车载芯片：短缺之痛与未来之警
自去年12月全球性汽车“缺芯”引发的不安与焦虑情绪至今仍在发酵与蔓延。除了大众与丰田两家汽车生产商因芯片供应不济而分别关闭了在中国成都与广州的部分生产线外，菲亚特·克莱斯勒日前也停止了在墨西哥和加拿大的轿车工厂生产，同时福特在美国肯塔基州路易斯维尔的一家工厂也陷入空转。不仅如此，日产与戴姆勒公司双双发布公告称，由于芯片短缺，将分别削减在日本和欧洲的汽车产量
许多人都知道手机和电脑离不开芯片，但其实汽车也是芯片的重要承载工具与核心落地场景。大体上说，汽车芯片按功能可分为三类：第一类是负责算力的ESP（电子稳定控制系统）与ECU（电子控制单元），分布于处理器和控制器系统，如中控系统、自动驾驶与辅助系统，以及发动机、底盘和车身控制等；第二类是负责功率转换的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）与MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管），分布于电源和接口；第三类是传感器，主要用于各种雷达、气囊与胎压检测。每个大类芯片下还有若干个分类，因此一辆汽车上往往搭载着上百种芯片，其中ESP与ECU旗下的MCU（微控制单元）分布最广，仅去年全球车载MCU安装量就超过了25亿颗。
在上游芯片供应商与下游汽车生产商之间，芯片长期处于供求紧平衡局面，但新冠肺炎的发生却骤然改写了这种产业链的分布常态。一方面，疫情冲击之下芯片制造企业被动性停工减产，出货量减少，即便可以下线的产能也因供应链的受阻不能依时出库配送，最终倒逼不少晶圆厂和封测厂压缩生产规模；另一方面，汽车生产企业也因疫情大幅降低了产能，直接倒灌成为对芯片供给企业的需求收敛压力，但东方不亮西方亮，疫情引致不少人将居家远程办公作为安全选择方式，电脑、智能手机、游戏机以及智能电视等消费电子产品随之增加，芯片生产企业于是非常顺利地将生产资源切换到这一商业赛道上来。因此，即便是伴随着全球经济的好转，汽车行业出现了超预期复苏并推升了芯片的需求，芯片制造企业也很难全口径地实现供给对接与推送。
相对于手机、电脑等消费电子产品，汽车尤其是小型乘用车本身就是一个小众市场，说得通俗点就是后者的销量覆盖群体比前者要小得多，由此决定了两种产品的芯片需求与适配量根本就不在一个等位级水平上。也正是如此，芯片生产商往往对消费电子产品类芯片都存在着特殊的偏好，而新冠疫情又正好强化了这种偏好，因此哪怕是汽车制造商的芯片订单再度放大，芯片生产企业也难以燃起重配生产线的冲动与热情。另外，出于抢占市场与维护存量客户的目的，芯片供应商可能愿意重新排产或者扩大汽车芯片产能，但即便如此，从设计到制造再到封测，产品交到汽车生产商手上至少需要六至九个月的时间，由此也不难推断，全球汽车行业的芯片短缺周期极有可能贯穿于2021年的大半个时段。
不得不承认的是，芯片行业的资源错配以及市场供求的错位也是导致汽车芯片短缺的更深层原因。就目前来看，全球从事芯片设计的厂商越来越多，但慑于成本与技术的高门槛，从事芯片制造的厂商却越来越少，导致设计出来的芯片无厂商接单制造，产能因此受到抑制，甚至出现台积电董事长黄崇仁所客观描述的芯片设计公司老总为变现产能给代工厂高管下跪的尴尬局面。更重要的是，近年来许多芯片制造商已将资源重点转移到了更为先进、利润率更高的12英寸晶圆片上，直接分解了原有8英寸晶圆片的产能，但市场基于成本和使用习惯的考虑，仍以自己的偏好延续着对老产品的旺盛需求，从这个意义来说，汽车芯片的短缺是一种结构性短缺，只要需求不出现升级转向，这种短缺还会持续与加剧。
更长远地观察，即便是汽车芯片的供给缺口在不出一年时间内得以补平，但整个市场供求紧平衡格局却不会轻而易举被打破，背后的直接原因就是汽车的电子化与智能化。从行业趋势看，汽车从燃油驱动向电池驱动、由“硬件主导”转变为“软件定义”已不可逆转，而随着电动化与智能化的扩展，汽车行业对于芯片的需求口径也会成倍放大。打个比方，汽车智能化意味着汽车对周围环境的敏感度与感知度显著提升，于是传感器在智能汽车中的地位越来越重要，而汽车内传感器数量越来越多，对算力的要求也越来越高，而算力又是芯片提供的。因此，作为未来汽车最重要的基础和驱动力，芯片的单车需求量会伴随着汽车电子化与智能化不断提升，IDC给出的预判结果是，2021年全球汽车领域的半导体市场收入约为343亿美元，2024年将达到约428亿美元，到2030年，每辆汽车的车载AI芯片平均售价将达1000美元，整个车载AI芯片市场的规模将达到1000亿美元，成为半导体行业最大的单一市场。
必须重点强调的是，按照现有全球的芯片设计与制造能力，资源重新分配后汽车芯片的短缺压力势必会得到缓解，但对中国汽车行业尤其是本土汽车制造商而言，这种短期修复并不能说明固有长期忧患的解除，尤其是在汽车芯片供求持续性偏紧的行业环境下，我们所具有的心理不安随时可能演变会被人“卡脖子”的致命绳索，关于这一点，我们已经从华为等企业遭遇芯片断供之痛的客观事实上得到了明鉴，更从中深刻感受到打通与掌控产业链的重要性，特别是我国作为全球最大的汽车消费市场，而且未来还会成为全球最大的智能汽车消费市场，由汽车芯片所派生出的市场敏感度会更加强烈。
公开数据显示，目前全球车载芯片的前五大供应商是英飞凌、恩智浦、瑞萨电子、德州仪器和意法半导体，五家企业占据着全球汽车芯片约50%的市场份额，虽然我国也有一些企业具有芯片设计与制造封测能力，但总体还是低端产品。因此国内汽车芯片市场基本被国外企业所垄断，汽车芯片自给率不足10%，并且在MCU等关键产品上还是100%依赖进口。于是出现这样一种镜像，中国汽车产业规模占全球30%以上，每年2800万辆汽车的销售量，但每年进口汽车芯片的金额超过千亿元，等于全年一半的芯片外汇使用量为进口汽车芯片所占用。而与此同时，在近500亿美元的全球汽车芯片市场规模中，中国仅占4.5%。
实际上，从最近三年的行业状况看，国内汽车产量已出现了连续走低的明显趋势，年均产能减缩规模达到142万辆。在宏观政策层面鼓励与支持汽车消费，同时国内现实需求持续旺盛且潜在需求依然可观的前提下，供给端持续压缩产能尽管有某些合理的选择，但背后是否存在芯片供给压力就值得探究。如果真是这样，对于中国汽车企业而言，芯片的供给不足也许并不只是被动地削减产能那么简单，那种依赖于人的格局不能得到根本性改变，未来极有可能引起全行业的停摆，并失去在全球汽车智能化赛道上的话语权。
的确，从资金投入到技术要求与人才配备，抑或是制造与封测能力的积累，实现芯片的自主化与国产替代都是一个非常痛苦与漫长的过程，任何急于求成都很可能导致功亏一篑。因此，无论是汽车生产企业通过产业延伸进入芯片设计与制造，还是第三方专业芯片生产服务商，都必须优先强化技术与资源禀赋的积淀，耐心练就扎实的基本功。与此同时，与国外芯片设计制造商的合作固然可以成为一种策略性选择，但绝对不可以因此萌生“弯道超车”的希望，因为独占技术与蚕食市场是所有国外资本的本性，控制不好可能导致“弯道翻车”。对于中国企业而言，在顶层设计搭起的“中国汽车芯片产业创新战略联盟”平台上协同共举才是最靠谱的战略出路。