造成汽車芯片依舊緊缺的主要原因是什么？這些新規定能否緩解車企“頭痛癥”

2020年爆發的汽車芯片短缺后勁還未消去，從目前市場情況看，雖然市場供需雙方意愿均強烈，但是由于車規芯片成本上升、認證量產耗時長、產能預定周期較長等問題，汽車芯片IDM和一級零部件供應商在與晶圓代工大廠就2023年的產能供應和制造報價談判上不太順利，因此前者在明年想要獲得足夠的產能支持可能不容易。

業界供應商暗示，目前談判較為困難的一項，是就預付款達成一致，雙方并不確定應該投資于共同未來，還是只為訂單支付保證金。

由此看，關于汽車缺芯問題已經到了新的轉折口，汽車產業、芯片產業二者之間的產業鏈生態正在慢慢搭建，如果雙方在此節點能就價格等基本事項達成一致，這或是解決車規芯片短缺的有效一步。

供需端意愿皆強烈

今年芯片產能缺口仍難以彌補

我國在車規芯片方面發展較晚，2021年，國創中心牽頭在工程學會發布了《純電動乘用車車規級芯片一般要求》，首次正式提出了車規級芯片的定義，車規級芯片就是“滿足汽車質量管理體系，符合可靠性和功能安全要求的集成電路”。

汽車領域在經歷了這兩年的缺芯期后，芯片需求得到了足夠的重視，再疊加當下消費電子市場疲軟，代工廠有更強意愿及能力來支持汽車芯片的生產。業界人士稱，實際上，他們非常愿意為汽車或工業芯片解決方案分配更多產能，來著眼于5G、AIoT、新能源和未來汽車應用的長期強勁需求。但想要代工廠這邊供給端與市場需求端適配，還需要一些時間，原因將在下文闡述。

值得注意的是，現在汽車芯片端缺口仍然較大。業界消息顯示，持續到今年下半年，各大車企均有不同程度的掉量和交付延期。日產汽車美國分公司在11月9日表示，供應鏈問題將迫使其在本月降低該公司位于密西西比州的坎頓（Canton）裝配廠的產量。長安汽車董事長朱華榮近日也在中國汽車論壇上表示，今年1-9月，長安汽車因缺芯貴電掉量60.6萬輛。

并且，部分汽車芯片需求量還在持續上升，中國汽車芯片創業創新戰略聯盟副秘書長鄒廣才在11月15日舉行的第四屆硬核中國芯領袖峰會上表示，在典型的新能源汽車各系統中，一般需要400—500顆芯片（不包括二極管/三極管/傳感器），并且未來新車的芯片數量也會因為新功能的增加，導致部分類型芯片數量增加。結合海思在2021年公布的數據中顯示，汽車智能化+電動化時代開啟，帶動汽車芯片量價齊升，預計汽車半導體占汽車總成本的比重在2030年將會達到50%。

近日，博世中國執行副總裁徐大全在“2022博世汽車與智能交通技術創新體驗日”上表示，缺芯的問題還沒有解決，而且明年的預測也不樂觀，很多芯片供應商反饋明年還不能滿足我們的采購需求。

綜合市場情況看，汽車芯片依舊短缺，其中汽車MCU、IGBT等部分類別芯片十分緊缺，且由于車規芯片的量產耗時較長，預計今年芯片產能缺口仍難以彌補。



困難重重

距離供應充足還需要較長時間

車規芯片要求“高可靠性、高安全性、高穩定性”，其需要2—3年嚴苛認證才能進入汽車供應鏈，也因為此車規芯片擁有著5—10年的超長供貨周期。在此條件下，“汽車—汽車電子—整車”便形成了強綁定供應鏈。

當下阻礙車規芯片放量的原因主要還在于車規芯片技術壁壘和研發成本均較高，部分制作車規芯片的成熟制程晶圓和芯片利潤又過低，導致擴產放量緩慢，進一步使得結構性缺芯成為常態。但最為關鍵的，還在于汽車產業、芯片產業之間產業鏈生態還沒有建設完善。

（1）成本高居不下，車規芯片定價難商

業界人士表示，保證車規芯片的質量供應需要付出較高的成本，這也是汽車芯片IDM和一級零部件供應商與臺積電等代工廠遲遲談不下代工定價的原因。

如果代工廠需要將產能轉換為汽車芯片，首先他們需要花費較長的時間完成一系列復雜且耗時的汽車安全測試和規格驗證。其后，為了確保汽車芯片大規模生產所需的良率，還需要付出大量的額外成本。

在這種情況下，IDM或一級汽車零部件供應商希望從臺積電等主要代工廠獲得優惠或固定報價將是一個巨大的挑戰，盡管他們承諾了大訂單。


（2）部分晶圓及芯片利潤過低，廠商擴產熱情不高

芯片也分主流與非主流芯片，對于一些利潤空間較低的非主流芯片而言，大規模擴產風險較大，就如當下對于車規芯片較為重要的8英寸晶圓以及部分功率器件短缺困境一般。

8英寸晶圓主要用于成熟制程及特種制程，其主要工藝制程集中于0.13-90nm，下游應用以工業、手機和汽車為主，主要包括功率器件、電源管理芯片、非易失性存儲器、MEMS、顯示驅動芯片與指紋識別芯片等。

近兩年的汽車缺芯進一步推動了8英寸晶圓的需求上升，但從8英寸的長期發展趨勢看，其產線數量卻是不斷下降的。原因還在于8英寸產線均較為老舊，市場以12英寸為主流產線。許多廠家考慮到8英寸晶圓產線的“年邁”，設備老舊且更新不易（目前8英寸設備主要來自二手市場），且收益不如12英寸晶圓等因素，越來越多大廠將8英寸晶圓切換到12英寸晶圓上來。而且建設投資12英寸晶圓廠的資本支出動輒達到百億美元，對于大部分廠商放棄8英寸就成為必要了。

據外媒報道，現在有一些國際IDM正率先將高利潤的汽車MOSFET和IGBT功率模塊生產從8英寸遷移至12英寸，以提高其在該領域的競爭力，不過距離大范圍投放入市，還需要較長一段時間。

一環扣一環，部分功率器件的缺失，上述8英寸晶圓產能不足也是造成部分功率器件緊缺的原因之一。另外，據供應鏈消息顯示，許多零部件廠商在手訂單指向飽和，由于單位產品利潤并不高，企業考慮到如若擴產，其所需要承擔的設備投資負擔過重，而未來還可能需要承擔產能過剩風險，由此考慮，其維持現狀的可能性較大。

對于上述困境，相關的汽車協會以及業界人士近期也曾呼吁，產業鏈上下游需要進一步溝通，逐漸建立起風險共擔的合作關系。



汽車芯片趨于集成化

通常而言，車規級芯片要對安全性、可靠性、穩定性要求高，從設計到流片技術壁壘高，而且傳統芯片、汽車電子和整車已經形成一個比較穩定的合作格局，短期替代的難度是比較大的。而新能源汽車為國產汽車芯片提供了新賽道。僅從整車的芯片數量來看，傳統車型需要850到1050顆，新能源車型需要920到1180顆。

不過，新能源汽車并非意味著芯片使用量的絕對增加。鄒廣才介紹，隨著未來車的架構和功能在發生變化，新增功能會增加部分芯片數量，而汽車從分布式架構到預控制的集中架構變化，也會導致部分芯片數量減少。

“現在有一個趨勢就是汽車功能的高度集成，一顆主要芯片把外圍配合芯片的功能集成到一個新的芯片里面，也會導致一些簡單功能芯片的數量減少。”鄒廣才表示。

分類來看，在典型的新能源汽車中，功率、控制、電源、通信、驅動和模擬芯片用量比較多，智能網聯的發展也對增加對計算、安全、無線通信、存儲芯片和傳感器的需求；另一方面，隨著域控制器的發展，低端的MCU會被集成到SoC里面，另外，部分功能單一的芯片也可能會被集成到SoC或SBC芯片中。

據聯盟統計，國內目前大概有110家到130家企業開發和生產汽車芯片，公開宣傳顯示， 50%企業實現了量產應用，超過70%的企業供應種類不多于10種。另外，有50多家芯片上市公司宣稱有車規級產品或者量產應用。

“總體來講我們國家的汽車芯片行業還處在春秋的早期，應該說進入到這個行業的企業很多，但是各家的產品類型、數量比較少。”鄒廣才指出，國內大部分的車規級產品僅是初步通過了認證，上車的道路還很長，未來幾年汽車芯片產品一定會批量上市，建議企業在產品布局上要體現自己的產品特色和技術優勢，避免陷入低端產品的無序競爭。

北京首發汽車芯片保險保障機制

當前，國產芯片迎來了重大的歷史機遇期。據統計，到2025年，我國芯片需求量達到130億顆，到2030年達到270億顆，市場需求量巨大。

與此同時，國產芯片發展面臨很多挑戰，比如國內汽車芯片基礎總體上比較薄弱，產業不健全，高可靠、高安全車規級芯片積累少，經驗不足，對汽車場景理解不深，工具鏈不完善等。

“從全球的角度看，車規芯片差不多在整個半導體占比10%-12%。從我們中國汽車芯片市場看，國產的芯片占比很低。”中國汽車芯片產業創新聯盟副秘書長許艷華表示。

許艷華提到，國產汽車芯片之所以發展很慢，一方面是傳統汽車當中，芯片的整車地位沒有那么突出，處于供應鏈的末端；另外，汽車芯片在半導體領域總體占比不是太高，加上國際汽車芯片格局比較穩定，門檻非常高，所以國內發展的意愿不強烈。“但是在智能網聯汽車這個時代，芯片的地位越來越突出，國產芯片上升到國家戰略的高度，如果要發展好汽車芯片，是需要舉國之力的。”

許艷華介紹，從國產汽車芯片的企業情況看，有70多家上市的汽車芯片設計公司，50多家已經有車規產品，或者產品已經量產上車。“但從我們了解的情況看，品類比較少，上車的難度非常大。其中一個原因是汽車芯片要求高安全、高可靠性，在這方面，我們國產汽車芯片積累比較少，設計經驗不足，對汽車應用中的場景理解不深。大家現在都說汽車芯片有了，但是芯片能不能在車上用這是非常重要的問題，是很共性的問題。”

她認為，汽車芯片和半導體領域要深度地融合，不僅僅是簡單的供需關系，應該是合作關系，把汽車芯片導入到整車廠的應用。

為緩解汽車產業“缺芯”，國內汽車芯片產業正探索越來越多的方式完善生態。今年1月，北京市經信局和財政局聯合發布了2022年北京高精尖產業發展資金實施指南，對符合的汽車芯片領域的投保企業，按照不超過相關保費的50%給予補貼。

而汽車芯片保險保障機制，在國內尚屬首次。汽車芯片保險保障機制旨在推動芯片企業、零部件企業和保險公司，開展汽車芯片保險和保費補貼試點工作，通過“市場化為主+政府有限支持”方式破解汽車芯片應用難題，以金融保險手段分擔產業鏈上下游風險和疏通瓶頸，是創新汽車芯片生態的重要環節。該保障機制在北京首發，后續將向全國推廣。


汽車芯片國行標準有望在“十四五”期間落地

11月15日，中國汽車芯片產業創新戰略聯盟副秘書長鄒廣才在2022汽車芯片技術創新與應用論壇時表示，聯盟參與起草的《國家汽車芯片標準體系建設指南（草案）》已提交給工信部，預計該指南的征求意見稿將擇機向行業公開來征求意見，汽車芯片國行標準有望在“十四五”期間陸續落地、研制和應用。

據悉，除了規劃標準體系外，聯盟已經發布了14項團體標準，主導參與制定國家級或者行業級汽車芯片標準3項。另外，聯盟已在北京建立了汽車芯片實驗室，并提出了完整的車規級芯片認證的框架和實施細則。

麥肯錫預計汽車芯片需求與供給矛盾在未來幾年仍將持續。

近日，知名咨詢公司麥肯錫提出，由于供需錯配的存在，預計汽車芯片短缺將在未來幾年內持續下去。麥肯錫分析表明，汽車芯片行業的整體收入可能從2019年的410億美元上升到2030年的1470億美元。自動駕駛、連接性和電動化是推動汽車芯片需求增長的三大支柱，總收入約為1290億美元，占市場總體量的88%。

因此，國家行業標準的出臺將為我國車規級芯片研發、制造帶來重要推動。