拿什么拯救你，汽车芯病

　　文 | 金融街老李
　　许多车企和资本同行有个共识：＂5年内，汽车芯片一直会是热点话题＂。去年年底，媒体曝出大众＂缺芯＂后，行业里围绕缺芯事件不断发酵，先是停电导致三星工厂停产，而后长安汽车在第一季度因＂缺芯＂少交付了近8万台车，蔚来也在上周宣布停产调整产能，今天和大家一起聊一聊全球车企为何缺芯？中国汽车芯片差在哪里？车企何时会自研芯片？
　　为何全球车企缺芯
　　提起缺芯，大家会想到中美贸易对抗，美国对华为进行芯片制裁，但本次车企缺芯，和美国制裁没有任何关系。缺芯危机是全球性的，不单是中国车企，国外的大众、通用，甚至是一向以供应链安全为核心的丰田和本田也陷入了缺芯危机。缺芯原因很复杂，但总的来说，上游晶圆产能不足、供需时间错配以及自然灾害是导致芯片短缺最主要原因。
　　在半导体产业中，芯片的制造必须依托于晶圆，8英寸和12英寸的晶圆的应用领域最广，8英寸一般用于汽车，对上游的晶圆厂家来说，投资8英寸的晶圆产能回报率非常低，另外，晶圆产能建设周期较长，新产线的建设大概36-48个月，和汽车设计周期类似，晶圆企业不可能在短期内投建产能，所以全球缺芯危机来临后，我们并没有看到晶圆厂家大规模扩产。由于产能建设周期长，上下游的供需平衡就非常重要，但是疫情打破了节奏。
　　汽车芯片产业链有晶圆企业——芯片企业——汽车零部件企业——车企几大组成部分，去年疫情发生时，各大车企调低了年目标，所以上游芯片企业和晶圆厂家也跟着调低了年初的备货量，进入了稳定产能状态。到了后半年，国内汽车市场快速增长，上游晶圆厂无法在短期内扩大产能，芯片供不应求，一些车企和渠道商线下扫货，囤积居奇，也加剧了芯片短缺。
　　汽车领域是近五年来增速最快的半导体应用市场，目前，单车芯片的总成本超过500美元，高中低端芯片合计超过50颗。随着智能电动汽车的进一步发展，汽车半导体的应用场景将越来也多，对半导体数量和功能的需求也将加大，但问题在于，汽车半导体的供应链基本都不在中国，根据国创中心的数据，国内85%以上的汽车半导体都依赖于进口，几乎没有本土自研芯片，这给芯片供应链安全提出了极大的挑战。
　　汽车芯片需要国家队
　　这一轮的汽车变革浪潮，实际是国家之间科技的角逐，是技术水平和供应链的较量，掌握核心软硬件集成能力的企业和国家将在新一轮的竞争中占到优势。数字经济是中国的未来，数字货币、智能汽车、智能手机、IoT等领域都将对芯片有大量的需求，因此，无论是对经济发展还是从国家安全，建立完善的芯片供应链都是重中之重。
　　和汽车一样，芯片也分为低端和高端产品，本次缺芯危机主要缺少ECU和控制系统的8位MCU。这些产品虽然技术含量不高，但在汽车上应用较多，从控制系统到影音系统，8位MCU无处不在，所以上游断供后，许多主机厂不得不停产调整产能。随着汽车电子电气架构由分布式向集中式演进，传统控制系统的MCU芯片将减少，用于智能座舱和自动驾驶的高算力芯片将成为主流产品。
　　谈到汽车芯片国家队，就不得不提芯片产业的分工，芯片产业分为设计—制造——封装三大环节。
　　工业级芯片多数是28nm以上的技术，比如电视、空调等家用产品，10年前，国内在这个领域完全空白，但近几年已经取得了较大突破，工业级芯片在原材料、芯片设计等领域自主可控。消费级和车规级芯片的发展落后于工业级，手机、汽车领域应用的都是CPU、GPU、AI芯片，对制程和工艺要求高，国内在7nm、5nm等高端产品的设计和制造等领域，还存在较大短板。
　　相比消费级和工业级芯片，车规级芯片要求更高，汽车芯片要在复杂的温度和震动环境下，保证稳定性。
　　此外，自动驾驶芯片还需要做到算力冗余和迭代，因此，在没有上量的情况下，传统的芯片企业很难为车企定制芯片，正如马斯克所说：＂不管是 Mobileye 还是 Nvidia，都无法满足我们的任何能力、研发进度、成本或者功率方面的要求＂，加上此前提到的供应链安全，车企自研芯片也就迫在眉睫。
　　自研芯片
　　中国车企都做特斯拉？
　　所有人都会问，车企自研芯片的动机是什么？第一是供应链安全，第二是产品差异化。华为目前也在开发智能驾驶MDC芯片，保证了国内供应链安全，但各大车企还是倾向于自己开发芯片，从长期看，在智能电动时代，芯片自研将是车企的核心竞争力，车企自定义芯片可以更好地开发系统，对OTA等产品迭代拥有更大的发挥空间，形成产品和生态的差异化，车企自研芯片只是时机问题。
　　特斯拉是自研芯片的典型，在和Mobileye和英伟达分道扬镳后，特斯拉用了3年的时间，自研了FSD芯片，采用了14nm制程，由三星代工，单颗芯片的算力72TOPS，无论是制程还是算力，特斯拉的芯片不算最顶级，但由于芯片自研提高了特斯拉＂软件+硬件＂的协同能力，大大提升了其纯视觉自动驾驶的上限。
　　国内蔚来、上汽等一批企业也曾尝试纯视觉方案，但由于无法实现软硬件协同，天花板非常明显，转而采用激光雷达方案。除了自动驾驶芯片，特斯拉也在开发7nm的影音娱乐芯片，台积电代工，不久的将来，高通820A也将成为特斯拉的历史。
　　国内车企受制于技术和工艺，自研芯片的路线不同于特斯拉。特斯拉完成芯片设计后，只需找三星和台积电等制造商进行制造流片，封装测试后上车使用；国内由于卡脖子问题，没有三星、台积电这样的代工企业。
　　另外，国内车企设计能力尚未成熟，目前多数通过合作的方式切入芯片领域，比如，吉利的亿咖通和 Arm 中国合资成立芯擎科技，构筑芯片产业链，零跑汽车的母公司大华设计了＂凌芯01＂，满足360 全景环视、自动泊车、ADAS域控制等低级的自动驾驶功能。
　　软件定义汽车是全行业的共识，汽车要承载软件，必须有良好的硬件，机械架构已经非常成熟，而电子电气架构的核心硬件是主控芯片，车企都非常清楚主控芯片的重要性，只是时机尚未成熟。一方面，国内高阶的芯片制造方案不够成熟，车企找不到合适的代工企业，另一方面，由于智能电动车没有上量，芯片制造无法形成规模效益，车企在短期内还是得依赖英伟达等企业。
　　目前吉利、比亚迪、蔚来等车企已经通过多种方式开展芯片合作或自研，想让自动驾驶来得更快一些，想让公司市值再往上走，车企只有通过自研芯片，拥有自己的＂海思＂，才能让车企形成＂软件+硬件＂的协同能力，打破所谓的＂特斯拉护城河＂。