車企反映“一芯難求” 汽車芯片國產化進程加速
缺芯危機下的供應鏈大考
本報記者 韓亞棟
汽車“缺芯”問題近期備受關注。
豐田汽車5月24日表示，由于芯片短缺，公司將6月全球產量目標削減約10萬輛；據外媒消息，受全球芯片供應短缺影響，梅賽德斯奔馳在德國暫停接受E級車的訂單；小鵬汽車董事長何小鵬近日稱，汽車行業的“缺芯”狀況在今年上半年“非但沒有緩解，還進一步惡化”；5月8日，湖北省車規級芯片產業技術創新聯合體在武漢啟動運行……
汽車“缺芯”影響到底有多大？為何會出現全球范圍內的“缺芯”現象？“缺芯”對我國實現產業鏈供應鏈自主可控意味著什么？記者專訪了東風汽車集團有限公司副總工程師談民強與中國社會科學院工業經濟研究所副研究員李先軍。
汽車是芯片的重要應用場景之一，芯片讓汽車變得更安全更智能更高效
記者：如何認識芯片之于汽車的重要性？為什么一輛汽車需要這么多芯片？
談民強：汽車是芯片的重要應用場景之一。傳統燃油車的芯片數量約在500至600個左右，隨著自動駕駛、新能源等功能的增加，現在高端汽車的芯片數量約在1000至1200個左右。據統計，汽車芯片大致可分為計算芯片、控制芯片、功率芯片、感知芯片、驅動芯片、存儲芯片、電源芯片等7大類，種類多、細分型號多。報告顯示，2021年汽車用半導體在全球半導體市場中的份額高達12.4%，成為僅次于計算機(31.5%)和通訊領域(30.7%)的第三大應用場景。
在車上使用越來越多的芯片，使汽車變得更安全更智能更高效。如自動LED大燈，相比普通大燈，這套系統鋪路更好，且具備暗明環境下自動開關、自動遠近光切換等功能，其背后的技術支撐，就是在車上加入了環境感知芯片、決策控制芯片、驅動執行芯片，并通過硬件電路、軟件算法將其聯動在一起。
李先軍：芯片之于汽車，有如內燃機之于馬車的革命，盡管未改變汽車作為交通工具的基本屬性，但賦予了其更豐富、更便捷、更智慧的功能。用于測量速度、壓力、溫度、濕度等遍布整車的傳感器，用于輔助駕駛的雷達、攝像頭，用于處理通信、導航的射頻器件，用于支持電流轉化的功率器件，用于優化動力、提升安全性的電子控制器，提升人機交互和體驗的儀表/信息娛樂系統，逐步整合的區域和中央控制器，以及后臺支持車輛運行的各類數據中心、通訊網絡等，都離不開芯片的支持。
隨著汽車智能化電動化的發展，芯片更顯其重要性。芯片是智能駕駛的“大腦”和“神經”，也是負責電能和動能高效轉化和使用的“雙手”。芯片的這些應用，不僅提升了汽車的娛樂性舒適性，也有效提升了駕駛安全性。
近期汽車芯片供應短缺既是全球共性問題，也折射出我國自主供給能力不足的深層次矛盾
記者：國內外車企“缺芯”，狀況到底如何？影響有多大？
李先軍：自2020年以來，汽車芯片出現前所未有的短缺，尤其微控制單元(MCU)、系統級芯片(SoC)等極為短缺，這些芯片與汽車核心功能耦合度較高。福特、通用、大眾、寶馬、本田、豐田、日產、沃爾沃、現代、起亞等汽車廠商因芯片供應不足，相繼出現減產、短期停產或延遲交貨，國內汽車廠商蔚來等也宣布減產，甚至部分車企推出“減芯版”產品，大量車企反映芯片“價格暴漲”“一芯難求”。市場研究機構英國埃信華邁公司預測，2021年全球汽車產業銷售額將因“缺芯”減少600億美元。
近期汽車芯片供應短缺既是全球共性問題，也折射出我國自主供給能力不足的深層次矛盾。數據顯示，2019年，我國在全球汽車半導體市場中的份額只有2.5%，遠低于我國在集成電路產業5%的全球市場份額，更與我國汽車產業全球28.02%的制造份額不相匹配。與歐美日韓等汽車大國相比，我國作為全球第一大汽車生產國，汽車電動化、智能化走在世界前列，對芯片的需求更多更復雜，汽車芯片的自我供應和自主可控難度更高。近兩年全國兩會期間，多位人大代表提出議案，要扭轉“造不如買”的觀念，實現芯片自主可控。
談民強：多款芯片在緊缺之時，終端采購價格上漲達10倍以上，某款智能驅動芯片，正常售價20元左右，最高峰達6000元還買不到。汽車行業經過多年發展，單車利潤已很低，采購高價芯片的成本很難轉嫁給終端消費者，只能由整車廠內部消化。
“缺芯”給整個汽車行業尤其是整車企業的經營活動造成巨大沖擊。我國汽車市場2021年因“缺芯”累計減產量達200萬輛，占當年汽車產量7%左右。這一數字是在各大企業集中力量積極“掃貨”“保供”下得來的。東風技術中心與東風乘用車在2021年專門成立芯片保供團隊，總結出國產芯片替換、配置快速調整等12大應對技術路線并快速實施，保障了年度銷量目標達成。
芯片行業具有高度全球化特征，任何一個環節的波動都將影響全產業鏈的穩定性
記者：如何從全球化和國際分工的視角，理性看待汽車產業“缺芯”現象？
李先軍：芯片是高度全球化的行業，從當前全球競爭格局看，歐美日居于主導地位。在傳統全球大分工下，美國不斷朝價值鏈兩端轉移，形成在設計、設備、材料、EDA軟件等高附加值環節和領域的有效控制；日本在遭遇美國打擊下逐步轉向更為隱蔽的材料、設備領域布局；歐洲在設備、設計、材料、IP核等方面具有強大影響力；韓國和中國臺灣地區則承接全球產業大轉移形成在制造、封測環節的強大競爭力；中國大陸也在全球產業大分工中提高了在封測和制造環節的市場份額。在正常的全球大分工下，盡管我國在自主可控能力和高附加值環節競爭力弱，但依然可支付溢價采購芯片。
近年來，美國對中國高科技領域的打壓，破壞了全球芯片行業的生產秩序穩定預期，引發全球供應鏈尤其是下游企業決策的大調整。為應對美國政策對集成電路產業鏈沖擊的不確定性，國內外各大手機制造商加大高端制程芯片備貨，鎖定了臺積電等代工企業的長期訂單，晶圓代工廠產能進入高度飽和狀態。與之形成鮮明對照的是，在近年來全球整車銷量下降的大趨勢下，汽車廠商于2020年初紛紛調低汽車芯片訂貨量，在年末汽車芯片出現短缺的情況下，市場中已找不到剩余產能，汽車芯片供應尤其是高端的MCU、SoC面臨前所未有的產能不足問題。
芯片行業的高度全球化特征，決定了任何一個環節的波動，都將影響全產業鏈的穩定性。在美國干預導致全球芯片產業秩序“混亂”的背景下，全球疫情、日本地震和火災、德州暴風雪、中國臺灣地區缺水缺電地震等局部或全球沖擊疊加，在高端芯片供給不足背景下，引發中低端芯片的市場“恐慌”，最終傳導到汽車整車制造商，形成嚴重的供不應求問題。
記者：為什么在競爭中占優勢的國家也會面臨“缺芯”問題？
李先軍：此次汽車芯片短缺問題，反映了全球大分工下世界各國在集成電路產業鏈的風險。全球化的重要動力之一就是產業大分工，各國依據比較優勢確定其在產業鏈價值鏈的位置，通過自由貿易互通有無實現各國利益分配的均衡。分工的結果是各國放棄產業鏈部分環節或部分產業，必然是有得有舍，舍去的可能就是產業鏈供應鏈的潛在風險，尤其是在遭遇貿易伙伴封鎖或自然災害沖擊時。即便是美國，在芯片領域也存在一些短板和風險環節。美國在一份評估報告中指出，其在5納米以上高端制程芯片的制造環節供應存在較高風險，這也是美國借汽車芯片短缺之機實施“長臂管轄”的重要緣由；韓國的存儲芯片獨步天下，但在設備、材料方面也面臨日本、美國、歐洲的制約。
應對汽車芯片短缺已成各國維系產業鏈安全、塑造科技和產業領先優勢的重要舉措。汽車產業的巨大規模及其對相關產業的強大帶動效應，使各國無不高度重視其產業發展，紛紛通過形式多樣的干預緩解本國面臨的“缺芯”問題。美國強化芯片制造的本地供應，并以“長臂管轄”形成對全球芯片產業的控制；歐洲通過強化政策支持和構建產業聯盟來提升其集成電路產業優勢；日本由主要車企利用下行生產模式構筑“安全庫存”以打造韌性供應鏈；韓國憑借其在存儲半導體領域的優勢與車企合作打造在系統級芯片領域的新優勢。
保持戰略定力和持續投入，打贏汽車芯片“突圍戰”
記者：著眼當前形勢，加強各方協同聯動、創新融合為什么極為必要？
談民強：汽車行業上下游的高黏性以及對基礎元器件高可靠性的要求，決定了汽車芯片后發廠商進入市場存在“高門檻”困境。著眼當前供應問題，必須加強各方協同聯動、創新融合，形成汽車產業(整車廠商、零部件供應商)、芯片產業(芯片設計、芯片制造)融合的產業鏈模式，讓上下游能夠更好地協同合作。
早在2020年9月，為應對汽車芯片短缺和芯片供應能力不足的問題，由70余家單位組成的中國汽車芯片產業創新戰略聯盟就已成立，目前已開展了通過保險機制建立起上游芯片供應與下游汽車廠商合作的探索，聯盟對汽車芯片供需信息共享與市場對接具有重要意義。
今年5月成立的湖北省車規級芯片產業技術創新聯合體，將瞄準汽車芯片國家重大需求和國際科學前沿，發揮政產學研合力，實現車規級芯片完全自主定義、設計、制造、封測與控制器開發及應用，努力實現“自主芯、中國造”。產業技術創新聯合體將通過開展關鍵核心技術攻關、承擔重大科技任務，解決制約產業發展的“卡脖子”關鍵共性技術問題，運用市場機制帶動全產業鏈協同創新。
記者：如何補齊汽車芯片產業短板，實現高水平科技自立自強？
李先軍：我國芯片產業面臨“卡脖子”問題，尤其在高端制程設備、關鍵材料、EDA軟件和IP核方面更為突出。然而，我國在芯片產業上也具有優勢。超大規模市場，尤其是我國在電子產品組裝制造方面具有的絕對優勢，使得各國芯片企業不會輕易放棄我國市場；我國盡管在高端制程和關鍵材料、設備、軟件方面面臨較大制約，但大量創新型企業保證了我國在極端情況下具有一定的產業備份能力。
在高度關注集成電路產業國產替代和實現科技自立自強的同時，要高度重視汽車芯片這一細分領域的優先突破。短期內，必須強化汽車與芯片產業的內部協同和外部循環，為汽車制造企業營造良好發展環境和預期；長期看，要落實集成電路產業發展的支持體系，促進集成電路產業的自主安全可控，提升產業鏈供應鏈韌性以確保經濟和國家安全。
談民強：補齊汽車芯片產業鏈短板是補齊我國高科技領域短板的重要內容。我國芯片產業起步較晚，基礎薄弱，同時車規級芯片的開發和量產應用面臨諸多制約因素。汽車芯片產業的突破并非一朝一夕之功，須立足當下，遵循產業發展規律，警惕畢其功于一役的投機思維，防止出現投資過熱和盲目低水平重復建設，加緊長遠戰略布局，統籌傳統車用芯片及電動化、網聯化、智能化發展需求，強化應用牽引、整機帶動，加強核心技術攻關，完善技術標準規范，提升測試驗證能力，實現從單點突破到生態突圍，推動產業鏈供應鏈安全穩定發展。
從長遠看，此輪“缺芯”讓整個行業和相關管理部門意識到風險，使我國汽車芯片獲得了快速發展的機會。
首先，“缺芯”將會極大地刺激汽車與半導體行業聯合推動國內汽車芯片產品技術快速發展。我們看到，整車企業、車廠一級供應商以及半導體設計、制造、封測等產業鏈企業對汽車芯片的熱情在逐漸升溫。近兩年來在黨和國家政策推動下，針對各個類別汽車芯片的研發項目大力發展。在這個窗口期國內半導體廠商會有更多發展機會，汽車芯片國產化進程必將加速。
其次，技術和產品是需要市場需求拉動的，我國在這方面具有先天優勢。我國擁有全球最大的汽車市場和全球最具活力的汽車廠商，對汽車芯片的需求巨大。需求拉動下，我國汽車芯片產業的壯大和長足發展只是時間問題。
最后，保持戰略定力和持續投入是打贏這場“突圍戰”的關鍵。雖然有巨大的市場需求和絕佳的發展窗口期，但我們一定要意識到汽車芯片研發難度大、研發成本高、回本周期長的特點，一款普通的汽車MCU芯片從設計、制造、封測到成熟應用往往要耗時6至7年，在這個過程中需要汽車、半導體各個環節緊密合作，逐項突破各個關鍵“卡脖子”技術。必須保持戰略定力，堅定不移持續投入，打好這場關鍵“突圍戰”。