130年前,世界上第一輛汽車誕生,在長達(dá)130年的汽車賽道中,先后歷經(jīng)工業(yè)化時(shí)代、電氣化時(shí)代、信息化時(shí)代,直到現(xiàn)在的智能化時(shí)代。
時(shí)代在進(jìn)步,技術(shù)在革新。當(dāng)下,5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等這些技術(shù)驅(qū)動(dòng)著汽車發(fā)生顛覆性的變化。新技術(shù)對(duì)汽車業(yè)的影響蔓延至處于產(chǎn)業(yè)底層的供應(yīng)鏈企業(yè)。
工信部原部長、全國政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)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(jī)、電控方面,我國企業(yè)已經(jīng)形成完整產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)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(chǎng),以寧德時(shí)代、比亞迪、博泰等為代表的中國汽車零部件新勢(shì)力,其在電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化方面達(dá)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(zāi)、人禍層層因素疊加,半導(dǎo)體危機(jī)持續(xù)發(fā)酵,一步步推至高潮。這對(duì)汽車半導(dǎo)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(yīng)鏈創(chuàng)新大會(huì)第二個(gè)會(huì)議日,一場(chǎng)以“推動(dòng)車用半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”為主題的峰會(huì)備受關(guān)注,或許就與近期全球性車用半導(dǎo)體供應(yīng)短缺有關(guān)。
為尋求半導(dǎo)體工業(yè)“卡脖子”解決之道,眾多半導(dǎo)體行業(yè)一線從業(yè)者圍繞目前行業(yè)困境、市場(chǎng)變革和產(chǎn)業(yè)升級(jí)等內(nèi)容進(jìn)行深入探討。
▍危機(jī)持續(xù)
10月12日,中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(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(rèn)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(kuò)大2個(gè)和4.8個(gè)百分點(diǎn)。
中國電動(dòng)汽車百人會(huì)數(shù)據(jù)顯示,今年因缺芯導(dǎo)致停產(chǎn)的汽車企業(yè)達(dá)15家。其中,一汽集團(tuán)前7個(gè)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(dǎo)體供應(yīng)緊張,已威脅到全球汽車產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈安全,在全局范圍內(nèi)導(dǎo)致多家國內(nèi)外整車集團(tuán)減產(chǎn)、縮短工作時(shí)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。”
蔚來汽車助理副總裁潘昱認(rèn)為,銷量快速增長,市場(chǎng)總體向好,智能電動(dòng)車半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的重要度日趨凸顯,但在這個(gè)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(yīng)造成汽車企業(yè)停產(chǎn)的影響再次加劇。
麥肯錫發(fā)布報(bào)告預(yù)測(cè),車用半導(dǎo)體日益增長的需求,將長期面臨有限的可用供應(yīng)。由于車用半導(dǎo)體產(chǎn)品的復(fù)雜性和特殊性,即便是現(xiàn)有半導(dǎo)體代工廠想擴(kuò)大產(chǎn)能,至少也需要6個(gè)月以上時(shí)間。
因此,對(duì)汽車行業(yè)和汽車企業(yè)而言,汽車半導(dǎo)體危機(jī)還將持續(xù)。 ▍缺芯少魂 在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域,車用半導(dǎo)體應(yīng)用非常有限。但對(duì)當(dāng)下汽車而言,可將汽車看成一個(gè)機(jī)器人。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示,目前高端車ECU(電子控制單元)數(shù)量已超過79個(gè),成本占比超過50%,未來成本占比還會(huì)進(jìn)一步提高,這對(duì)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(yīng)鏈創(chuàng)新大會(huì)中表示,如果按照功能劃分,可將車規(guī)級(jí)芯片劃分為功能型芯片、功率半導(dǎo)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(chǔ)芯片等,約占車規(guī)級(jí)芯片20%。
今后,隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展,高運(yùn)算能力的AI芯片將有較大幅度增長。 功率半導(dǎo)體包括IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、場(chǎng)效應(yīng)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(dá)到50%,為目前最緊缺的芯片。
由中國電動(dòng)汽車百人會(huì)與中國質(zhì)量認(rèn)證中心聯(lián)合完成的《新一代汽車供應(yīng)鏈痛點(diǎn)研究——車用半導(dǎo)體篇》白皮書寫道,如果按照車用半導(dǎo)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(chǔ)器件、紅外激光器等在內(nèi)62個(gè)車用半導(dǎo)體產(chǎn)品。
預(yù)估1-3年內(nèi)可完成國產(chǎn)化目標(biāo)。 難國產(chǎn)化車用半導(dǎo)體產(chǎn)品共75個(gè),包含SBC半導(dǎo)體、H橋區(qū)動(dòng)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(diǎn),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(shí)間,通過一定補(bǔ)助政策進(jìn)行幫扶,才可能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代。 極難國產(chǎn)化問題部件共10個(gè),包含SoC(嵌入式系統(tǒng)半導(dǎo)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(yīng)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(fèi)5年以上時(shí)間突破提升,要較長時(shí)間才可實(shí)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(jì)自動(dòng)化)、光刻等,我們要進(jìn)行研究和突破。”中國電動(dòng)汽車百人會(huì)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(rèn)為,在看到發(fā)展機(jī)遇的同時(shí),大家也很清楚所面臨的諸多挑戰(zhàn)。這個(gè)挑戰(zhàn)主要是,車規(guī)級(jí)半導(dǎo)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(dǎo)體產(chǎn)品在整車供應(yīng)鏈應(yīng)用中,具有很強(qiáng)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(dǎo)體供應(yīng)鏈的一次歷史性機(jī)遇。 作為全球新車產(chǎn)銷量最大市場(chǎng),我國已具備完整汽車產(chǎn)業(yè)鏈。此次遭遇半導(dǎo)體短缺,國內(nèi)半導(dǎo)體制造商及汽車企業(yè)已意識(shí)到自研半導(dǎo)體的重要性,發(fā)展高精尖半導(dǎo)體技術(shù)迫在眉睫。 深陷車用半導(dǎo)體缺貨與漲價(jià)雙面夾擊的汽車制造商們,開始積極探索、布局半導(dǎo)體研發(fā)。全球疫情導(dǎo)致缺芯荒正在倒逼中國半導(dǎo)體快速崛起,并且為中國探索本土半導(dǎo)體發(fā)展帶來巨大風(fēng)口。
面對(duì)半導(dǎo)體對(duì)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(dǎo)體業(yè)務(wù)單獨(dú)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(tuán)聯(lián)合地平線組建人工智能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。
上汽通用五菱建立TDC半導(dǎo)體國產(chǎn)化工作小組,推進(jìn)整車半導(dǎo)體國產(chǎn)化…… 去年10月,吉利集團(tuán)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(gè)系列半導(dǎo)體,全面覆蓋行車輔助、語音控制等多個(gè)智能化功能。
與此同時(shí),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(dá)Orin正面交鋒。華為擁有可支持L4級(jí)別自動(dòng)駕駛的高算力芯片和MDC自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)??梢姡@些公司已具備較強(qiáng)國產(chǎn)替代實(shí)力。
“今年的芯痛時(shí)刻其實(shí)是一場(chǎng)壓力測(cè)試?!?/p>
潘昱認(rèn)為,在這個(gè)階段經(jīng)歷這一場(chǎng)壓力測(cè)試,從某種意義上是一件好事,可以讓大家意識(shí)到,汽車企業(yè)必須與半導(dǎo)體供應(yīng)鏈整體鏈路上各個(gè)環(huán)節(jié)的合作伙伴加強(qiáng)合作。
中國電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長陳清泰表示,近年來,我國芯片設(shè)計(jì)企業(yè)快速成長,車用芯片設(shè)計(jì)不斷取得新突破。在傳統(tǒng)芯片供應(yīng)鏈卡脖子情況下,國內(nèi)汽車企業(yè)增強(qiáng)了選擇國內(nèi)企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)芯片的意愿。國內(nèi)芯片批量裝車后,驗(yàn)證效果很好,增強(qiáng)了供需雙方對(duì)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(dá)成共識(shí),未來2-3年是國產(chǎn)半導(dǎo)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(dǎo)體企業(yè)。
因此,國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)需要有清醒的預(yù)期,才能稍縱即逝的黃金機(jī)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。