汽車“芯”動上海灘

這一次，魔都不在陪跑。

本文轉載自公眾號：光子星球（TMTweb），作者：張   進，編輯：吳先之

2021年，全球汽車市場正面臨著一次大危機。問題出在芯片上，車企廠商買不到芯片，汽車就造不出來，市場上就沒車可買。

梁靜在一傳統車廠工作，他們公司一直以來都從菲律賓一芯片工廠進貨，后來那邊疫情大面積爆發，廠里的工人死了不少，被迫停工，導致梁靜所在車企也停產交不了貨。

從2019年起，缺芯開始在消費電子等各個行業發酵，到了2020年第四季度，席卷了整個汽車行業，到處是汽車廠商停工停產的消息，行業一片哀嚎。

全行業缺芯，但沒有一次如汽車這般嚴重，全球爆發了車載芯片危機。原因是多方面的，市場對汽車芯片需求預估不足；消費電子搶占市場份額；長期以來全球8 英寸晶圓產能緊張，車用芯片供給緊缺；今年以來，芯片產業天災不斷，意外事件加劇了芯片短缺。

而在這次缺芯危機中，國內芯片廠商失去了“名字”。

對于汽車而言，芯片是所有功能得以運行的“大腦”，一輛汽車需要500-600顆芯片，隨著汽車轉向電子式發展，據了解，2021年平均每輛車所需芯片數量已經達到了1000顆以上。沒有芯片，汽車寸步難行。國外汽車芯片廠商依托在傳統MCU芯片領域建立起來的絕對優勢，依然占據汽車芯片市場的主導地位。公開數據顯示，目前全球車載芯片的前五大供應商是英飛凌、恩智浦、瑞薩電子、德州儀器和意法半導體，五家企業占據著全球汽車芯片約50%的市場份額。

根據中國海關總署的數據，2019年中國的芯片進口額達到3055.5億美元，出口額為1015.8億美元，芯片貿易長期處于逆差狀態。在麥肯錫的報告中，中國相關科技企業大部分市場還是在國內，器件的一級供應商50%以上都在國內，半導體是個例外，只有5%的芯片一級供應商在國內。

根據中國半導體行業協會設計分會統計，2020年國內的芯片設計企業達到了2218家，比2019年的1780家多了438家，數量增長了24.6%，主要分布在北京、上海、深圳。

上海正在變硬

過去20年在中國崛起的絕大多數巨頭公司，都選擇在一線城市安營扎寨，北京有百度、字節跳動、京東、小米等；深圳有騰訊、華為、中興、大疆等；廣州出過網易、UC瀏覽器、歡聚時代、唯品會、小鵬汽車等。

但說起上海，精致、小資生活成為年輕人向往的魔都之外，也是在最近幾年，才有一些新興互聯網公司入駐，例如拼多多、攜程、嗶哩嗶哩。

可以說，在中國的科技發展史上，上海一直陪跑。但隨著芯片大熱，人們發現小資和硬科技居然聯系上了，很多芯片龍頭企業都坐落于此。

因為交通發達，長三角成為中國半導體發源地之一，歷史可追溯到上個世紀60年代，如今已成為全國為數不多擁有完整芯片產業鏈的城市集群，其中尤以上海、無錫、蘇州為代表。

其中上海更被稱為“芯片走廊”中的起始端，迄今已匯聚了多達700余家半導體企業。去年，上海集成電路產業銷售規模就突破了2000億元，到今年這個數字有望增長到2440億元。

截至目前，國內半導體公司中市值超過千億的有11家，其中注冊地為上海的就有四家，分別是中芯國際、韋爾股份、華潤微、中微公司，北京有北方華創和兆易創新，其余都散落在無錫、福建、天津等城市。

楊天所任職半導體公司便坐落在這座城市，主要從事消費電子和車載等芯片的生產。

在他看來，芯片企業在上海聚集，就跟“商圈”的形成一樣，當年一些業界大公司選擇上海落戶，其他芯片企業跟隨大佬的腳步，也進駐上海。“在上海芯片的這個圈子里，方便企業間技術交流，資源共享，促進共同發展，當別人說起中國半導體，就會想起上海半導體”。

當電商、短視頻等互聯網行業發展進入成熟期，如AI、芯片、VR等硬科技成為風口，錯失了我國科技發展的互聯網階段，上海開始在芯片等硬科技領域散發“魔力”。

1985年，第一塊64K DRAM 在無錫國營742廠試制成功，“中國芯”跳動了三十多年。今天，汽車缺芯危機爆發，被看作是國產芯片的一次機遇。

對于國內汽車廠商，這并不僅僅是一次行業誤判和突發事件的疊加，更是一次警示，上汽、福特、蔚來、小鵬等頭部車企紛紛感知到缺芯對于產能帶來的影響，一旦國外斷供，國內車企只能等待。在這背后，國內車企缺芯暴露出礁石——長久以來我們依賴國外芯片太重。

在這次危機中，楊天所在半導體公司芯片訂單暴增，而芯片價格更是從2019年開始，逐年上漲了30%-40%，“但有訂單也沒有幾家能接得住，沒那實力”。對于國內芯片廠商，這是一次機會也面臨著無限挑戰。

未來，在北京與深圳多年的“中國硅谷”爭奪賽中，上海依賴芯片產業發展有望獲得提名權。

芯片風口涌進汽車行業

汽車缺芯危機爆發后，龔強所在公司戰略便發生了變化，“在車載芯片領域，以前只能生產傳感器、存儲器等中低端芯片，現在，管理層看到車載芯片勢必是行業未來的風口，已經在加大力度投入車載芯片。”

兩個月前，他所在半導體公司便忙著去申請芯片領域的一個認證，通過之后才有資格量產該款芯片。

據了解，2021年上半年國內芯片相關企業新增1.88萬家，同比增長171.8%。

當車載芯片開始成為風口，許多國產芯片企業也開始轉向該領域，爭做行業內第一個吃蛋糕的人。但這塊蛋糕很硬，很難啃。

上海的又一芯片廠商壁仞科技，在宣布進軍車載領域的同時，在車企芯片危機爆發后，于今年11月宣布進入自動駕駛芯片領域。自動駕駛芯片被稱為芯片中的“珠穆朗瑪峰”，代表了最高的技術挑戰。

一直以來國產車企大多選擇外購芯片，在這次芯片危機中，開始出現變化。“從2020年開始，陸續有一些車型在尋找比較穩定的國產芯片廠商，但實際的評估下來，很少有符合的”，一位國產芯片廠商員工告訴光子星球，“之前我們公司來了幾家車企，想要尋找可替代的IGBT芯片，但最后都失望而歸，因為工藝跟國外確實還有明顯差距”。

因為有關人身安全，汽車廠商對車載芯片要求更為嚴格，當危機發生時，國產芯片廠商集體失聲，面對汽車行業的危機，我們目前還不能自給自足，無“國貨”可補位替代，非常被動。

按照技術實現難度，車載芯片可分為三個梯隊：第一梯隊是高性能、高工藝的芯片，屬于技術梯度最高的芯片，典型代表是各種AI芯片、主控芯片。隨著智能網聯汽車的發展，對此類芯片的需求會越來越大；第二梯隊是MCU微控制器，在汽車上用得最多，目前最缺的也主要是這類芯片；第三梯隊是功率芯片、通訊芯片、傳感器與執行器、存儲芯片等，屬于低算力、工藝要求較低的芯片。

每個梯隊之間都隔著‘一堵墻’，各種車規級認證便是這堵墻的顯現。要進入車輛領域，打入各一級(Tier1)車企大廠供應鏈，做核心車載芯片產品，首先要取得各種車載芯片的車規級認證，這是入場券，如AEC-Q100等一系列AEC-Q規范，目前國內能取得相關認證的半導體企業不多。

同時，中國汽車芯片的測試和認證體系尚不完善，相關行業標準缺失，與國外的芯片產業相比滯后近十年。

“在車載芯片領域，中低端已經可以實現國產替代，高端以及核心的目前很難。”楊天所在芯片廠訂單暴增，比前兩年翻了幾番，但工廠效率難以提高，十一月生產的還是今年2、3月的訂單。

從晶圓制造到封裝測試，這家國產芯片廠商可以包攬整個流程，但也只能生產一些低端車載芯片。

“很多客戶跟我們講，不只是車載，全行業都面臨缺芯難題，國內大多數車載芯片制造廠商，只能完成封裝或測試這一個環節，在晶圓制造、設計這些關鍵環節并不能完成。”

“據我了解，業內也有幾家本土企業正在轉型車載芯片，但注定艱難，很多核心芯片的車規級認證，我們公司也過不了，所以只能做一些第三梯隊的輔助配件，高端車載芯片做不了。”楊天向光子星球分享。

目前，國內汽車芯片廠商非常多，但掌握核心技術的不多，該核心技術主要包括在MCU微控制器和自動駕駛芯片的量產。國內芯片的測試場景目前停留在車窗、鑰匙或是空調，即跟人身安全沒有很大關系的地方。“出了差錯頂多也就是短路故障，但不至于出現交通事故，不會造成任何人身安全。”一位業內人士這樣說。

車載芯片不同于其他芯片，更注重安全性、穩定性，所以對于工藝要求很高，有著嚴格的車規級認證。

要取得車規級認證，大量國內芯片廠商工藝并不達標，而影響工藝的主要集中在晶圓制造和設計。從手機到汽車，國內經常被稱為“卡脖子”的核心技術，主要是晶圓制造和設計，都把握在其他公司手中，在制造環節，幾乎所有高性能汽車芯片均由臺積電和三星代工。從芯片設計來看，IC設計和創新的主場地依然是美國。

據市場研究公司集邦咨詢發布的2021年第一季全球前十大芯片設計公司營收排名來看。中國臺灣3家，分別是聯發科、聯詠科技、瑞昱半導體，華為的海思公司此前在全球芯片設計公司中排在前十，但在遭遇禁令后，營業收入下滑明顯。

一顆芯片的生產過程包括設計、晶圓制造、封裝、測試各個環節。自1987年以來，芯片產業全球高度分工，歐美主導設計等上游環節，東亞負責制造和封測等下游環節。而只有在封測環節，中國臺灣和大陸占據領先地位。

整體來看，截至目前美國、日本、歐洲、中國臺灣地區形成對上中游核心產業全覆蓋，依靠技術自主可控壟斷半導體產業。

“要跨過三個梯隊芯片之間的每一堵墻，需要從芯片制造的全產業鏈進行升級”，一位業內資深人士稱。

車企進入，芯片廠商不再孤軍作戰

“之前我們同行經常在一起私下討論這個問題，對比國外，國內芯片晚了至少十年，”芯片工程師許文曾經去深圳、上海參加一些半導體工藝展，“跟國外的相比確實差距很大，老外的產品一拿出來的，真的是眼前一亮，相當震撼的，我們短期內比較難撼動”。

“國內真正在核心技術上下功夫的不多，大多集中在封裝測試，還有一些所謂的‘二道販子’，他們買產品回來貼牌出售。”一位芯片代理商稱。

在供貨緊張之前，即在2019年之前，張路所在芯片代理銷售公司的國內芯片客戶很少，內部可數的就三、五條銷售線，占的份額也很少，在公司銷售額中都沒單獨拿出來看的。

后邊交期緊張以后，歐美芯片廠家開始對國內供應有一些限制政策，缺芯也越來越嚴重，下游企業開始感受到危機。“一些國企和大公司，比如海信，他們都會有一套方案出來，要不要自研芯片，怎么做？”

政府對計劃自研芯片的企業還有獎勵措施，國產芯片必須得要做的，張路認為，這對于國內芯片廠商是一個機遇， 主要看誰能活下來。

這個行業需要大量持續的技術研發、資金投入，這也是一個投入大、回報周期長的領域。很多企業熬不到上市那天，因為資金鏈斷裂就都消失了，比如2019年芯片風剛刮進國內，創業型芯片公司如雨后春筍般出現，之后芯片企業破產的新聞便層出不窮。

因此，國產替代是一個異常艱難的長期工程，不是一兩年就能完成的風口。隨著汽車趨于電動化、智能化，即便疫情恢復，短期內缺芯局勢形勢很難扭轉，缺貨將會持續，供不應求。

基于此，面臨缺芯帶來的影響，各車企不得不開始在國內尋求合作伙伴或者芯片供應商。“從19年開始，我們很多車企客戶看到機會，無論是國外品牌還是國內品牌，只要能用的，他們都會開項目來做測試。”一位從業者稱。

奇瑞汽車是許微所在公司的長期合作客戶，購買一些低壓MOSFET、低壓大電流的Diode等器件較多，核心芯片都從國外廠家購貨，“但在這次危機后，高壓大電流也開始使用我們的產品了”。

“選擇國產芯片，一方面是價格，一方面要產品好， 還有可能選擇相信國產的一個信念，”在許微看來，很多車企都想著，未來在國內市場，必須要有一個穩定發展，逐漸替代國外，在國內去找合適的芯片供應商。

對于國內芯片的發展，采用先拿下中低端芯片，簡單的一些配件如MOSFET，再積累經驗做高端核心芯片。“只要起量了，那國產成本肯定會比國外的更低，單個的成本是很高的，只有起到一定的量級以后，才能把成本來攤薄。”

國內芯片正在逐步突破，先從車窗這種中低端芯片，再到核心芯片。想引進一個客戶，贏得他們的信任，從邊緣芯片到核心芯片，需要一個一個新品的試用。“邊緣的做得好了，穩定性、安全性都能達到要求，也會有給與更多機會愿意試用我們更高端的芯片，”一位芯片供應商這樣認為，“要形成一種循序漸進的一個合作關系，當我們的芯片還比國外的要便宜，而且穩定性也不錯，車企慢慢才會轉向國內企業”。

“這對國內的芯片廠家確實是很好的一次契機，國內也起來了一些芯片廠，包括針對新能源的比如說碳化硅的項目，業內前三的有英飛凌、意法半導體，國內就是中車株洲，與華為合作的一套軌道交通方案，就做得很好，一部分車廠已經驗證過他們的方案，有驗證通過了。”一位芯片從業者告訴光子星球。

不像其他工業品或消費品，國產車載芯片仍處于爬坡階段，以前遇到問題，芯片行業會自行消化，但現在，車企在芯片供應鏈上的作用被放大。

Wind數據顯示，目前國內汽車行業中車用芯片自研率僅占10%，90%汽車芯片都依賴進口，但同時國內汽車市場占據全球三分之一。經歷了此次危機，各車企開始重新思考他們在整個產業鏈上的位置。車企開始尋求自救。

楊天所在芯片企業準備明年上市，此前投資方中的七八家，僅有兩家來自車企投資，余下幾家全是他們的上中游客戶，包括材料提供商、供貨的其他芯片公司。在這次危機全面爆發時，又有幾家車企正在洽談投資事項，“他們覺得我們的芯片在國內還算不錯，有發展潛力”。

此外，總部位于上海的蔚來、上汽這些車廠前期也以投資的方式，正在逐步參與進芯片產業鏈中。

隨著汽車廠商的加入，給國產芯片帶來轉機，他們有更多資金、人才、技術上的投入，有希望改變芯片廠商孤軍作戰的困境。

與此同時，每個車企都希望擁有自己的芯片制造工廠，但實踐了才發現整個過程很難。之前楊天公司車企客戶，也想要做自己的芯片，但嘗試了之后才發現芯片完全比想象的要難很多，奇瑞便是其中一例，“即便做完驗證以后，至少需要半年或一年后才能正式應用，可以做，但沒有那么快，是在完善過程中”。

同時，“一輛車需要上千顆芯片，就整料單報下來，成本不會低，車企不會自己都做，基于核心部件會考慮自研，但沒有達到一定量級的話，這個研發成本也是一大筆投入。”一位業內人士稱。

未來，隨著汽車行業不斷發展，越來越多車企加入自建芯片廠的序列，將核心芯片把握在自己手中。

芯片廠商和車企的合作將會愈發緊密。目前，上海的車企也是中國最多的，包括蔚來、上汽、威馬、高合等國產汽車公司總部落戶于此，小米、理想等公司也都在上海設立了辦公室，這里還是很多跨國公司的中國總部，如特斯拉、福特、沃爾沃等。

越來越多車企將眼光瞄準上海，踏進“芯片走廊”，共筑汽車半導體。這個常年陪跑中國科技發展的魔力之都，也將開始向世界展示它的“魔力”。

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