缺芯，曾一度是汽車行業(yè)發(fā)展面臨的“最痛點”。根據(jù)汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測公司AutoForecast Solutions數(shù)據(jù)，2021年和2022年，全球汽車市場累計因此減產(chǎn)約1494萬輛汽車。直至今日，芯片短缺問題仍未根本解決。

與此同時，伴隨著芯片短缺問題的出現(xiàn)，全球主要的國家和地區(qū)紛紛在加強自身的本土產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，這就沖擊了全球半導(dǎo)體專業(yè)化分工的格局，區(qū)域化的產(chǎn)業(yè)集群正在逐漸成為趨勢。

一方面，歐美日韓等主要國家和地區(qū)紛紛出臺了產(chǎn)業(yè)政策，通過大額的補貼來推動芯片制造的本土化，以構(gòu)建對本國的安全有韌性的供應(yīng)鏈：另一方面，我國半導(dǎo)體市場是全球需求最高的市場，但是我們國家的自主化水平還是不夠的，對外的依賴度比較高。

“汽車芯片國產(chǎn)化率從過去不到5%，現(xiàn)在上升到10%，但與歐美日等汽車芯片大國強國相比，短板依然非常明顯”。11月1日，2023全球新能源與智能汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會上，中國電動汽車百人會副秘書長徐爾曼表示，在這種逆全球化趨勢下，如何能夠加快構(gòu)建國內(nèi)的芯片供應(yīng)體系，是急需解決的問題。

畢竟，汽車電動化智能化正在有效地拉動汽車芯片的數(shù)量以及價值量的增長。根據(jù)IC Insights預(yù)測，2030年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將在2022年的5741億美元的基礎(chǔ)上增長至超1萬億美元，其中汽車芯片占半導(dǎo)體總體規(guī)模將從10%增長至15%。

巨大利益之下，國內(nèi)車企、芯片公司紛紛出擊、加速布局，以期保證我國芯片安全，并試圖搶奪更大市場空間。

01

汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈起勢，但“優(yōu)勢不在我”

汽車對于芯片的需求越來越大，這一點是毋容置疑的，甚至超預(yù)期。汽車電動化智能化正在有效地拉動汽車芯片的數(shù)量以及價值量的增長。

數(shù)量上看，燃油車單車使用300至500個芯片，新能源和具備輔助駕駛功能的汽車芯片用量超1000個，到L4級自動駕駛汽車單車會使用超3000顆芯片;價值鏈上看，隨著L3、L4、L5級大算力的智能芯片、傳感器芯片、控制芯片的需求增加，單車芯片價值量將額外增加630美元至1000美元。

徐爾曼預(yù)計，到2030年，我國汽車芯片市場規(guī)模將達(dá)到290億美元，年需求量將超過450億顆;全球的市場增量更大，至1150億美元。

如此機遇，誰都想要抓住，但目前對于中國來說，優(yōu)勢并不在我。

2022年，我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到1.2萬億元，同比增長14.8%，創(chuàng)歷史新高，其中設(shè)計、制造和封測環(huán)節(jié)占比分別為43.2%、30.4%和26.4%，同比分別增長19.6%、24.1%和10.1%?？梢钥闯?，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在向上游技術(shù)門檻高、附加值高的設(shè)計、制造環(huán)節(jié)擴(kuò)展。

但是我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體依然基礎(chǔ)較弱，在高端半導(dǎo)體產(chǎn)品方面依然依賴進(jìn)口。根據(jù)中國海關(guān)總署統(tǒng)計，2022年我國集成電路進(jìn)口量為5384億個，出口數(shù)量總額為2734億個，貿(mào)易逆差達(dá)到2650億個。從金額看，2022年我國集成電路進(jìn)口總額為4155.79億美元，出口總額為1539.2億美元，貿(mào)易逆差2616.6億美元，仍超越原油持續(xù)為我國第一大進(jìn)口商品。

具體到汽車芯片行業(yè)，更是起步較晚，基礎(chǔ)薄弱。

徐爾曼指出，國產(chǎn)汽車芯片應(yīng)用圍繞智能駕駛和智能座艙的計算芯片和增量傳感器芯片、電源芯片等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較大的突破，整體的國產(chǎn)化率從過去不到5%，現(xiàn)在上升到10%，但與歐美日等汽車芯片大國強國相比，短板依然非常明顯。

從類別來看，邏輯類芯片在制造工藝和能力上不足，模擬類芯片產(chǎn)品覆蓋和制造端均存在短板，還有很多領(lǐng)域存在著卡脖子的現(xiàn)象;從全產(chǎn)業(yè)鏈角度看，關(guān)鍵環(huán)節(jié)依然面臨著卡脖子問題，EDA工具、IP核、半導(dǎo)體設(shè)備等領(lǐng)域?qū)ν庖蕾嚩确浅８摺?/span>

“尤其是最核心的光刻機，國內(nèi)與國際先進(jìn)水平相比有相當(dāng)大的差距，車規(guī)級晶圓產(chǎn)能也存在著較大的短板。”在徐爾曼看來，盡管汽車芯片整體對制造水平要求低于手機、電腦等消費電子類產(chǎn)品，但是車規(guī)級芯片的產(chǎn)線技術(shù)要求高，投資回報周期長，短期內(nèi)產(chǎn)能很難大幅度提升，這導(dǎo)致了產(chǎn)能的供需不匹配。

更糟糕的是，短板問題不僅短期難以解決，長期亦有很大風(fēng)險。

“特別是去年7月以來，美國出臺《芯片和科學(xué)法案》，將高端芯片的設(shè)計和生產(chǎn)作為遏制中國經(jīng)濟(jì)和發(fā)展的重要抓手。”清華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系教授李兆麟表示，從產(chǎn)能及未來智能化發(fā)展角度看，汽車芯片將成為未來供應(yīng)鏈發(fā)展巨大的潛在風(fēng)險環(huán)節(jié)。

他把汽車芯片分為兩類，一種是使能芯片，指讓汽車能夠正常工作的芯片，包括計算、控制、存儲等控制芯片;另一類是賦能芯片，像智能駕駛、智能座艙類似芯片屬于后者。

“截止去年底，歐美日企業(yè)長期占據(jù)使能芯片的技術(shù)制高點，占據(jù)全世界90%以上產(chǎn)業(yè);賦能芯片被英偉達(dá)、Mobileye以及高通公司壟斷，在我國市場占比幾乎達(dá)100%?！崩钫作胝J(rèn)為，盡管短期內(nèi)，汽車芯片不會作為中美貿(mào)易博弈焦點，但是長期來說，特別是隨著智能汽車發(fā)展，高端制程所依賴的智能芯片將成為未來中美貿(mào)易抓手。

對此，中國電動汽車百人會副理事長兼秘書長張永偉持有相同觀點。

在他看來，芯片的需求會越來越大，也是汽車行業(yè)下一步競爭的焦點。單車芯片的數(shù)量和價值量在不斷翻倍，且每個鏈條環(huán)節(jié)高度集中，美國主要是在上游，汽車芯片的設(shè)計，另外還有制造;日本和歐洲是關(guān)鍵設(shè)備和一些關(guān)鍵半導(dǎo)體材料，我國主要做一些小芯片，并在加快芯片的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。此外，我國臺灣地區(qū)主要是先進(jìn)的制程。

“高度分工，高度集中的特點，讓汽車芯片市場這個鏈條面臨著‘三高’特征，即高風(fēng)險、高不確定性，以及高脆弱性”。張永偉稱，這意味著，一旦需求發(fā)生了變化，每個國家都在構(gòu)筑自己的芯片戰(zhàn)略，很容易出現(xiàn)脫鏈、斷鏈，這是高風(fēng)險性。

02

從設(shè)計、制造，再到封裝，芯片廠全方位蓄力

我國如何改變上述困境?盡管道阻且長，但國內(nèi)芯片企業(yè)已經(jīng)在行動。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈按過程可大致分為設(shè)計、晶圓制造、封裝測試等三大環(huán)節(jié)，以及半導(dǎo)體設(shè)備、半導(dǎo)體材料兩大輔助環(huán)節(jié)。

目前來看，設(shè)計環(huán)節(jié)國內(nèi)發(fā)展較快。杰發(fā)科技首席技術(shù)官李文雄介紹稱，根據(jù)其梳理來看，國內(nèi)432家科創(chuàng)板上市公司中有84家芯片/半導(dǎo)體相關(guān)公司，占比19%，EDA業(yè)、材料、設(shè)計、設(shè)備企業(yè)都有。其中，以設(shè)計公司最多，有40多家。

“無論是自動駕駛芯片，還是智能座艙芯片，以及中高端MCU芯片，我們正慢慢縮短與傳統(tǒng)國際大廠的差距?！崩钗男叟e例表示，最早大部分智駕芯片都用英偉達(dá)、高通芯片，基本壟斷95%以上的市場，但是目前國內(nèi)華為MDC芯片、地平線J3和J5芯片、黑芝麻A1000芯片都慢慢開始走向市場，且融入全球OEM和Tier1供應(yīng)商體系，不只是簡單在國內(nèi)低端車廠或者低端車型應(yīng)用。

制造環(huán)節(jié)目前還是我國很大短板。目前車規(guī)晶圓制造主要被國際大廠壟斷代工市場，主要包括：臺積電、三星、聯(lián)電、格羅方德，中芯國際是國內(nèi)的代工企業(yè)。

為什么會是這種格局?

“晶圓代工來看，雖然對車廠或者對于汽車芯片從業(yè)者來說，是很大、很好的行業(yè)，但目前在整個芯片行業(yè)來說，車規(guī)芯片是很小的一部分?！崩钗男垡耘_積電解釋道，去年之前其車規(guī)芯片總營收占比持續(xù)低于5%，去年勉強爬升到6%，今年可能再好一點，但也不到7%。這意味著，芯片制造企業(yè)們做車規(guī)芯片動力不強。

與此同時，車規(guī)芯片還有“五高”特性，高性能、高可靠、高安全、高穩(wěn)定、高一致。需求少，品質(zhì)要求高，顯然，投入風(fēng)險相對較大，投入產(chǎn)出比可能不夠劃算，這也造成晶圓廠缺乏投入車規(guī)產(chǎn)線的動力。

無論是國外還是國內(nèi)都遇到了這個問題。此前中芯國際、華虹車規(guī)產(chǎn)品線占比較少。

不過，近年來，國內(nèi)芯片代工企業(yè)也開始重視車載工藝的開發(fā)。李文雄稱，中芯國際正在積極開發(fā)40nm車規(guī)工藝，華虹110nm車規(guī)工藝基本成熟，晶合集成110nm的車規(guī)工藝也已經(jīng)成熟。“這些都是指CMOS工藝、數(shù)字芯片;模擬芯片用CMOS、BCD，中芯國際180A工藝基本成熟，華虹90nm BCD車規(guī)工藝也在開發(fā)過程中，離成熟不是太遠(yuǎn)，發(fā)展還是很快的”。

至于封裝測試環(huán)節(jié)，國內(nèi)相對來說發(fā)展比較早，水平較高，華天、長電、通富微電等車規(guī)封測能力在全球處于領(lǐng)先位置，國內(nèi)芯片封測能力已經(jīng)形成了。

03

買、投，還是造？車企們各自尋找最優(yōu)解

芯片企業(yè)努力的同時，車企們積極參與其中。

實際上，此前由于“芯片荒”、更高性能需求，以及一些不確定性因素，車企們早已經(jīng)更深入?yún)⑴c芯片產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)。

這其中，很大的原因在于，芯片在汽車產(chǎn)業(yè)鏈條中位置的變化。

最早期，芯片行業(yè)相當(dāng)于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈，Tier2芯片企業(yè)提供給Tier1芯片，Tier1做完P(guān)CB板模組交給車廠OEM，這是傳統(tǒng)模式。但是，隨著車企開啟與芯片公司直接對話，兩者的緊密度也在不斷加強。

車企布局芯片產(chǎn)業(yè)主要有三種方式。

一是聯(lián)合開發(fā)，車企與芯片供應(yīng)商合資建廠或建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，這其中典型代表是大眾集團(tuán)旗下軟件公司CARIAD與芯片制造商地平線成立合資公司，共同研發(fā)高級別自動駕駛技術(shù)。

二是自研芯片，這其中最典型的代表是特斯拉。而在國內(nèi)，最典型車企代表為“蔚小理”，三者都有自己的智駕芯片研發(fā)部門。特別是蔚來，就在不久前，剛剛發(fā)布了第一款激光雷達(dá)處理芯片。

車企自研芯片固然可以更好掌握芯片技術(shù)主導(dǎo)權(quán)及供應(yīng)主導(dǎo)權(quán)，但同時也存在較大挑戰(zhàn)，主要是設(shè)計研發(fā)難度大、資本投入金額高。

因此，更多企業(yè)選擇對現(xiàn)有芯片企業(yè)進(jìn)行投資，長城汽車芯片產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部部長貢璽顯然更看好這種方式。

在他看來，從價值鏈的爭奪邏輯來講，主機廠造芯片是說得通的?！啊毙尽瘑栴}出現(xiàn)之前，很多主機廠的采購并不清楚使用的芯片是什么方案，基本是由Tier 1進(jìn)行相應(yīng)迭代?！毙尽螅鳈C廠開始有意打破壁壘，與芯片公司直接對話。Tier1蛋糕被壓縮之后，利益是往兩頭走的：一部分來到芯片廠，一部分去到主機廠?！?/span>

但是，缺芯到底缺在哪里?

貢璽認(rèn)為，不缺在設(shè)計上，而是缺在Fab端。全國大部分主機廠背景孵化出來的芯片公司幾乎都是Fabless公司，不太涉及到芯片制造環(huán)節(jié)，本質(zhì)來講，如果不涉及制造，缺芯的本質(zhì)原因并沒有被解決，該缺的時候還會缺。

“主機廠從財務(wù)上來講是一個非常重資產(chǎn)的生意，其財報顯示大部分的利潤全部被折舊攤銷拿走，如果要涉及到芯片制造環(huán)節(jié)，那又是重資產(chǎn)”。貢璽進(jìn)一步解釋說，有人統(tǒng)計，華虹、中芯國際、晶合集成，投資晶圓代工企業(yè)的投資人最多賺了一倍左右，但是一級市場賺1倍、10倍、20倍更多。企業(yè)大部分利潤被折舊攤銷拿走，對現(xiàn)金流的壓力是非常大的。

此外，大芯片、小芯片的玩法有不同。大芯片無論是智艙、智駕會明顯有“馬太效應(yīng)”，市場第一名拿走80%份額;小芯片往往偏定制化，是節(jié)點性的東西，要求主機廠對于使用場景理解、對車規(guī)的理解比較高。

“汽車電子本來是舶來品，很多邏輯芯片、車規(guī)驗證、know-how并不源于中國，我們還是一個學(xué)習(xí)的狀態(tài)。這種狀態(tài)之下，主機廠造車規(guī)芯片往往遇到一個問題，對車規(guī)的理解不是很深”。因此，貢璽認(rèn)為，主機廠更多需要的不是自研芯片能力，而是對于汽車芯片可靠性檢測評判能力。

盡管各家應(yīng)對方式不同，但相同的是，無論是車企，還是芯片廠都在積極尋求“芯片問題”解決之道，以保證在我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈的完整、完善、完美，更好、更多地?fù)屨嘉磥砭蘖啃酒袌觥?/span>