芯片一價難求 中國芯“腸梗塞”如何緩解？
作爲中國汽車產業的“短板”，芯片一直掣肘着本土汽車工業的發展，這在當前的缺芯危機中尤爲明顯。
據中汽協最新統計數據顯示，由於芯片短缺影響，今年5月中國汽車產銷分別只有204.0萬輛和212.8萬輛，環比分別下降8.7%和5.5%。分車企來看，諸如上汽大衆、上汽通用、長城、吉利等主要車企均受到了一定的影響，其中吉利，據悉目前因缺芯大約影響了15-20%的新車銷量。
“特別是我們的高端產品，比如吉利品牌的‘雙星’——星越（參數丨圖片）和星瑞，以及領克01、03和05，目前的訂單和終端交付都受到了較大的衝擊。另外極氪001也已經停止接收意向金，對於6月15日之後下定的用戶，要到明年春節以後才能交付”。日前，浙江吉利控股集團汽車銷售有限公司市場研究中心部長蔣騰在接受媒體採訪時表示。
吉利的境遇只是“芯荒”下衆多主機廠和零部件企業的一個縮影。隨着芯片短缺危機的持續蔓延，二季度汽車產業鏈上下游很多企業的正常運轉都受到了較大的影響，爲此目前產業鏈上下游也在積極建言獻策，以助力汽車芯片的自主可控。
“芯荒”下供需失衡被持續放大
藉着智能化、網聯化和電氣化發展“東風”，汽車半導體正迎來前所未有的發展機遇。
據Gartner分析數據預測，2019年全球半導體銷售規模爲4123億美元，其中全球汽車半導體爲410億美元，約佔半導體市場的10%。到2022年，預計汽車半導體銷售規模將達651億美元，佔整體市場比例達12%，成爲半導體細分領域增速最快的部分。
智能化和電氣化加大汽車芯片需求，圖片來源：ZF
然而令人尷尬的是，這個逾600億美元規模的“大蛋糕”，絕大部分被分佈在美國、歐洲、日本等地半導體巨頭吃掉了，中國目前具備一定規模化生產能力的汽車芯片供應商數量雖然也有接近300家，但本土汽車芯片的自給率卻嚴重不足——低於5%。
特別是計算、控制類芯片，如目前芯片最爲緊缺的MCU，據芯片聯盟分析數據，由於長期被恩智浦、瑞薩、英偉達等壟斷，自主率甚至不足1%。通訊類、感知類和存儲類芯片相對較好一點，自主率也分別僅有3%、4%和5%。比較之下，只有功率芯片隨着本土企業的加速佈局，實現了相對較高的自主率，約爲10%，但絕大部分還是要依賴進口。
正因爲如此，伴隨着“缺芯”危機的持續，目前很多本土企業都受到了一定的衝擊。“我們估算了一下芯片短缺對於公司的影響，今年大約多投入了10%~15%的人力和費用來應對缺芯。”日前在第11屆中國汽車論壇上，深圳市航盛汽車科技有限公司CTO尹玉濤透露。
比亞迪半導體漲價函
據悉，這些多出來的運營成本既有來自芯片本身價格的上漲，還包括測試驗證費用以及物流成本的增加等。“爲了保證庫存安全，我們不得不買高價現貨，有些現貨價格很誇張，上漲了幾十倍，這無疑加大了我們的芯片購買成本，另外還有備貨成本。而且因爲有些是芯片物料短缺，我們需要找到新的替代方案，這又會增加我們的測試和驗證費用。最後即便完成生產了，爲了保證產品及時交到客戶手上，可能還會通過空運，又增加了一筆投入。” 尹玉濤進一步解釋道。
這還是有芯片可用的情況。而事實是，由於芯片交貨週期延長，現在很多企業不得不調整生產節奏，甚至停線。“根據最新瞭解到的情況，有些芯片的交貨週期已經超過了40周，平時可能是6到8周，在加上從Tier1到整車廠的時間，現在汽車供應鏈整體的交付週期達到了50周，接近一年的時間。” 尹玉濤指出。
芯片廠沒法按時交貨，導致的結果是，爲保障生產和交付，很多企業紛紛開始在市場上高價掃貨。“我們現在採購芯片，基本上是不惜成本的，寧可花高價也要保住產品的供給，讓用戶早日拿到心儀的愛車。” 蔣騰表示。
即便如此，吉利部分高端產品的正常生產依舊受到了影響。另外，諸如奇瑞星途、奧迪A6和Q5、凱迪拉克CT5和XT6等車型據悉也因芯片供應不足出現了供不應求的情況。“整體來看，二季度汽車芯片短缺將達到最高峰。” 中國汽車工業協會總工程師、副秘書長葉盛基表示。
芯片，圖片來源：博世
對於中國汽車產業而言，自主芯片供應不足的“短板”由來已久。那麼，本土企業在汽車半導體領域集體“失聲”背後，究竟藏着哪些“中國芯”的尷與尬呢？
據國家新能源汽車技術創新中心總經理、中國汽車芯片產業創新戰略聯盟秘書長原誠寅介紹，主要有六點：第一，標準體系不健全；第二，缺乏完整的測試認證體系；第三，技術研發能力不足，包括設計IP、EDA軟件等技術儲備不足；第四，關鍵產品缺乏應用；第五，車規工藝缺乏積累；第六，生態建設嚴重不足。
“以標準體系爲例，現階段中國汽車企業在評價汽車芯片的時候，一般用的是歐美的AEC-Q100/101，但這個標準其實是十九世紀80年代建立的，其中部分要求是基於傳統燃油車制定的。比如要求環境溫度到150度，是因爲發動機艙內溫度較高。但如果是在智能新能源汽車上，由於前機艙裡沒有發動機這樣的典型熱源，是不是還需要這麼高的環境溫度要求，這值得商榷。” 原誠寅指出。
晶圓生產，圖片來源：博世
而在研發生產階段，目前從基本的EDA工具到設計IP ，再到後期的流片、規模化生產，本土的自主化率也是嚴重不足。比如EDA工具，作爲芯片設計的必備工具，全球市場被Synopsys、Cadence和Mentor Graphics三巨頭佔據着95%的市場，設計IP很多則採用的是ARM的方案。另外在基礎軟件方面，本土企業儲備能力也不足。
至於芯片製造，同樣如此。目前國內先進製造工藝距離國際先進水平至少有兩代以上的差距，在面向先進製程工藝的12英寸硅片、特種氣體等方面技術實力依然薄弱，以至於在主控芯片、AI芯片等性能和工藝要求較高的芯片領域，幾乎全部由臺積電、三星等代工。
“另外國內汽車和半導體產業協同不足也是很重要的一方面。芯片產品由於認證週期長、成本高，國外的芯片企業與零部件供應商已經和整車廠商形成強大的綁定關係。而在國內，半導體行業的發展重點都在消費電子領域，缺乏像博世、大陸這樣既對汽車電氣架構非常熟悉，又對芯片製造配套應用非常瞭解的核心零部件企業，以至於芯片供應和芯片上車應用的中間環節存在‘腸梗塞’”。葉盛基分析道。
除了以上幾點，紫光國芯微電子股份有限公司副總裁蘇琳琳指出，本土廠商缺乏在車規芯片領域的嘗試機會也十分關鍵，另外還有人才和穩定資金環境的缺失，也在一定程度上掣肘了“中國芯”的發展。據她介紹，目前國內基本上沒有什麼人做車規芯片，一個企業想做一款芯片，要麼從國外直接引進，要麼就是從頭培養人才，成本非常高。
在投資方面，普通的芯片可能2-3年就能上市，但車規級芯片前期花2-3年做出來後，還要花1-2年做整車適配，加起來就是3-5年的時間，週期特別長。所以對於很多本土芯片廠商來說，車規產品只能算是一個候選項，過去本土廠商並沒有給予足夠的關注。而一旦企業不想投入，自然也就不會去關注它的技術是什麼，更別談量產。
自主突圍重在“芯”生態
在過去相當長的一段時間裡，車規級芯片雖然由外資巨頭牢牢佔據着主導地位，但是得益於全球化供應，中國汽車產業並沒有遭遇過大的芯片供應危機。如今，隨着汽車行業對芯片的需求大幅增長，加之國際形勢的複雜多變，爲芯片未來的全球化供應增添了諸多不確定因素，加強芯片的自主可控成了亟待解決的問題。
具體怎麼落地呢？蘇琳琳認爲加強整車廠與芯片企業的協同十分重要。特別是現在智能化和網聯化發展大背景下，新車、新技術的迭代速度正越來越快，傳統的一環扣一環的開發模式已經越來越難以滿足行業需求，蘇琳琳指出整車廠必須從一開始就關注到上游芯片的，實現雙方的需求對接，纔有可能把供應鏈做得更短更可控。
但這並不意味着整車廠一定要深入到芯片的每一個環節，雖然目前很多整車廠確實在芯片領域進行了深度的佈局，比如吉利、上汽、東風、北汽等。在蓋斯特管理諮詢公司副董事長何偉看來，整車企業在主導計算平臺設計中，雖然處於主導地位，但並不代表車企要深入參加所有的研發環節，而是應該重點把場景解讀好，然後基於場景對平臺各種規格、功能以及設計語言提出需求，以實現平臺和場景應用的結合。
圖片來源：地平線
“另外，車企還應關注後續芯片的迭代更新，合理劃分功能單元以及確定接口標準，以保證汽車全生命週期中芯片的算力支撐。” 何偉進一步補充道。至於分層佈線和芯片合成仿真，在他看來是芯片企業的自留地，這兩個環節要求芯片企業有足夠的技術和經驗積累，並且對整車的差異化影響比較小，更多的是通用性的部分，不建議車企參與。
原誠寅則認爲，在汽車芯片發展方面有6個環節值得關注：第一，完善行業評價標準制訂；第二，加大關鍵技術攻關，包括設計、工藝、封裝等；第三，強化核心芯片研製；第四，建立完整的產品評測認證體系；第五，加大汽車電子電控系統平臺研發，以更好地支撐“中國芯”上車；第六，制訂整車產品集成應用機制。
在此過程中，原誠寅表示生態協同尤爲關鍵，即圍繞整車廠、芯片供應商、汽車電子/軟件、高校院所、行業組織等建立一個“芯”生態，把上下游打通，通過信息共享構建利益共同體。中國汽車芯片產業創新戰略聯盟由此而來。
目前，該聯盟正通過一系列的舉措積極引導“中國芯”突圍。比如今年2月，發佈《汽車半導體供需對接手冊》。6月11日，在北京舉辦了汽車芯片保險簽約儀式。會上，天津瑞發科、北京兆易創新、北京中電華大、北京君正分別與平安財險、中國人保、太平洋財險簽署了汽車芯片產品保險協議，旨在通過開展汽車芯片保險和保費補貼試點工作，以“市場化爲主+政府有限支持”方式破解汽車芯片應用難題，以金融保險手段分擔產業鏈上下游風險和疏通瓶頸。
“下一步我們會把《汽車半導體供需對接手冊》變成一個線上的平臺，並積極推進汽車芯片技術路線圖，汽車芯片標準體系以及測試、製造質量控制團體標準，和汽車芯片測試評價規程的研究。”原誠寅表示。
值得注意的是 ，在產業鏈上下游的共同努力下，目前芯片短缺的情況也在逐漸往好的方向發展。“樂觀預計汽車芯片短供情況將在下半年開始緩解，最終芯片對全年銷量的影響可能會被抹平，2022年年中供應有望恢復正常。”談及對缺芯的預判，葉盛基表示。