芯荒之下,谁在受困?谁在突围?谁在整合?

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芯荒之下,谁在受困?谁在突围?谁在整合?

作者 | 甄 瑶编辑 | Jane出品 | 帮宁工作室(gbngzs)

130年前,世界上第一辆汽车诞生,在长达130年的汽车赛道中,先后历经工业化时代、电气化时代、信息化时代,直到现在的智能化时代。 

时代在进步,技术在革新。当下,5G、人工智能、大数据、云计算等这些技术驱动着汽车发生颠覆性的变化。新技术对汽车业的影响蔓延至处于产业底层的供应链企业。 

工信部原部长、全国政协经济委员会副主任苗圩曾表示,世界汽车工业正在经历百年未有之大变局,在电池、电机、电控方面,我国企业已经形成完整产业链和供应链体系,但“缺芯少魂”一直是中国制造之痛。 

值得肯定的是,在新能源市场,以宁德时代、比亚迪、博泰等为代表的中国汽车零部件新势力,其在电动化、网联化方面达到国际水平。但在以芯片为核心、软件定义汽车的智能化方面,却存在较大差距。 

自2020年下半年以来,疫情、天灾、人祸层层因素叠加,半导体危机持续发酵,一步步推至高潮。这对汽车半导体需求体量巨大,汽车芯片大部分依赖外购的中国汽车企业来说,无疑是一记重拳。 哀鸿遍野的芯荒之下,谁在受困?谁在突围?谁在整合? 2021年10月12日,全球新能源与智能汽车供应链创新大会第二个会议日,一场以“推动车用半导体产业可持续发展”为主题的峰会备受关注,或许就与近期全球性车用半导体供应短缺有关。 

为寻求半导体工业“卡脖子”解决之道,众多半导体行业一线从业者围绕目前行业困境、市场变革和产业升级等内容进行深入探讨。

▍危机持续 

10月12日,中国汽车工业协会(简称中汽协)发布最新一期产销数据显示,9月,我国汽车产销分别完成207.7万辆和206.7万辆,同比分别下降17.9%和19.6%。

中汽协分析认为,芯片短缺一定程度影响了产销量,其中乘用车表现最为明显。

9月,乘用车产销分别完成176.7万辆和175.1万辆,同比分别下降13.9%和16.5%,降幅比8月分别扩大2个和4.8个百分点。 

中国电动汽车百人会数据显示,今年因缺芯导致停产的汽车企业达15家。其中,一汽集团前7个月因芯片问题影响产量30万辆;长安汽车因博世ESP缺口,上半年减产13.4万辆;长城汽车上半年受芯片影响减产超过10%。

此外,多家跨国公司在国外工厂亦受影响。 由此可见半导体供应紧张,已威胁到全球汽车产业供应链安全,在全局范围内导致多家国内外整车集团减产、缩短工作时间,或者停产。 “新能源汽车渗透率虽然在不断提升,但也有成长的烦恼,从2012年开始,燃油车与新能源汽车的芯片使用量差距逐渐拉大。”

蔚来汽车助理副总裁潘昱认为,销量快速增长,市场总体向好,智能电动车半导体供应链的重要度日趋凸显,但在这个过程中也面临非常大的挑战。

▲蔚来汽车助理副总裁潘昱

8月17日,马来西亚疫情暴发,一家工厂减产,逼得某公司一二把手“相约跳楼”后,芯片供应造成汽车企业停产的影响再次加剧。 

麦肯锡发布报告预测,车用半导体日益增长的需求,将长期面临有限的可用供应。由于车用半导体产品的复杂性和特殊性,即便是现有半导体代工厂想扩大产能,至少也需要6个月以上时间。

因此,对汽车行业和汽车企业而言,汽车半导体危机还将持续。 ▍缺芯少魂 在传统汽车领域,车用半导体应用非常有限。但对当下汽车而言,可将汽车看成一个机器人。相关统计显示,目前高端车ECU(电子控制单元)数量已超过79个,成本占比超过50%,未来成本占比还会进一步提高,这对原有电子电气架构提出挑战。 

苗圩在第三届全球新能源与智能汽车供应链创新大会中表示,如果按照功能划分,可将车规级芯片划分为功能型芯片、功率半导体和传感器芯片三大类。

功能型芯片包括CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)、AI(人工智能)、存储芯片等,约占车规级芯片20%。

今后,随着智能网联汽车发展,高运算能力的AI芯片将有较大幅度增长。 功率半导体包括IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、场效应晶体管(MOSFET)和电源管理芯片。

其在传统车中占比约40%,在新能源车中占比达到50%,为目前最紧缺的芯片。 

由中国电动汽车百人会与中国质量认证中心联合完成的《新一代汽车供应链痛点研究——车用半导体篇》白皮书写道,如果按照车用半导体产品分类,可划分为易国产化、难国产化和极难国产化三类。 易国产化,即国内企业有一定技术和能力,但产品质量和生产一致性、质量管理体系有待提升,包含视觉传感器、晶振、存储器件、红外激光器等在内62个车用半导体产品。

预估1-3年内可完成国产化目标。 难国产化车用半导体产品共75个,包含SBC半导体、H桥区动器、电子油门踏板、电平转化等产品。该类产品国内起步晚,具有技术基础薄弱,产品成熟度低等特点,主要集中在涉及车辆功能安全的重要部件上。

国产替代难度较大,需要政府和行业支持,如用3-5年时间,通过一定补助政策进行帮扶,才可能实现国产化替代。 极难国产化问题部件共10个,包含SoC(嵌入式系统半导体)、Autosar基础软件及开发工具等产品。

这些产品在技术、材料、元器件、生产设备、软件、制造能力、专利等多方面存在壁垒,且差距很大,产品供应基本被国际企业垄断,因此国产替代很难。需要国家制定科技战略,如花费5年以上时间突破提升,要较长时间才可实现国产化替代。 “难国产化产品是我们必须要啃的硬骨头,极难国产化产品就是垄断性技术、缺失性技术,比如EDA(电子设计自动化)、光刻等,我们要进行研究和突破。”中国电动汽车百人会新能源汽车研究院副院长高翔说。

▲中国电动汽车百人会新能源汽车研究院副院长高翔

中汽创智科技有限公司CTO周剑光认为,在看到发展机遇的同时,大家也很清楚所面临的诸多挑战。这个挑战主要是,车规级半导体还处于发展初期,汽车产业“缺芯少魂”现状非常突出。 总体看,国内车用半导体产品在整车供应链应用中,具有很强的行业壁垒。 ▍两三年窗口期

硬币的另一面,这也是重塑汽车半导体供应链的一次历史性机遇。 作为全球新车产销量最大市场,我国已具备完整汽车产业链。此次遭遇半导体短缺,国内半导体制造商及汽车企业已意识到自研半导体的重要性,发展高精尖半导体技术迫在眉睫。 深陷车用半导体缺货与涨价双面夹击的汽车制造商们,开始积极探索、布局半导体研发。全球疫情导致缺芯荒正在倒逼中国半导体快速崛起,并且为中国探索本土半导体发展带来巨大风口。

面对半导体对外依赖度过高的窘境,国内众汽车企业已在积蓄力量布局。比如比亚迪为加快研发速度,将拆分半导体业务单独上市。长城汽车与地平线签署战略合作框架协议。

上汽集团联合地平线组建人工智能联合实验室。

上汽通用五菱建立TDC半导体国产化工作小组,推进整车半导体国产化…… 去年10月,吉利集团旗下科技公司亿咖通携手Arm中国成立芯擎科技。芯擎科技自成立以来,已创造出E、AD、V、H四个系列半导体,全面覆盖行车辅助、语音控制等多个智能化功能。 

与此同时,在国内,以地平线、华为、芯驰科技、黑芝麻智能等为代表的公司正在加速拓展。 地平线征程5芯片的发布,意味着与英伟达Orin正面交锋。华为拥有可支持L4级别自动驾驶的高算力芯片和MDC自动驾驶计算平台。可见,这些公司已具备较强国产替代实力。

“今年的芯痛时刻其实是一场压力测试。”

潘昱认为,在这个阶段经历这一场压力测试,从某种意义上是一件好事,可以让大家意识到,汽车企业必须与半导体供应链整体链路上各个环节的合作伙伴加强合作。 

中国电动汽车百人会理事长陈清泰表示,近年来,我国芯片设计企业快速成长,车用芯片设计不断取得新突破。在传统芯片供应链卡脖子情况下,国内汽车企业增强了选择国内企业研发设计芯片的意愿。国内芯片批量装车后,验证效果很好,增强了供需双方对国产芯片的信心。 在国家新能源汽车技术创新中心副总经理邹广才看来,汽车产业链上下游已逐步达成共识,未来2-3年是国产半导体企业的黄金窗口期。但也仅有这2-3年窗口期留给国内半导体企业。 

因此,国内半导体企业需要有清醒的预期,才能稍纵即逝的黄金机遇期。集中力量,加速研发产品和提升自身能力,追赶国际巨头脚步。


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