“芯片荒”有多嚴(yán)重？中日美歐等四個(gè)主要汽車市場(chǎng)的9月銷量同比下降26％。在這場(chǎng)危機(jī)面前，人類顯得那樣弱小無(wú)力，已經(jīng)有很多學(xué)者站出來(lái)表示“芯片荒”可能仍將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，短期內(nèi)我們將不得不繼續(xù)忍受這樣的局面。究竟全球“芯片”為何突然之間不夠用了呢？追根溯源，這完全是由于供需失衡所造成的。供給端，歐美企業(yè)幾乎壟斷了整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈，通過(guò)技術(shù)封鎖、客戶綁定，來(lái)壓制中國(guó)芯片企業(yè)的發(fā)展。中國(guó)幾乎是世界上芯片應(yīng)用量最高的國(guó)家，但國(guó)產(chǎn)替代率卻僅為個(gè)位數(shù)，其中的苦澀無(wú)需多言。在原本的產(chǎn)業(yè)格局中，各鏈條有序發(fā)展，是并不存在“缺芯”這件事的。然而，隨著全球疫情爆發(fā)，美國(guó)遭遇特大寒潮，日本瑞薩電子慘遭大火，全球“封測(cè)重鎮(zhèn)”馬來(lái)西亞疫情反彈，全球芯片產(chǎn)能釋放遇到了極大的考驗(yàn)。需求端，新能源汽車迅猛推進(jìn)，一輛汽車中電子產(chǎn)品的比例顯著增加，促使全球芯片的應(yīng)用量被前所未有的放大。再加上物聯(lián)網(wǎng)、光伏能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)一步放大對(duì)芯片的需求。一邊是需求爆發(fā)，另一邊是產(chǎn)能受制，“缺芯”的到來(lái)實(shí)屬必然。本質(zhì)而言，缺芯是因?yàn)槿蚩萍及l(fā)展與壟斷生產(chǎn)力之間存在無(wú)法調(diào)和的矛盾。歐美國(guó)家對(duì)于“芯片”技術(shù)的保護(hù)，是造成這場(chǎng)危機(jī)的根本所在。解決“芯片危機(jī)”，需要的不是口號(hào)，而是切實(shí)的產(chǎn)能提升。縱觀全世界，中國(guó)無(wú)疑是解決芯片生產(chǎn)的最優(yōu)之選。由此來(lái)看，這場(chǎng)“芯片荒”極有可能加速中國(guó)芯片廠商的追趕速度，有利于在中國(guó)芯片企業(yè)全球市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟。

／ 01 ／

新能源帶來(lái)的改變

盡管疫情、暴雪和火災(zāi)削弱了全球芯片的產(chǎn)能，但“缺芯”的更核心因素依然還是因?yàn)樾枨蠖说耐蝗会尫拧?/p>

2020年，全球新能源汽車滲透率僅為3．7％，但今年上半年這一數(shù)據(jù)飆升至6％，提升了2．3個(gè)百分點(diǎn)。具體來(lái)看，2021H1全球新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)241萬(wàn)輛，較去年同期增長(zhǎng)170％。雖然這其中有去年疫情導(dǎo)致基數(shù)較低的因素，但新能源汽車銷量的增長(zhǎng)卻是實(shí)打?qū)嵉摹?/p>

眾所周知，新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的最大不同就在于動(dòng)力方式，差異于燃油系統(tǒng)，新能源汽車用三電系統(tǒng)來(lái)提供動(dòng)力。所謂三電系統(tǒng)指的是由電池、電機(jī)、電控所組成的系統(tǒng)。

三電系統(tǒng)帶來(lái)的最大改變就是車規(guī)半導(dǎo)體數(shù)量顯著增加。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，電動(dòng)化、自動(dòng)化、數(shù)字化三大方向促使新能源汽車的成本結(jié)構(gòu)發(fā)生了本質(zhì)變化。

現(xiàn)階段，新能源汽車對(duì)于芯片的需求主要是由電氣化所催生。

傳統(tǒng)汽車中，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)約占汽車總成本的30％，是占比最高的；同樣的在新能源汽車中，電控系統(tǒng)也是成本占比最高的部分，僅電池一項(xiàng)達(dá)到汽車總成本的35％，電機(jī)、電控占剩余的30％成本。

電池系統(tǒng)控制化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；電機(jī)系統(tǒng)在接受電能后將其轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，驅(qū)使汽車前行；電控系統(tǒng)則是電機(jī)的控制器，由逆變器和控制器兩部分組成，逆變器負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，控制器則是通過(guò)控制變頻器頻率的升降來(lái)實(shí)現(xiàn)加速和減速的功能。

整個(gè)三電系統(tǒng)中，涉及到多次電能轉(zhuǎn)換，就需要通過(guò)大量的功率半導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)。據(jù)國(guó)際咨詢機(jī)構(gòu)羅蘭貝格測(cè)算，動(dòng)力系統(tǒng)的改變將會(huì)讓汽車中電子元器件的需求量猛增3．5倍，由640美元單輛提升至2875美元。

具體來(lái)看，雖然內(nèi)燃機(jī)被更替，汽車將減少395美元的電子元器件，但電池控制和電動(dòng)力總成卻分別增加770美元和1860美元的電子元件成本。

縱觀全局，IGBT和MOSFET等功率器件的需求量隨著車輛電動(dòng)化的進(jìn)程而顯著增加。對(duì)于電動(dòng)化很低的微混汽車而言，IGBT組件的個(gè)數(shù)僅為2－3個(gè)，而隨著電動(dòng)化程度的加深，馬達(dá)功率在120kW以上的電動(dòng)車IGBT組件的個(gè)數(shù)可能達(dá)到150個(gè)。

這還僅僅是電力系統(tǒng)帶來(lái)的車規(guī)半導(dǎo)體數(shù)量增長(zhǎng)，在汽車自動(dòng)化和智能化風(fēng)潮下，雷達(dá)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)芯片的需求量都將有所提升。

在燃油車上，車規(guī)半導(dǎo)體應(yīng)用數(shù)量很少，當(dāng)時(shí)的汽車的差異主要在油耗與質(zhì)量上。而隨著科技的發(fā)展，汽車已然擺脫了單純運(yùn)載工具的命運(yùn)，而成為移動(dòng)出行大生態(tài)中的核心一環(huán)。

在這個(gè)層面上，汽車芯片需求量迅猛增長(zhǎng)將成為必然趨勢(shì)。

／ 02 ／

粘在身上的牛虻

在大自然界中，有一種昆蟲(chóng)叫做牛虻，他們以吸食家畜身上的血為生，危害家畜的健康。如今我們的新能源汽車發(fā)展火熱，但實(shí)則身上卻早已經(jīng)粘附了很多的“牛虻”。

“碳中和”趨勢(shì)之下，新能源汽車有望成為增速最快的賽道，也是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)方向。

據(jù)工研院產(chǎn)科國(guó)際所數(shù)據(jù)，從2018年開(kāi)始，中國(guó)就超越日本成為全球新能源汽車銷量第一的國(guó)家。最新的2021年數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)、日本、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)分別是新能源汽車銷量占比前五的國(guó)家。其中，中國(guó)以32．5％的市場(chǎng)占有率，遙遙領(lǐng)先于日本的17．9％和美國(guó)的16．3％。

未來(lái)五年，中國(guó)電動(dòng)汽車銷量預(yù)期將從2020年的約100萬(wàn)輛增加至2025年的420萬(wàn)輛，將超過(guò)美國(guó)及歐洲電動(dòng)汽車銷量的總和，并將長(zhǎng)期保持20％以上的行業(yè)增速。

傳統(tǒng)燃油車時(shí)代，發(fā)動(dòng)機(jī)就一直制約著我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展，在電動(dòng)車拋棄發(fā)動(dòng)機(jī)后，實(shí)際上中國(guó)車企已經(jīng)與世界豪強(qiáng)站到了一個(gè)起跑線上，因此我們才會(huì)看到中國(guó)新能源車企的迅猛發(fā)展。

然而，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)的瓶頸消失了，但我們卻落入了車規(guī)半導(dǎo)體的新困境之中。

一輛新能源汽車中，功率半導(dǎo)體的自主率僅為8％，儲(chǔ)存芯片的比例也為8％，信號(hào)鏈芯片和傳感器的自主率不足5％，控制類芯片的自主率甚至不足1％。整體來(lái)看，中國(guó)車規(guī)半導(dǎo)體的自主率在8％以下。

我國(guó)不僅是世界上最大的新能源汽車生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)它還是最大的車規(guī)半導(dǎo)體進(jìn)口國(guó)。

海關(guān)進(jìn)出口數(shù)據(jù)顯示，2019年中國(guó)集成電路進(jìn)口金額達(dá)3040億美元，超越原油成為進(jìn)口依賴度最高的產(chǎn)品，而集成電路出口金額卻僅為1100億美元，貿(mào)易逆差達(dá)到驚人的1940億美元。

新能源汽車爆發(fā)，車規(guī)半導(dǎo)體無(wú)疑是受益最大的一環(huán)，而我國(guó)的車規(guī)半導(dǎo)體卻絕大部分采購(gòu)自海外。正是由于缺乏自主替代能力，因此在海外疫情發(fā)生時(shí)，我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)鏈才會(huì)同樣遭受“缺芯”困擾。

海外半導(dǎo)體公司就好像牛身上的牛虻，吸食著中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)鏈的利潤(rùn)。

／ 03 ／

“缺芯”是中國(guó)企業(yè)追趕的良機(jī)

半導(dǎo)體是由美國(guó)人發(fā)明的，并始終掌控者這一領(lǐng)域的控制權(quán)。

上世紀(jì)80年代，尼康、佳能等一批日本企業(yè)依靠性價(jià)比，成功將美國(guó)光刻機(jī)趕出市場(chǎng)。在失去芯片制造端話語(yǔ)權(quán)后，美國(guó)通過(guò)扶持荷蘭阿斯麥公司的方式打擊對(duì)手，由此才有了阿斯麥EUV光刻機(jī)的絕世無(wú)雙。

中國(guó)企業(yè)同樣遭到了歐美國(guó)家的封殺，華為、中芯國(guó)際都并未被平等對(duì)待。在芯片發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)企業(yè)遇到的阻礙遠(yuǎn)比想象中的更大。

坦率而言，目前我們?cè)诎雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的落后是全方位的，不光是買(mǎi)不到光刻機(jī)，在電子特氣、CMP 拋光材料、濕化學(xué)品、光刻膠、EDA軟件等多個(gè)方面都存在缺口。產(chǎn)業(yè)鏈的羸弱導(dǎo)致國(guó)內(nèi)汽車芯片企業(yè)市場(chǎng)地位較弱，高附加值的產(chǎn)品占比極低。

車規(guī)芯片雖然沒(méi)有計(jì)算機(jī)芯片那樣復(fù)雜，但卻極為考驗(yàn)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，中國(guó)企業(yè)也同樣面臨著不小的困難。車規(guī)芯片工作環(huán)境較為惡劣，需要適應(yīng)較大溫差，同時(shí)還要克服高振動(dòng)、多粉塵、油漬、多電磁干擾的問(wèn)題。

一直以來(lái)，汽車供應(yīng)商都有著極大遴選慣性，如果一家企業(yè)能夠順利進(jìn)入到車企的供應(yīng)商名單，那么通常都會(huì)源源不斷的獲得訂單，對(duì)于車規(guī)芯片來(lái)說(shuō)同樣如此。

一家企業(yè)想要成為全球知名車規(guī)供應(yīng)商，就需要通過(guò)AEC機(jī)構(gòu)的元器件認(rèn)證。雖然名義上這個(gè)認(rèn)證不是強(qiáng)制的，但車企及供應(yīng)商往往還是認(rèn)可這一標(biāo)準(zhǔn)的。

AEC是美國(guó)汽車電子委員會(huì)的簡(jiǎn)稱，由北美三大車企克萊斯勒、福特和通用汽車牽頭設(shè)立。在基礎(chǔ)本就很弱的情況下，中國(guó)車規(guī)芯片企業(yè)想要逆勢(shì)獲得認(rèn)可難度極大。由此不難看出，芯片制造是很難依靠單項(xiàng)技術(shù)突圍的，企業(yè)的強(qiáng)大往往依托于背后強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈群。

在缺乏產(chǎn)業(yè)鏈支持的情況下，盲目的研發(fā)車規(guī)芯片對(duì)于中國(guó)企業(yè)而言并沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益，因此很長(zhǎng)一段時(shí)間中我們做的都是技術(shù)附加值并不高的基礎(chǔ)產(chǎn)品。

過(guò)去，國(guó)產(chǎn)車規(guī)芯片的痛點(diǎn)有兩個(gè)，一方面是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈起步都比較晚；另一方面，缺乏賺錢(qián)效應(yīng)，就算做出來(lái)也沒(méi)有人買(mǎi)，難以躋身國(guó)際汽車大廠的供應(yīng)商，缺少持續(xù)迭代的機(jī)會(huì)。

疫情造成的“缺芯潮”其實(shí)給了中國(guó)芯片企業(yè)機(jī)會(huì)。由于新能源汽車使用全新的動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)則縮小了全球玩家的差距，大家?guī)缀醵蓟氐搅送黄鹋芫€。

一直以來(lái)，中國(guó)企業(yè)不缺少制造芯片的意愿，也不缺少資本的助力。但卻受制于技術(shù)封鎖，導(dǎo)致整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈較為落后?，F(xiàn)如今，“缺芯”已經(jīng)不是短時(shí)間內(nèi)能夠解決的問(wèn)題，在需求不斷增長(zhǎng)的情況下，勢(shì)必需要新增產(chǎn)能來(lái)解決問(wèn)題，這就給了我們發(fā)展的機(jī)會(huì)。

去年9月，由科技部、工信部牽頭，70余家企事業(yè)單位共同組成的“中國(guó)汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”正式成立，這表明發(fā)展國(guó)家對(duì)于汽車芯片發(fā)展的重視。

現(xiàn)階段，“缺芯”主要是由于汽車電動(dòng)化造成，而電動(dòng)化只不過(guò)是新能源汽車的第一步，隨著后續(xù)數(shù)字化、智能化的到來(lái)，汽車“含硅量”將進(jìn)一步上升。

尤其是自動(dòng)駕駛技術(shù)，從L3到L5階段，計(jì)算量都將指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì)于芯片算力的要求將是如今的上百倍。雷達(dá)芯片、傳感器、儲(chǔ)存芯片、計(jì)算芯片都極有可能出現(xiàn)巨大的缺口。

科技發(fā)展是全人類努力的結(jié)果，技術(shù)封鎖只會(huì)制造麻煩，阻礙技術(shù)進(jìn)步?！叭毙尽睂O有可能成為中國(guó)汽車芯片企業(yè)發(fā)展的推手，從自主替代到走向全球，或許就在不遠(yuǎn)的將來(lái)。