芯片制造技术，芯片制造环节

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200万辆、500万辆、700万辆和1094.3万辆。AFS对全球汽车市场累计减产的估计越来越悲观。

芯片短缺只是问题的一小部分原因，钢铁、塑料、树脂等大宗商品的暴涨和供应短缺也是车企削减产能的重要原因。

稍后将写一篇单独的文章，讨论大宗供应短缺迫使汽车企业减产的事实。今天就来说说芯片产能不足对整个市场的影响。

很多人喜欢把本轮芯片危机的爆发归结于疫情初期对行业集体需求的误判。

去年初，国内汽车销量恢复到15年前的水平，保守情绪蔓延全行业。据此，大部分汽车公司将零部件需求下放到一级供应商，供应商将这一需求传递给上游芯片厂商。

因此，代工企业进一步将产能转移到消费级芯片，最终在汽车市场重启半年后，行业陷入无芯可用的局面。

听起来很合理，但是参考时间线不够长。事实上，芯片大规模短缺始于华为被制裁之后。短期内，被制裁方开出高价让晶圆厂的优秀教师自己大量下单，导致下游行业出现恐慌性备货和供需无序。

自2020年9月以来，这种情况有所缓解，因为华为无法向TSMC等公司下订单。

整个半导体行业的供需失衡还在继续。先进制造工艺的神奇无需赘述，它是历史舞台上铸造模式的推动者之一，为TSMC带来了数年的辉煌。

长期以来，8英寸晶圆一直被认为落后于生产线，其关键设备也面临停产的困扰。SEMI数据显示，全球8英寸晶圆生产线数量在2007年达到顶峰，随后开始下降。直到12年后，世界上只剩下191条生产线。

毫不夸张地说，这次芯片危机是过度宣传制造工艺的不良后果之一。

00到1010，8寸晶圆缺货的消息传了很多年，从2015年物联网逐渐普及开始。

随着智能产品和工业/汽车电子应用的快速增长，微控制器、电源管理集成电路和指纹识别集成电路等设备大幅增加。

一般这些都适用于40 nm以上的成熟工艺，甚至还有180 nm和350 nm工艺的组件，可以用8英寸晶圆生产。

在汽车领域，单片机和IGBT是主要的控制芯片，大多采用28纳米、45纳米甚至更落后的工艺。就连号称最智能的特斯拉，现阶段也在使用自研的14nm芯片。

目前并非所有芯片都供不应求，但车载电脑的核心芯片ESP(电子稳定程序系统)和ECU(电子控制单元)供不应求，用于搭载电子稳定系统和智能发动机控制系统的高端燃油车。

虽然每个汽车厂商都会有意识地选择多个MCU供应商(比如奥迪豪华SUV搭载的38个MCU来自7家供应商，本田中型车搭载的20个MCU来自7家供应商)，但在三级供应商中几乎没有选择：市场上7/10个MCU来自同一个代工厂。

汽车在面对代工时处于弱势，大众也不例外。

据路透社报道，大众集团一位高管去年4月通知供应商，下半年汽车市场将出现强劲复苏，提醒供应商做好备货。然而，供应商没有听取公众的意见，他们的生产计划没有进行重大调整。他们直到去年11月底芯片短缺才告诉公众。

表面上最强的铸造厂真的令人羡慕。

既然8寸晶圆这么多年都不够用，为什么代工厂不扩大产能？

因为8英寸晶圆的价格比12英寸晶圆低很多，在晶圆代工厂看来，扩大8英寸产能的性价比更低。

根据TSMC的说法

虽然TSMC表示会加大投资支持汽车客户，但这是一个长期行为，主要是为了迎合汽车行业未来向高性能计算发展的趋势，而不是为了解决目前的供应瓶颈(如果一条年初开工的晶圆生产线要正式投产，最早也要在2023年)。

在这场长达数十年的先进制程淘汰大赛中，超过90%的晶圆厂被淘汰。既然不是先进的制造工艺被切断，为什么包括SMIC在内的一些8英寸晶圆厂没能从中受益？

一个很少被提及的行业常识是，制造工艺并不是衡量芯片价值的唯一标准。与消费级芯片制造过程中近乎疯狂的竞争、驾驶时遇到的振动和冲击、极端条件的测试以及各种液体或粉尘的侵蚀相比，车载芯片的技术要求更加复杂：

它可以承受-40C-150C范围内的温度(消费芯片只需要满足0C-70C的工作环境)，使用寿命往往超过15年甚至30年(消费芯片的寿命周期在1-3年之间，一般不超过5年)，车载芯片的不良率不能高于百万分之一，甚至无限接近于零(消耗。

为了保证车载芯片的安全可靠，进入。

入汽车电子主流供应链体系需要满足多项基本要求：

所以对于后进者来说，想要撼动原有市场是极为困难的。即便是计算机视觉领域的领头羊 Mobileye，也花了整整8年才拿到第一张车企订单，上市则是在成立15年之后。

02 为什么说芯片供应危机是中国的机会？

2009年，中国超越日本成为全球最大的汽车生产国。

直到十年后，六家入围世界500强的中国车企的利润总和，也抵不上一个丰田。

通过产品进出口过程中的“剪刀差”，大量工业制成品的剩余价值从中国流向世界各地。

按照英飞凌2020Q4公布的数据，从燃油车到纯电动汽车，单车半导体的价值量从457美元提升至834美元。现状却是在中国每年2800万辆的汽车市场，国产汽车半导体的产值仅占全球车载芯片收入的4.5%，其中部分关键零部件的进口数量在80%-90%。

而上世纪90年代开始的全球芯片制造产能转移，中国承接了至少1/5个部分。

2004年，我国就提出了加强培育零部件产业，时至今日零部件产业的发展依旧严重滞后于整车。

在国内，Tier 1所需的车载芯片可以通过自主开发和跨境收购的方式有所突破，但Tier 2所需的半导体部件，国产能力几乎为零。

汽车半导体按种类可分为功能芯片MCU、功率半导体、传感器和其他。从价值占比来看，传统燃油车的MCU价值最高，当传统汽车逐渐过渡到新能源汽车，价值量增长最大的是功率半导体。

电动车中，逆变器和电机取代了发动机的角色，其好坏直接影响到电机的功率输出表现和整车的续航能力。目前，大部分电车还是用IGBT来做高功率逆变器及车载充电系统。

反映在过去一年的乘用车销售市场，是燃油车销量的节节败退，以及新能源汽车的高歌猛进（ 01 制程不是衡量芯片价值的唯一标准 中提到过，本轮汽车芯片供应危机主要集中在对制程工艺要求稍高的MCU部分）。

然而当黑暗降临时，没有谁是幸存者。今年6月，中国乘用车销量结束了疫情以来的11连增，同比下降5.1%。

燃油车之后，新能源汽车的销售大盘虽然维持住了过往的增长态势，但增长率先后到达S型曲线的第一个拐点，无论是正当红的特斯拉，还是所谓的造车新势力。

马斯克喜欢在季度末给全员发邮件，用以督促交付。在本季度下发的全员邮件中，他写道：特斯拉制造了很多缺少零件的汽车，需要稍后再添加，这是特斯拉历史上最大的一次交付浪潮。

亚洲的汽车半导体基地，除了日本和中国台湾，还有一个重要支撑区域——马来西亚。经过近半个世纪的积累，这座黄金半岛成为全球半导体产品的第七大出口国，超过50个半导体制造商在当地设厂，贡献了全球后端半导体产量的13%。

当马来西亚政府因为疫情在全国范围内实施“全面行动管制令”，意法半导体、英飞凌、恩智浦和瑞萨的生产都按下了暂停键。这次，小鹏和理想也没能逃过车载芯片短缺的厄运，纷纷下调了第三季度的交付量预期。

为了抢占市场份额，理想向用户提供了一个3雷达版本的车型，并承诺会在12月到明年春节前为车主免费补装剩下的2个雷达。在完成补装之前，暂不开放ADAS中的自动并线和前方横穿车辆预警功能。

学到了特斯拉交付的精髓。但透过乘联会公布的新能源月报，我们证实了不管是纯电动市场，还是插电混动市场，新能源汽车的销量增速都已经开始放缓的事实。

除了比亚迪。

作为国内最不务正业的整车制造厂，他们自主设计与制造的IGBT芯片和模组，已批量应用于比亚迪电动汽车；同样已批量或即将批量应用于汽车的关键芯片还有图像传感芯片、车用MCU、电池管理芯片和IGBT驱动。

在别家因缺芯过得水深火热的2021年，阻碍比亚迪交付的是刀片电池的良品率迟迟得不到改进。

在官方语境中，自研自产芯片使得比亚迪产能未受到缺芯潮的影响。

这是否意味着他们已经从潮水中上岸呢？答案恐怕不那么乐观。

翻看比亚迪半导体四个月前向深交所提交的招股书，公司通过供应链进行境内外采购元器件，前五大供应商的占比数量常年保持在接近30%的水平，其中不乏东部高科、台积电以及先进半导体的影子。

中国的汽车芯片制造业，还有最艰难的一段路要走。但眼下正是最好的机会。

半导体去进口化来到一个不得已而为之的窗口期。在这之前，得益于小农经济的生产模式，比亚迪已经是国内仅次于英飞凌的车规级IGBT厂商了。

03 放弃幻想，特斯拉国产化不过是又一个诱人的「苹果」

特斯拉一直对外宣称致力于实现供应链的本地化。

据外媒报道，国产Model 3和Model Y的零部件中有90%以上来自中国供应商。但他们没有写出来的地方是，这个国产化包含着大量在华投资的外资企业名单。

以及斥巨资运抵上海的各式自动化设备。

他们几乎把所有的研发力量都布局在美国，就连招聘网站上面向中国的职位，也多是生产、交付、销售以及客户支持等边缘岗位。

上一轮在中国享受了超国民待遇的外资企业，在改革开放之后把我们变成了享誉全球的「世界工厂」。

我们赚到了钱，但也失去了很多，唯一学会的道理就是：谁掌握最核心的技术，谁就能获得最大的优势。

如若不然，就会像iPhone的国产化一样，养出一堆等库克临幸的产业链玩家。

一如欧菲光，脱离苹果产业链之后，当季利润就下滑了93.25%，令人唏嘘。

最后，希望大规模的制造能力，不是中国芯片的终局。

参考资料：

• [1].应对2021年汽车行业芯片荒，IHS Markit，2021年
• [2].汽车电子革命系列白皮书，罗兰贝格，2021年
• [3].芯片短缺对汽车行业影响几何，国泰君安，2021年
• [4].如何理解芯片代工权？半导体风向标，2021年
• [5].八英寸晶圆的问题，半导体行业观察，2021年
• [6].从苹果陷阱，到特斯拉幻影 远传科技评论，2021年
• [7].与手机里的芯片相比，做车载芯片会更难吗？X科技实验室，2021年