“芯片荒”有多嚴重,？中日美歐等四個主要汽車市場的9月銷量同比下降26％,。在這場危機面前,，人類顯得那樣弱小無力，已經(jīng)有很多學者站出來表示“芯片荒”可能仍將持續(xù)很長時間,，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)幾乎壟斷了整個芯片產(chǎn)業(yè)鏈，通過技術封鎖,、客戶綁定,，來壓制中國芯片企業(yè)的發(fā)展。中國幾乎是世界上芯片應用量最高的國家,，但國產(chǎn)替代率卻僅為個位數(shù),，其中的苦澀無需多言。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),，美國遭遇特大寒潮，日本瑞薩電子慘遭大火,，全球“封測重鎮(zhèn)”馬來西亞疫情反彈,，全球芯片產(chǎn)能釋放遇到了極大的考驗,。需求端,，新能源汽車迅猛推進，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,，進一步放大對芯片的需求,。一邊是需求爆發(fā)，另一邊是產(chǎn)能受制,，“缺芯”的到來實屬必然,。本質(zhì)而言，缺芯是因為全球科技發(fā)展與壟斷生產(chǎn)力之間存在無法調(diào)和的矛盾,。歐美國家對于“芯片”技術的保護,，是造成這場危機的根本所在。解決“芯片危機”,，需要的不是口號,，而是切實的產(chǎn)能提升?？v觀全世界,，中國無疑是解決芯片生產(chǎn)的最優(yōu)之選,。由此來看，這場“芯片荒”極有可能加速中國芯片廠商的追趕速度,，有利于在中國芯片企業(yè)全球市場站穩(wěn)腳跟,。
／ 01 ／
新能源帶來的改變
盡管疫情、暴雪和火災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為需求端的突然釋放,。
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個百分點。具體來看,，2021H1全球新能源汽車累計銷量達241萬輛,，較去年同期增長170％。雖然這其中有去年疫情導致基數(shù)較低的因素,，但新能源汽車銷量的增長卻是實打?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力方式，差異于燃油系統(tǒng),，新能源汽車用三電系統(tǒng)來提供動力,。所謂三電系統(tǒng)指的是由電池、電機,、電控所組成的系統(tǒng),。
三電系統(tǒng)帶來的最大改變就是車規(guī)半導體數(shù)量顯著增加。長遠來看,，電動化,、自動化、數(shù)字化三大方向促使新能源汽車的成本結構發(fā)生了本質(zhì)變化,。
現(xiàn)階段,，新能源汽車對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)動機約占汽車總成本的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,，僅電池一項達到汽車總成本的35％，電機,、電控占剩余的30％成本,。
電池系統(tǒng)控制化學能轉(zhuǎn)化為電能；電機系統(tǒng)在接受電能后將其轉(zhuǎn)化為動能,，驅(qū)使汽車前行,；電控系統(tǒng)則是電機的控制器,，由逆變器和控制器兩部分組成，逆變器負責將直流電轉(zhuǎn)化為交流電,，控制器則是通過控制變頻器頻率的升降來實現(xiàn)加速和減速的功能,。
整個三電系統(tǒng)中，涉及到多次電能轉(zhuǎn)換,，就需要通過大量的功率半導體來實現(xiàn),。據(jù)國際咨詢機構羅蘭貝格測算，動力系統(tǒng)的改變將會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,。
具體來看，雖然內(nèi)燃機被更替,，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化的進程而顯著增加,。對于電動化很低的微混汽車而言，IGBT組件的個數(shù)僅為2－3個,，而隨著電動化程度的加深,，馬達功率在120kW以上的電動車IGBT組件的個數(shù)可能達到150個。
這還僅僅是電力系統(tǒng)帶來的車規(guī)半導體數(shù)量增長,，在汽車自動化和智能化風潮下,，雷達系統(tǒng)、傳感系統(tǒng),、計算系統(tǒng)芯片的需求量都將有所提升,。
在燃油車上，車規(guī)半導體應用數(shù)量很少,，當時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載工具的命運,，而成為移動出行大生態(tài)中的核心一環(huán)。
在這個層面上,，汽車芯片需求量迅猛增長將成為必然趨勢,。
／ 02 ／
粘在身上的牛虻
在大自然界中，有一種昆蟲叫做牛虻,，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,，但實則身上卻早已經(jīng)粘附了很多的“牛虻”,。
“碳中和”趨勢之下,，新能源汽車有望成為增速最快的賽道，也是我國重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)方向,。
據(jù)工研院產(chǎn)科國際所數(shù)據(jù),，從2018年開始，中國就超越日本成為全球新能源汽車銷量第一的國家,。最新的2021年數(shù)據(jù)顯示,，中國、日本,、美國,、德國、英國分別是新能源汽車銷量占比前五的國家,。其中,，中國以32．5％的市場占有率，遙遙領先于日本的17．9％和美國的16．3％,。
未來五年,，中國電動汽車銷量預期將從2020年的約100萬輛增加至2025年的420萬輛，將超過美國及歐洲電動汽車銷量的總和,，并將長期保持20％以上的行業(yè)增速,。
傳統(tǒng)燃油車時代，發(fā)動機就一直制約著我國汽車行業(yè)的發(fā)展,，在電動車拋棄發(fā)動機后,，實際上中國車企已經(jīng)與世界豪強站到了一個起跑線上，因此我們才會看到中國新能源車企的迅猛發(fā)展,。
然而,，雖然發(fā)動機的瓶頸消失了，但我們卻落入了車規(guī)半導體的新困境之中,。
一輛新能源汽車中,，功率半導體的自主率僅為8％，儲存芯片的比例也為8％,，信號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％。整體來看,，中國車規(guī)半導體的自主率在8％以下,。
我國不僅是世界上最大的新能源汽車生產(chǎn)國，同時它還是最大的車規(guī)半導體進口國,。
海關進出口數(shù)據(jù)顯示,，2019年中國集成電路進口金額達3040億美元，超越原油成為進口依賴度最高的產(chǎn)品，而集成電路出口金額卻僅為1100億美元,，貿(mào)易逆差達到驚人的1940億美元,。
新能源汽車爆發(fā)，車規(guī)半導體無疑是受益最大的一環(huán),，而我國的車規(guī)半導體卻絕大部分采購自海外,。正是由于缺乏自主替代能力，因此在海外疫情發(fā)生時,，我國汽車產(chǎn)業(yè)鏈才會同樣遭受“缺芯”困擾,。
海外半導體公司就好像牛身上的牛虻，吸食著中國新能源產(chǎn)業(yè)鏈的利潤,。
／ 03 ／
“缺芯”是中國企業(yè)追趕的良機
半導體是由美國人發(fā)明的,，并始終掌控者這一領域的控制權。
上世紀80年代,，尼康,、佳能等一批日本企業(yè)依靠性價比，成功將美國光刻機趕出市場,。在失去芯片制造端話語權后,，美國通過扶持荷蘭阿斯麥公司的方式打擊對手，由此才有了阿斯麥EUV光刻機的絕世無雙,。
中國企業(yè)同樣遭到了歐美國家的封殺,，華為、中芯國際都并未被平等對待,。在芯片發(fā)展過程中,，我國企業(yè)遇到的阻礙遠比想象中的更大。
坦率而言,，目前我們在半導體產(chǎn)業(yè)中的落后是全方位的,，不光是買不到光刻機，在電子特氣,、CMP 拋光材料,、濕化學品、光刻膠,、EDA軟件等多個方面都存在缺口,。產(chǎn)業(yè)鏈的羸弱導致國內(nèi)汽車芯片企業(yè)市場地位較弱，高附加值的產(chǎn)品占比極低,。
車規(guī)芯片雖然沒有計算機芯片那樣復雜，但卻極為考驗產(chǎn)品的穩(wěn)定性,，中國企業(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，需要適應較大溫差,，同時還要克服高振動,、多粉塵,、油漬、多電磁干擾的問題,。
一直以來,，汽車供應商都有著極大遴選慣性，如果一家企業(yè)能夠順利進入到車企的供應商名單,，那么通常都會源源不斷的獲得訂單,，對于車規(guī)芯片來說同樣如此。
一家企業(yè)想要成為全球知名車規(guī)供應商,，就需要通過AEC機構的元器件認證,。雖然名義上這個認證不是強制的，但車企及供應商往往還是認可這一標準的,。
AEC是美國汽車電子委員會的簡稱,，由北美三大車企克萊斯勒、福特和通用汽車牽頭設立,。在基礎本就很弱的情況下,，中國車規(guī)芯片企業(yè)想要逆勢獲得認可難度極大。由此不難看出,，芯片制造是很難依靠單項技術突圍的,，企業(yè)的強大往往依托于背后強大的產(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)芯片對于中國企業(yè)而言并沒有經(jīng)濟效益,，因此很長一段時間中我們做的都是技術附加值并不高的基礎產(chǎn)品。
過去,，國產(chǎn)車規(guī)芯片的痛點有兩個,，一方面是產(chǎn)業(yè)基礎薄弱，整個產(chǎn)業(yè)鏈起步都比較晚,；另一方面,，缺乏賺錢效應，就算做出來也沒有人買,，難以躋身國際汽車大廠的供應商,，缺少持續(xù)迭代的機會。
疫情造成的“缺芯潮”其實給了中國芯片企業(yè)機會,。由于新能源汽車使用全新的動力系統(tǒng),，實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,，中國企業(yè)不缺少制造芯片的意愿，也不缺少資本的助力。但卻受制于技術封鎖,，導致整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈較為落后?，F(xiàn)如今，“缺芯”已經(jīng)不是短時間內(nèi)能夠解決的問題,，在需求不斷增長的情況下,，勢必需要新增產(chǎn)能來解決問題，這就給了我們發(fā)展的機會,。
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)展國家對于汽車芯片發(fā)展的重視。
現(xiàn)階段,，“缺芯”主要是由于汽車電動化造成,，而電動化只不過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,，汽車“含硅量”將進一步上升。
尤其是自動駕駛技術,，從L3到L5階段,，計算量都將指數(shù)級增長，對于芯片算力的要求將是如今的上百倍,。雷達芯片,、傳感器、儲存芯片,、計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果，技術封鎖只會制造麻煩,，阻礙技術進步,。“缺芯”將極有可能成為中國汽車芯片企業(yè)發(fā)展的推手,，從自主替代到走向全球,，或許就在不遠的將來。
