文：赵建琳 朱耘
ID：BMR2004
汽车“芯”痛！
近日，一场因芯片短缺造成的停产危机让人们的目光聚焦在汽车行业上。3月26日，造车新势力蔚来汽车宣布，因芯片短缺，决定从3月29日起暂时停产5天。受此消息影响，蔚来汽车美股一度跌幅超过8%。
缺“芯”的不止是蔚来，2020 年底，大众因车规级芯片短缺 而下调产能的消息将汽车缺“芯”现象带 入到人们的视野当中，不久后，菲亚特克莱斯勒、丰田、日产、本田、现代、沃尔 沃等车企也陆续宣布受车规级芯片短缺影响调整旗下工厂产能。
关于本次汽车缺“芯”何时缓解， 中国汽车工业协会(简称“中汽协”)副秘书长李邵华公开表示，车用芯片短缺是市场供需不平衡的问题，应该要持续到 2021 年三季度才有可能进入新的供需平衡阶段。
而此次延续数月的汽车缺“芯”现 象暴露出的更关键的问题是，车规级芯片高度依赖进口，国产化率低。据中国汽车芯片产业创新战略联盟相关数据，中国 2019 年自主汽车芯片产业规模占全球的 4.5%，中国车用芯片进口率超 90%，国内汽车行业里车用芯片自研率仅 10%。
行动已经发生。2021 年 2 月，长城汽车宣布战略投资国内汽车智能芯片企业 北京地平线机器人技术研发有限公司(简称“地平线”)，正式进军芯片产业。
而十多年前就进入车规级芯片并自研的比亚迪于 2020年12 月 31 日公告拟筹划控股子公司——比亚迪半导体股份有限公司（简称“比亚迪半导体”)分拆上市，以提升多渠道融资能力和品牌效应， 未来比亚迪半导体将以车规级半导体为核心，同步推动工业、消费等领域的半导体发展。
缘何“缺芯”？
《商学院》记者了解到，此次汽车缺“芯”缺主要是应用于 ESP（电子稳 定控制系统）和 ECU（电子控制模块） 中的 8 位 MCU(微控制器)。车规级 MCU 是汽车电子系统内部运算和处理的核心，在汽车电子中用途非常广泛，遍布悬挂、气囊、门控、音响等几十种系统中。
而8位MCU是目前车规级MCU里应用较多的一种规格。按位数分，MCU 分 4 位、8 位、16 位和 32 位，其中，4 位 MCU 基本已经被淘汰掉了，应用较多的是 8 位，“因为 32 位太贵，16 位在很多系统中又显得有些冗余。”博泰集团业务运营副总裁张毅介绍。
此次车规级 MCU 短缺与 2020 年初的新冠疫情有分不开的关系。受疫情影 响，整个电子市场当时都比较悲观，调低了后期市场需求的预测，“一般情况下， 芯片产出需要 9 到 10 个月周期，预测调低后，晶圆投入减少，本应在 2020 年年底要出的那批货就出不来了。”张毅告诉记者。
相比消费类 MCU，汽车类 MCU 对防尘性、温度湿度、可靠性、稳定性等方面要求更高，且都被用在不能出故障的地方，因而其制程要求更高；加上整车厂往往是计划性的购买，且涉及整车成本核算，采购 MCU 时的反应速度与灵活性不如消费类高，导致 MCU 生产商更愿意将芯片生产成消费类卖掉，某种程度上也加剧了汽车类 MCU 的短缺。
另一方面，由于 8 位 MCU 应用广泛， 涉及多家供应商，也许某个零部件厂商的 MCU 供应上了，而另一家没供应上，造成整车厂“按下葫芦起了瓢”；与此同时， 汽车类 MCU 要求较高导致供应商主要集 中于恩智浦、英飞凌等几家具有量产交付 能力、为车企所信任的企业上。
这暴露出一个问题，目前汽车类 MCU 的供应来源主要为恩智浦、英飞凌等国外企业。有资料盘点了国内 30 家 MCU 厂商，仅 3 家集中在汽车电子领域， 有能力提供车规级 MCU。而在整车厂方面，比亚迪半导体是最具代表性也是车企里最早进入车规级 MCU 领域的提供商。
2007 年， 比 亚 迪 半 导 体 进 入 MCU 领域，工业级、车规级 MCU 均有涉及， 现有车规级 8 位 MCU、车规级 32 位 MCU 的生产能力。据比亚迪方面介绍， 截至目前，比亚迪半导体车规级 MCU 装车量已突破 500 万颗，不仅可以充分自供， 还有余量外供。不过有媒体提及比亚迪目前的 MCU 实际在跟华为合作，记者求证比亚迪方面，但对方未正面回复该问题。
比亚迪方面认为，随着全球汽车产业进入深度转型期，以电动化、智能化为代表的新一代汽车正在改变原有汽车制造业的供应链版图。“电动化是车规级半导体增长的源动力，新能源汽车单车半导体价值量是传统燃油车的两倍以上并逐年递增；智能化为车规级半导体创造巨额市场增量，带动感知层、决策层、执行层等多样化的芯片需求。虽然在动力电池、电机、电控方面，国内已拥有部分上规模的供应企业，但芯片和电子元器件方面仍严重依赖进口。”
这是为什么？比亚迪方面表示，车规级芯片存在研发周期长、设计门槛高、 资金投入大和认证周期长等特点。做车规 级 MCU 的难度在于要零失效，品质达到 AEC-Q100 Grade 1，使用周期 15 年到 20 年，技术难度远远大于消费电子类芯 片，且车规级 MCU 单个产品的资金投入就高达几千万元甚至上亿元，使得国内很多厂商对车规级 MCU 望而却步。
招银国际证券有限公司研究部经理 白毅阳也持相同观点:“车规级 MCU 验证周期长，一般在 2 年到 3 年左右，一旦完成验证，供货周期就确定下来，而供 货周期一般在 5 年以上，国内做 MCU 本 身就较少，能进入验证的微乎其微，更不要说进供应链了，外资车规级芯片企业具有先发优势，国产替代难度不小。”
记者查询了除比亚迪半导体外，另外三家提供车规级 MCU 产品的公司成立时间，上海芯旺微电子技术有限公司成立于 2012 年，合肥杰发科技有限公司成立于 2013 年，安徽赛腾微电子有限公司成立于 2016 年。而像英飞凌、恩智浦成立都远远早于上述三家公司。
“相对其他车用芯片而言，MCU 是刚需，但同时也是附加值较低、利润空间 较低的产品，且 8 位 MCU 已经是成熟多年的产品了，现在拼的就是价格和稳定性、可靠性，但创新空间很小。”张毅告 诉记者。
公开资料也显示，汽车电动化、智能化的推进正加速车规级 MCU 从 8 位、 16 位向 32 位升级，像 L2 级自动驾驶 一些功能就需要 32 位 MCU 的支持，且伴随先进制程工艺的采用，32 位 MCU 成本逐渐降低，平均售价正逼近 8 位 MCU。对于率先实现 MCU 国产且拥有 32 位车规级 MCU 生产能力的比亚迪半导体而言，未来仍有机会。
自主卡位
这场因车规级 MCU“卡脖子”的危机给国内企业敲响了警钟，如何确保供应链安全，将成为车企思考的重要议题。尽管在车规级 MCU 国产替代上奋起直追面临不小的困难，但对于汽车电动化、智能化的实现而言，车规级 MCU 只是其中的一环。
车用芯片还包括与新能源汽车相关的功率芯片和电控芯片，与传感器有关的 MMIC 及 DSP 芯片、存储芯片、自动驾驶所需的计算芯片、车联网相关的基带芯片等等。白毅阳认为，目前在座舱电子、存储和自动驾驶等类别下的国产企业比较多，突围机会大一些。
如比亚迪半导体在2009年推出首款自主研发的 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）功率半导体，服务于新能源汽车发展需求。
而 2021 年 2 月宣布战略投资地平线的长城汽车瞄准的则是高级辅助驾驶、 高级别自动驾驶和智能座舱等智能化技术。资料显示，地平线从事边缘人工智能芯片研发，是国内唯一实现车规级人工智能芯片量产前装的企业，也是行业中的“独角兽”。
但记者也注意到，除了长城汽车、 上汽集团、比亚迪、广汽集团、一汽红旗、 长安汽车等也都是地平线的合作伙伴，比如上汽集团高端智能电动品牌智己汽车已 于 2021 年 1 月 13 日发布高端智能纯电轿车和智能纯电 SUV，新车型已经选用了地平线的车规级 AI 芯片征程 。
正如比亚迪方面所说，智能化为车规级半导体创造巨额市场增量，带动感知层、决策层、执行层等多样化的芯片需求。拥有较强能力的智能芯片企业自然会成为车企的“宠儿”。但随着各家车企在智能化上的不断推进，如何构建差异化竞争优势，形成比较优势呢？记者向长城汽车方面发去采访函，未收到对方回复。
另一个值得探讨的问题是，在汽车电动化、智能化的推进过程中，能看到三股力量，一种是像比亚迪一样自研车用芯片，一种是像长城汽车一样选择与国内芯 片供应商合作，还有一种是自主车企与外企在功率芯片、自动驾驶所用芯片上建立合资公司。自研和外采，究竟各自有怎样的优和劣?
曾有知名半导体公司从业经历，长期关注半导体等领域，现任交银国际助理副总裁的倪经纬认为:“功率芯片因为是分立器件，相对简单，只要符合参数，有生产能力，国产替代速度应该较快；自动驾驶部分国内国外起步速度差不多，出于中美关系考虑，国内厂商优先选择国产芯片的可能性较高，但也要产品过硬。”
在他看来，自研芯片或对外投资有潜力的芯片车企都在推进中，由于汽车逐渐电气化、智能化，芯片用量快速提升， 车企提前卡位产业链很普遍。具体方式要看企业自身规划，比如比亚迪，既生产汽车又生产电池，对芯片需求量就大，定制化要求也高，那么自研就是好出路。
白毅阳则认为，车企一般不会去自研控制芯片，而座舱和自动驾驶芯片方面 可以在预研阶段与 Tier 1(车厂一级供 应商)合作。“车企大部分芯片应该都会采用外购模式，少部分座舱和自动驾驶芯 片会采用自研来满足产品差异化。”
汽车缺“芯”已经将国产替代问题摆到企业面前，“中国车规级芯片需要按 照不同的芯片类型，制定不同的战略。对于传统汽车芯片，中国企业主要补短板， 在设备及人才方面下功夫实现国产替代。对于自动驾驶及车联网相关的芯片，中国企业则需要乘势而为，政府在政策上可以给予一定优惠，扶持一批独角兽，抓住汽车行业转型机遇。但是产品研发周期长， 需要时间积累，产业和资本市场方面一定要保持好战略定力。”白毅阳如是说。
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