在車企重金求一顆“真芯”的狀況下,自主芯片公司與國外芯片公司卻站在同一起跑線上,在與時間賽跑的路上,自主芯片公司能否成功替代,成為外界最感興趣的話題。

圖片來源:比亞迪官網

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芯片短缺帶來的影響還在延續、由于芯片持續短缺,全球汽車累計停產數已達299萬輛,而隨著這一問題的持續發酵,最終可能造成全球409萬新車的減產。

甚至,由于持續的短缺問題,有些芯片價格已經上漲五倍之多,芯片市場由“買不到”轉向“買不起”。

盡管中國汽車市場已經成為眾多車企口中“全球最重要的市場”,但依然被芯片技術“卡脖子”。無論手機芯片還是汽車芯片,多年來都為國外企業把控,技術壁壘也好,品牌價值也罷,自主芯片公司成長艱難。

而在車企重金求一顆“真芯”的狀況下,自主芯片公司與國外芯片公司卻站在同一起跑線上,在與時間賽跑的路上,自主芯片公司能否成功替代,成為外界最感興趣的話題。

誰是“危機”主角?

相比手機,汽車芯片更為復雜和多樣。其主要分為8大類,分別為高性能計算芯片(AI芯片/GPU)、微控制器(MCU)、存儲芯片(DRAM/Flash)、 CMOS圖像傳感芯片、顯示驅動芯片、模擬芯片(包括無線通訊的功率放大器、音頻放大器、 傳感器等)、功率元器件、傳感芯片(壓力、流量、慣性、濕度、紅外等)。

而MCU芯片即為本次芯片危機的“主角”之一。不比高性能的計算芯片,MCU芯片在車內分布廣泛,且數量眾多。根據了解,平均每臺車內需要70顆MCU芯片,分別控制著座椅、空調、底盤甚至傳動系統等多個部分。

盡管MCU芯片在車內分布眾多,但得益于電子電器架構的設計難度沒有域控處理器復雜,因此MCU的制造難度普遍低于高性能計算芯片。目前,智能駕駛芯片制程普遍已經達到7nm級別,甚至諸多芯片廠商正在大力研發設計5nm芯片,但MCU芯片的制程仍還集中在55nm、80nm、90nm、130nm、180nm等范圍。因此,實際上,MCU芯片早已形成了成熟的工藝水平,打造起來難度并不大。

擁有自主制造能力,卻要大幅依賴進口

資料顯示,目前國內95%的芯片都來自于進口,這意味著本土芯片供應鏈極為薄弱。但從MCU芯片制程來看,制造工藝并不難,并且自主芯片公司有能力提供該種芯片,據悉中國國產光刻機現在已經能夠量產55nm芯片,但又為何大量依賴進口?

新浪汽車咨詢某芯片公司內部人士表示,MCU芯片在制作工藝流程并不難,但卻對產品質量有著極高的要求。

例如控制著底盤、傳動等汽車核心功能的MCU,一般需要達到ASIL D 安全級別。對產品的穩定性以及安全性擁有著近乎苛刻的要求。因為這部分功能涉及出行安全,一旦發生問題,后果不堪設想。

一般能夠用于這兩種功能的芯片要滿足ASIL-D級別的安全認證。ASIL-D是ISO 26262體系認證中的最高安全等級。

ISO 26262是全球公認的汽車功能安全標準,由國際標準化組織于2011年制定,并于2018年12月正式發布最新版本。該標準對產品的整個生命周期進行評估,涵蓋功能性安全需求規劃、設計、實施、集成、驗證、確認和配置等方面,旨在通過完善的開發流程,將汽車電氣或電子系統故障的風險降到最低,是全球電子零部件供應商進入汽車行業的準入門檻之一。

滿足ASIL-D級別的MCU難點在于ASIL-D的流程認證以及更為復雜的芯片設計。因此,要通過這項驗證,不僅需要進行大量的研發投入,同時更需要的是時間的等待。

一位業內人士表示,要通過這份苛刻的安全認證,需要時間和研發財力的大量投入。例如,主打高性能芯片的國內自主芯片公司芯馳科技通過這項認證就耗時半年時間,但更多企業需要的是一年甚至幾年才能通過。光是這項認證,就已經令很多國產芯片公司望而卻步。

但MCU芯片制造的矛盾點就在于,如此大費周章地滿足產品標準,其帶來的利潤卻不盡人意。

盡管一輛車內擁有上百個MCU芯片,但一顆售價僅為幾十到上百元,而一顆高性能計算芯片的售價可能高達上百美元。兩相比較,二者售價相差高達十倍之多,利潤也因此相差甚遠。

MCU背后的低利潤已經讓眾多芯片廠商望而卻步,而無法形成規模化生產,成本與利潤問題進一步凸顯。

同汽車領域一樣,芯片行業也受品牌效應的影響。過去多年,芯片產業多被國外公司把控,品牌效應的影響讓大多訂單聚集在國外知名芯片廠商手中,自主芯片公司不被認可。“就像汽車品牌一樣,芯片產業也受到品牌價值影響,自主品牌在國外芯片公司面前不占優勢”,某芯片公司內部員工表示。

品牌的影響、高代價的付出與低利潤的回報,讓自主芯片公司生存受阻,而芯片荒的突然來臨,也勢必讓車企如臨大敵。

短缺蔓延消費端,國產能替代成功嗎?

至今,芯片危機仍不見大范圍緩解。業內人士表示,受到預判不足、火災、地震等“天災人禍”的影響,芯片短缺問題將延續至明年1月。而日益明顯的短缺問題甚至已經開始影響消費端,最新消息顯示,芯片荒致300萬輛車停產。

為了應對芯片荒,部分汽車品牌選擇減配的方式保證生產。今年4月,通用汽車宣布公司生產一批不配備燃油管理模塊的輕型和全尺寸2021款皮卡,缺少這一模塊后,新款皮卡的性能和安全并不會受到影響,保障正常生產。

全新一代標致308則通過取消液晶儀表盤的方式,將節省下來的芯片用到更為重要的標致3008車型上。

減配不是長久之計,畢竟消費者并不買賬。在一項關于“汽車減配你還愿意買嗎”的投票中,大部分消費者表示不愿意。因此,芯片問題很快將成為影響銷量的重要因素。

這種背景下,車企急于尋找新的芯片供應伙伴,但國內芯片公司就真的能借此抓住“缺芯”的風口嗎?

其實不然,芯馳科技董事長張強此前接受采訪表示,本次缺貨的MCU芯片覆蓋了從ASIL-B到ASIL-D的各個級別,主要原因還是產能預判不足。芯片產能爬坡有固定周期,不會一下子就上來。但與汽車一樣,芯片是長周期產業,從設計研發到最后的交付往往需要兩到三年的時間。

如此看來,盡管缺芯問題依舊在延續,國內芯片公司如果沒有早做準備,依然難以抓住風口。

但也不代表自主芯片公司完全沒有機會。該業內人士表示,如此大規模芯片短缺問題給予車企巨大警示,不少國內車企開始尋找芯片上的“PLAN B”,而許多自主芯片公司即是他們考察的對象之一。

在剛剛過去的中國第十三屆藍皮書論壇上,主打MCU芯片的上海欣旺微電子副總裁丁丁表示,在車規級芯片方面,芯旺微電子每月交付高達100萬顆芯片。“車企對我們的態度發生了翻天覆地的變化”。

而業內另一家芯片也在體驗著被“重視”的過程。這家芯片公司以高計算性能芯片為主,同時在兩年之前就已經著手布局MCU芯片,目前正在等待合適時機發布。

“以前車企對我們的態度可能只是隨便了解一下,芯片危機開始后,很多車企找到我們,改變了以前的態度,開始認真地考慮我們的能力和指標是否可以為他們供貨。”該芯片公司內部員工表示。

除此之外,缺芯也讓車企看到當前芯片運作模式的弊端。過去多年,半導體生產不斷走向集中,往往多數訂單掌握在少數幾個明星工廠手中。如此一來,極易導致供應鏈失衡,代工廠稍有風吹躁動,整個產業鏈都將遭受影響。

上汽英飛凌總經理王學合將這些決定芯片公司命運的代工廠比作“巴拿馬運河”。“簡單進行類比,它就相當于是阿拉伯的石油或者巴拿馬運河,你把運河卡住了,其他的人都缺。從ADM到代工,我感覺芯片的這種運作模式如果不改變,或者中國的代工廠不起來,這個短缺可能會是一個常態的情況。”

而上文車企對自主芯片公司態度的轉變就已經表明,此次芯片危機已經讓車企深刻認識到了當前模式的不足,希望尋求新的合作伙伴。

目前,國內已經具備代工能力。據悉,中國國產光刻機已經能夠量產55nm芯片,28nm產業鏈也將在1-2年內完全國產化。與此同時,隨著國內不斷加大對半導體產業的投資,完成復雜的芯片設計和通過嚴苛的ASIL-D安全驗證的時間也有望縮短。

若國內芯片公司與代工廠雙雙聯合,加之時空和距離的便捷優勢,或許將是一次巨大的機會。

而從整個產業上講,隨著智能汽車的不斷普及,芯片產業必然走向智能化。對此,黑芝麻智能應用工程副總裁表示,未來隨著汽車由傳統的燃油機械架構跨入新的電子電氣,包括新的智能化汽車的情況,芯片會復現當年電腦、手機領域的發展趨勢,會逐漸變成智能化的過程。

中國在全球汽車智能化中占據優勢地位,智能芯片的演變和崛起一定會在汽車智能化深入發展的背景之下進行,因此,中國芯片產業擁有的優勢是國外芯片巨頭不具備的。就好比地平線李星宇所言“中國有全球最大的智能汽車市場,理應能夠打造出來最大的智能芯片公司。”

無論如何,此次“缺芯”事件都為自主芯片公司提供了突破的機會,即便在目前看來,風口依然“難追”,但以長遠的眼光看,全球舞臺,需要中國芯片產業的崛起。

[責任編輯:陳語]

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