《電子技術(shù)應用》
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芯荒之下,誰在受困?誰在突圍?誰在整合?

2021-11-25
來源:幫寧工作室
關(guān)鍵詞: 5G 云計算 人工智能

130年前,世界上第一輛汽車誕生,在長達130年的汽車賽道中,先后歷經(jīng)工業(yè)化時代、電氣化時代、信息化時代,直到現(xiàn)在的智能化時代。 

時代在進步,技術(shù)在革新。當下,5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等這些技術(shù)驅(qū)動著汽車發(fā)生顛覆性的變化。新技術(shù)對汽車業(yè)的影響蔓延至處于產(chǎn)業(yè)底層的供應鏈企業(yè)。 

工信部原部長、全國政協(xié)經(jīng)濟委員會副主任苗圩曾表示,世界汽車工業(yè)正在經(jīng)歷百年未有之大變局,在電池、電機、電控方面,我國企業(yè)已經(jīng)形成完整產(chǎn)業(yè)鏈和供應鏈體系,但“缺芯少魂”一直是中國制造之痛。 

值得肯定的是,在新能源市場,以寧德時代、比亞迪、博泰等為代表的中國汽車零部件新勢力,其在電動化、網(wǎng)聯(lián)化方面達到國際水平。但在以芯片為核心、軟件定義汽車的智能化方面,卻存在較大差距。 

自2020年下半年以來,疫情、天災、人禍層層因素疊加,半導體危機持續(xù)發(fā)酵,一步步推至高潮。這對汽車半導體需求體量巨大,汽車芯片大部分依賴外購的中國汽車企業(yè)來說,無疑是一記重拳。 哀鴻遍野的芯荒之下,誰在受困?誰在突圍?誰在整合? 2021年10月12日,全球新能源與智能汽車供應鏈創(chuàng)新大會第二個會議日,一場以“推動車用半導體產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”為主題的峰會備受關(guān)注,或許就與近期全球性車用半導體供應短缺有關(guān)。 

為尋求半導體工業(yè)“卡脖子”解決之道,眾多半導體行業(yè)一線從業(yè)者圍繞目前行業(yè)困境、市場變革和產(chǎn)業(yè)升級等內(nèi)容進行深入探討。

▍危機持續(xù) 

10月12日,中國汽車工業(yè)協(xié)會(簡稱中汽協(xié))發(fā)布最新一期產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示,9月,我國汽車產(chǎn)銷分別完成207.7萬輛和206.7萬輛,同比分別下降17.9%和19.6%。

中汽協(xié)分析認為,芯片短缺一定程度影響了產(chǎn)銷量,其中乘用車表現(xiàn)最為明顯。

9月,乘用車產(chǎn)銷分別完成176.7萬輛和175.1萬輛,同比分別下降13.9%和16.5%,降幅比8月分別擴大2個和4.8個百分點。 

中國電動汽車百人會數(shù)據(jù)顯示,今年因缺芯導致停產(chǎn)的汽車企業(yè)達15家。其中,一汽集團前7個月因芯片問題影響產(chǎn)量30萬輛;長安汽車因博世ESP缺口,上半年減產(chǎn)13.4萬輛;長城汽車上半年受芯片影響減產(chǎn)超過10%。

此外,多家跨國公司在國外工廠亦受影響。 由此可見半導體供應緊張,已威脅到全球汽車產(chǎn)業(yè)供應鏈安全,在全局范圍內(nèi)導致多家國內(nèi)外整車集團減產(chǎn)、縮短工作時間,或者停產(chǎn)。 “新能源汽車滲透率雖然在不斷提升,但也有成長的煩惱,從2012年開始,燃油車與新能源汽車的芯片使用量差距逐漸拉大?!?/p>

蔚來汽車助理副總裁潘昱認為,銷量快速增長,市場總體向好,智能電動車半導體供應鏈的重要度日趨凸顯,但在這個過程中也面臨非常大的挑戰(zhàn)。

8月17日,馬來西亞疫情暴發(fā),一家工廠減產(chǎn),逼得某公司一二把手“相約跳樓”后,芯片供應造成汽車企業(yè)停產(chǎn)的影響再次加劇。 

麥肯錫發(fā)布報告預測,車用半導體日益增長的需求,將長期面臨有限的可用供應。由于車用半導體產(chǎn)品的復雜性和特殊性,即便是現(xiàn)有半導體代工廠想擴大產(chǎn)能,至少也需要6個月以上時間。

因此,對汽車行業(yè)和汽車企業(yè)而言,汽車半導體危機還將持續(xù)。 ▍缺芯少魂 在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域,車用半導體應用非常有限。但對當下汽車而言,可將汽車看成一個機器人。相關(guān)統(tǒng)計顯示,目前高端車ECU(電子控制單元)數(shù)量已超過79個,成本占比超過50%,未來成本占比還會進一步提高,這對原有電子電氣架構(gòu)提出挑戰(zhàn)。 

苗圩在第三屆全球新能源與智能汽車供應鏈創(chuàng)新大會中表示,如果按照功能劃分,可將車規(guī)級芯片劃分為功能型芯片、功率半導體和傳感器芯片三大類。

功能型芯片包括CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、AI(人工智能)、存儲芯片等,約占車規(guī)級芯片20%。

今后,隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展,高運算能力的AI芯片將有較大幅度增長。 功率半導體包括IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、場效應晶體管(MOSFET)和電源管理芯片。

其在傳統(tǒng)車中占比約40%,在新能源車中占比達到50%,為目前最緊缺的芯片。 

由中國電動汽車百人會與中國質(zhì)量認證中心聯(lián)合完成的《新一代汽車供應鏈痛點研究——車用半導體篇》白皮書寫道,如果按照車用半導體產(chǎn)品分類,可劃分為易國產(chǎn)化、難國產(chǎn)化和極難國產(chǎn)化三類。 易國產(chǎn)化,即國內(nèi)企業(yè)有一定技術(shù)和能力,但產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)一致性、質(zhì)量管理體系有待提升,包含視覺傳感器、晶振、存儲器件、紅外激光器等在內(nèi)62個車用半導體產(chǎn)品。

預估1-3年內(nèi)可完成國產(chǎn)化目標。 難國產(chǎn)化車用半導體產(chǎn)品共75個,包含SBC半導體、H橋區(qū)動器、電子油門踏板、電平轉(zhuǎn)化等產(chǎn)品。該類產(chǎn)品國內(nèi)起步晚,具有技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,產(chǎn)品成熟度低等特點,主要集中在涉及車輛功能安全的重要部件上。

國產(chǎn)替代難度較大,需要政府和行業(yè)支持,如用3-5年時間,通過一定補助政策進行幫扶,才可能實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。 極難國產(chǎn)化問題部件共10個,包含SoC(嵌入式系統(tǒng)半導體)、Autosar基礎(chǔ)軟件及開發(fā)工具等產(chǎn)品。

這些產(chǎn)品在技術(shù)、材料、元器件、生產(chǎn)設(shè)備、軟件、制造能力、專利等多方面存在壁壘,且差距很大,產(chǎn)品供應基本被國際企業(yè)壟斷,因此國產(chǎn)替代很難。需要國家制定科技戰(zhàn)略,如花費5年以上時間突破提升,要較長時間才可實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。 “難國產(chǎn)化產(chǎn)品是我們必須要啃的硬骨頭,極難國產(chǎn)化產(chǎn)品就是壟斷性技術(shù)、缺失性技術(shù),比如EDA(電子設(shè)計自動化)、光刻等,我們要進行研究和突破。”中國電動汽車百人會新能源汽車研究院副院長高翔說。

中汽創(chuàng)智科技有限公司CTO周劍光認為,在看到發(fā)展機遇的同時,大家也很清楚所面臨的諸多挑戰(zhàn)。這個挑戰(zhàn)主要是,車規(guī)級半導體還處于發(fā)展初期,汽車產(chǎn)業(yè)“缺芯少魂”現(xiàn)狀非常突出。 總體看,國內(nèi)車用半導體產(chǎn)品在整車供應鏈應用中,具有很強的行業(yè)壁壘。 ▍兩三年窗口期

硬幣的另一面,這也是重塑汽車半導體供應鏈的一次歷史性機遇。 作為全球新車產(chǎn)銷量最大市場,我國已具備完整汽車產(chǎn)業(yè)鏈。此次遭遇半導體短缺,國內(nèi)半導體制造商及汽車企業(yè)已意識到自研半導體的重要性,發(fā)展高精尖半導體技術(shù)迫在眉睫。 深陷車用半導體缺貨與漲價雙面夾擊的汽車制造商們,開始積極探索、布局半導體研發(fā)。全球疫情導致缺芯荒正在倒逼中國半導體快速崛起,并且為中國探索本土半導體發(fā)展帶來巨大風口。

面對半導體對外依賴度過高的窘境,國內(nèi)眾汽車企業(yè)已在積蓄力量布局。比如比亞迪為加快研發(fā)速度,將拆分半導體業(yè)務(wù)單獨上市。長城汽車與地平線簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。

上汽集團聯(lián)合地平線組建人工智能聯(lián)合實驗室。

上汽通用五菱建立TDC半導體國產(chǎn)化工作小組,推進整車半導體國產(chǎn)化…… 去年10月,吉利集團旗下科技公司億咖通攜手Arm中國成立芯擎科技。芯擎科技自成立以來,已創(chuàng)造出E、AD、V、H四個系列半導體,全面覆蓋行車輔助、語音控制等多個智能化功能。 

與此同時,在國內(nèi),以地平線、華為、芯馳科技、黑芝麻智能等為代表的公司正在加速拓展。 地平線征程5芯片的發(fā)布,意味著與英偉達Orin正面交鋒。華為擁有可支持L4級別自動駕駛的高算力芯片和MDC自動駕駛計算平臺??梢?,這些公司已具備較強國產(chǎn)替代實力。

“今年的芯痛時刻其實是一場壓力測試。”

潘昱認為,在這個階段經(jīng)歷這一場壓力測試,從某種意義上是一件好事,可以讓大家意識到,汽車企業(yè)必須與半導體供應鏈整體鏈路上各個環(huán)節(jié)的合作伙伴加強合作。 

中國電動汽車百人會理事長陳清泰表示,近年來,我國芯片設(shè)計企業(yè)快速成長,車用芯片設(shè)計不斷取得新突破。在傳統(tǒng)芯片供應鏈卡脖子情況下,國內(nèi)汽車企業(yè)增強了選擇國內(nèi)企業(yè)研發(fā)設(shè)計芯片的意愿。國內(nèi)芯片批量裝車后,驗證效果很好,增強了供需雙方對國產(chǎn)芯片的信心。 在國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理鄒廣才看來,汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游已逐步達成共識,未來2-3年是國產(chǎn)半導體企業(yè)的黃金窗口期。但也僅有這2-3年窗口期留給國內(nèi)半導體企業(yè)。 

因此,國內(nèi)半導體企業(yè)需要有清醒的預期,才能稍縱即逝的黃金機遇期。集中力量,加速研發(fā)產(chǎn)品和提升自身能力,追趕國際巨頭腳步。




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