芯片并沒有英偉達(dá)芯片表現(xiàn)好，但對(duì)特斯拉來說，采用自研芯片意味著對(duì)汽車核心部分的研發(fā)自由度更高，受上游供應(yīng)鏈影響更小，同時(shí)最重要的是降低了硬件成本，外界評(píng)論稱，特斯拉正在汽車領(lǐng)域復(fù)制蘋果的成功之路。

如今來看，特斯拉自研FSD芯片的收益相當(dāng)顯著，掌握芯片核心技術(shù)也成為許多企業(yè)的方向。國(guó)內(nèi)走在前列的要數(shù)比亞迪，2004年比亞迪半導(dǎo)體成立，這支初出茅廬的團(tuán)隊(duì)主攻IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的研發(fā)，經(jīng)歷了多年迭代，如今成為國(guó)內(nèi)自主可控的車規(guī)級(jí)IGBT 領(lǐng)導(dǎo)廠商，月產(chǎn)能達(dá)到5萬片，市場(chǎng)份額達(dá)18%，僅次于英飛凌，排名第二。今年1月2日，比亞迪半導(dǎo)體啟動(dòng)分拆上市，估值102億元，投資方中不乏大家熟知的小米、紅杉等機(jī)構(gòu)，可見國(guó)內(nèi)車廠在技術(shù)力上和國(guó)際車廠的差距在一步步縮小。

而在去年5月，北汽旗下北汽產(chǎn)投公司與Imagination集團(tuán)合資成立北京核芯達(dá)科技有限公司，成為第一家由中國(guó)國(guó)有整車企業(yè)與國(guó)際芯片巨頭合資成立的汽車芯片公司。另一家傳統(tǒng)車企吉利也在10月由控股的億咖通科技與ARM中國(guó)達(dá)成合作，共同出資成立芯擎科技。新造車勢(shì)力中蔚來也將自主研發(fā)汽車芯片，并且是自動(dòng)駕駛計(jì)算芯片部分，蔚來汽車董事長(zhǎng)兼CEO李斌在今年接受媒體采訪時(shí)回應(yīng)稱，自研自動(dòng)駕駛芯片并不難，比手機(jī)芯片容易。

汽車芯片設(shè)計(jì)的確和手機(jī)芯片大有不同，但卻并非更容易，因?yàn)槎呤遣煌暮饬繕?biāo)準(zhǔn)。如果把手機(jī)芯片比作獨(dú)孤九劍，要追求極致性能和最高級(jí)的工藝，那么制造一枚車規(guī)級(jí)芯片就像鐵布衫金鐘罩，不一定要在性能以及工藝上拔尖，但要想辦法實(shí)現(xiàn)極高良率并達(dá)成嚴(yán)苛的可靠性測(cè)試，一枚車規(guī)級(jí)芯片需要經(jīng)過多項(xiàng)軍用電子器件級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，不論是-40到120攝氏度的溫度考驗(yàn)，還是漫長(zhǎng)的“產(chǎn)線認(rèn)證”，都要求達(dá)到零失效（Zero Defect）標(biāo)準(zhǔn)，這才是汽車芯片的制造難度。

而在所有汽車芯片當(dāng)中，自動(dòng)駕駛芯片的智能化程度最高，除了工藝上的極致要求達(dá)到零失效（Zero Defect）標(biāo)準(zhǔn)，還需要具備能承載深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超高算力，保持相對(duì)合理的功耗，并且需適應(yīng)自動(dòng)駕駛對(duì)冗余性的要求：即將芯片一分為二，一旦其中一個(gè)模塊出錯(cuò)或者被損壞，另一模塊有獨(dú)立的供電和存儲(chǔ)系統(tǒng)，不受影響可繼續(xù)承擔(dān)相應(yīng)工作。另外，因?yàn)樾袠I(yè)對(duì)于芯片算力的要求在不斷提升，設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛芯片需要具備前瞻性，能夠支持未來3-5年快速更替的算力升級(jí)?！皩?duì)于現(xiàn)在的芯片界來講，沒有一家可以保證自家的算法是百分之百?zèng)]問題的，自動(dòng)駕駛芯片需要更大的算力?！痹姾街悄蹸TO劉振宇這樣描述其難度。

從整體格局上看，無論是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體還是造車廠，在這次危機(jī)當(dāng)中依然只是相當(dāng)微小的力量，改變不了缺“芯”的事實(shí)。當(dāng)下大家正在經(jīng)歷黎明前的漫漫長(zhǎng)夜，要看到光明，至少要熬過去。

讓汽車“回到未來 ”

1985年，迪羅倫DMC-12作為道具出現(xiàn)在電影《回到未來》的故事當(dāng)中，這輛能噴火飛天，穿越時(shí)光的汽車成為科幻電影的重要標(biāo)志，也在那個(gè)時(shí)候讓人們對(duì)未來汽車有了最初的幻想。它應(yīng)該搭載電腦智能控制、可以飛行、使用清潔能源，甚至穿越時(shí)間回到過去或者前往未來。

時(shí)隔36年，當(dāng)我們?cè)俅位剡^頭來看到這些設(shè)定，除了穿梭時(shí)空之外，其他的特點(diǎn)如今的汽車都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，雖然未必如科幻電影中那般夢(mèng)幻，但站在當(dāng)下去回看1908年第一輛福特T型車走出車間的瞬間，你會(huì)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過了113年時(shí)間，對(duì)汽車是“四把椅子+四個(gè)輪子+發(fā)動(dòng)機(jī)”這樣的傳統(tǒng)認(rèn)知早已被顛覆，如今的汽車就是一個(gè)四輪“電腦”。

這種顛覆從1977年通用汽車公司首次在汽車上搭載ECU（電子控制單元）實(shí)現(xiàn)速度、油箱、里程和發(fā)動(dòng)機(jī)等信息的顯示就已經(jīng)開始，隨后的數(shù)十年里，我們一點(diǎn)一點(diǎn)把汽車朝電腦的方向改造，使它在出行工具之外擁有更多可能。一輛車不僅可以從A地更快到達(dá)B地，也應(yīng)該能聽歌、看電影、自動(dòng)導(dǎo)航、甚至飛上天空。而這一切都是上百萬行代碼、芯片以及眾多復(fù)雜電子元件構(gòu)建等超級(jí)集合的體現(xiàn)，早在幾十年前通用工程師Jonas Bereisa就預(yù)言到了這一點(diǎn)：

“軟件開發(fā)將成為汽車新產(chǎn)品開發(fā)工程中最重要的考慮因素”。

歷史在證明一件事，如今汽車半導(dǎo)體行業(yè)正站在風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇的關(guān)鍵路口。汽車上電子元件成本在過去幾十年瘋狂增加，1970年代還只是5%，2005年就成了15%，近未來的十年間這個(gè)數(shù)字將會(huì)達(dá)到驚人的50%。2019年一輛新車芯片成本平均在329美元。相比而言，一臺(tái)iPhone 5的芯片成本之和不到20美元。

但這只是開始，小到車主靠近門把手自動(dòng)彈出，大到在車?yán)锟措娪?、聽歌和智能助手聊天甚至完全放開方向盤交給自動(dòng)駕駛，這一切由芯片和代碼組合在一起的體驗(yàn)完全可以像配套的服務(wù)一樣打包給需要它的用戶。

過去，當(dāng)車廠把一輛車生產(chǎn)并銷售出去就是這輛車最具價(jià)值的時(shí)候，而在當(dāng)下以及未來，一輛車在用戶上手之后，它更強(qiáng)大的軟件能力才開始不斷被更新，也就是說，汽車的價(jià)值會(huì)隨著時(shí)間的拉長(zhǎng)而被繼續(xù)放大，在黃仁勛看來這將為很多產(chǎn)業(yè)帶來巨大的商機(jī)。

“當(dāng)你根據(jù)對(duì)軟件安裝次數(shù)所帶來的機(jī)遇進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)價(jià)值數(shù)千億美金的市場(chǎng)。”

英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛對(duì)于汽車行業(yè)的未來做出一個(gè)判斷，“在未來，一輛很好的車以2.5到3萬美元的成本價(jià)出售將變得十分平常，你可以將來再?zèng)Q定是否購買軟件。這是一種全新的業(yè)務(wù)模式，所以傳統(tǒng)的主流車企必須快速完成轉(zhuǎn)型，這已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

事實(shí)上，這已經(jīng)開始在成為現(xiàn)實(shí)。

在美國(guó)，特斯拉FSD（自動(dòng)駕駛選裝包）價(jià)格的價(jià)格連續(xù)兩年上漲233%，2019年初其價(jià)格為3000美元，四次調(diào)價(jià)之后已經(jīng)達(dá)到10000美元，馬斯克還提出希望將其打造成可訂閱服務(wù)，這才是特斯拉真正的“搖錢樹”。

一輛高端汽車，如今僅自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的代碼就超過1億行，軟件的計(jì)算量達(dá)到每秒鐘10萬億次，操作系統(tǒng)的量級(jí)已經(jīng)遠(yuǎn)超過手機(jī)、飛機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)軟件。而汽車行業(yè)經(jīng)歷一百多年風(fēng)雨，內(nèi)部芯片從未像今天這樣重要，傷口開始裂開的時(shí)候，意味著革新也在進(jìn)行。
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