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新能源车有钱也买不到?没有一个芯片是无辜的

叁夭夭 算力智库 2024-01-09


今年汽车圈很火的一个段子,说是想买比亚迪车就必须得等。不少消费者表示:“钞票准备好了,但车却没准备好啊!”


新能源车交付难已经成为一种普遍现象,据悉,目前比亚迪车型交付周期通常为5-6个月;新势力御三家“蔚小理“交付周期基本为2-3个月;而零跑车型交付周期更长,不少准车主表示等待已超半年。“谁先排产就买谁,买到哪个算哪个”,消费者已经不得不开始撒网式下单。


新能源车“一车难求”的窘境,并非朝夕,除了受制于动力电池供应外,缺芯亦是量产路上的“老大难”。


减产涨价潮,没有一个芯片是无辜的


根据汽车行业数据预测公司AutoForecast Solutions(简称AFS)的最新数据,截至今年10月9日,由于芯片短缺,今年全球汽车市场累计减产约353.71万辆汽车。AFS预测,到今年年底,全球汽车市场累计减产量将攀升至436.35万辆。


最近,丰田汽车表示,由于半导体短缺,该公司再度调整其10月份全球生产计划,将产量从约80万辆下调至约75万辆。本田汽车也表示本月将被迫削减其两家日本工厂的产量。大众汽车集团首席财务官Arno Antlitz则直接预计芯片短缺将持续到2024年。中国一汽集团党委副书记王国强也坦言:现在全球车规级芯片依然紧张,未来还会呈现相对持续的趋势。


车芯短缺造成的直接后果便是开启又一轮减产涨价潮。相关数据显示,新能源汽车消费价格已连续多月上涨,以8月份为例,新能源汽车的市场交易均价为18.07万元,相比去年同期上涨了1万元。其中纯电动汽车的市场交易均价为17.39万元,同比上涨2.26万元。


AFS全球汽车预测副总裁Sam Fiorani也直接表示:汽车制造商继续以“牺牲”低价汽车生产为代价,将芯片优先用于利润较高的车型,会导致汽车交易价格上涨。有业内人士直言:“对于车企而言,在产能有限的情况下,肯定会优先排产那些级别更高、利润更高的车型。反之,一些售价相对低的入门级新能源车,就有可能成为炮灰”。


低价车被“刀”,热销车型价格居高不下,压力给到消费者,缺芯之疾正在钳制着整个汽车产业链。


缺芯的真相:

将鸡蛋都放在台积电的篮子里


为什么车用芯片长期供不应求?


首先在于汽车芯片的特殊性,我们知道汽车芯片种类繁多,主要分四类:一是功能芯片,主要是指MCU(微控制器芯片)和存储器,其中MCU负责具体控制功能的实现,承担设备内多种数据的处理诊断和运算;二是主控芯片,在智能座舱、自动驾驶等关键控制器中承担核心处理运算任务的SoC,内部集成了CPU、GPU、NPU、ISP等一系列运算单元;三是功率半导体,主要是IGBTs和MOSFETs;四是传感器芯片,包括导航、CIS和雷达等。


而我们高喊缺芯的主角,便是MCU,同时应用于自动驾驶、智能座舱的高性能算力芯片,也在缺芯行列。


汽车是MCU最大的应用领域,传统汽车单车会平均用到70个左右,而新能源汽车则需要用到300多个,这300多个MCU散布于汽车各个部分,包括ADAS、车身、底盘及安全、信息娱乐、动力系统等,几乎无处不在,并且难度一致达到了近乎苛刻的程度,这个难度不仅体现在可靠性,还包括设计寿命需至少20年以上以及高安全性要求上,因为只要1个芯片运转不良,代价可能会是人的生命,这也导致车规级芯片开发、认证和导入测试周期非常长,一般要3-5年,上车门槛高,进入Tier1(一级供应商)或车厂需要进行严苛的认证工作。认证工作主要包括两项,一是北美汽车产业所推的AEC-Q100(IC),二是符合零失效(ZeroDefect)的供应链品质管理标准ISO/TS 16949 规范。


以市占率三成的全球MCU巨头瑞萨为例,上级分包商对于车用芯片的公开要求是:-40~75℃、湿度95%、15~25KV的静电环境中,必须要拥有20年质保,不良率控制在100万分之1以下,这个良率要求是消费级MCU的两百倍乃至上千倍,放到实践中,其要求相当于:零不良率。


来源:ittbank


其次,固化的供应链格局也埋下了“掉链子”的隐患,寡头市场降低了整个汽车行业风险对冲的弹性能力,不得不将“下蛋的希望都寄托在一个篮子里”,比如瑞萨与丰田联盟,英飞凌与德系车企联盟,通过这种联盟,三大MCU巨头市占率达到了七成,这种同盟关系,虽然节约了大量的重新认证、适用和安全成本,互惠共赢,但与此同时也挤压了更多的内生增长空间,新玩家难入,扩产又艰难,并且MCU产品架构具有独特性,找到第二家产品进行替换的可能性不大,因此很容易出现“一家断粮,全体挨饿”的局面。


   不过更核心的归因,还是要追溯芯片厂商们的历史性选择,十年前,汽车芯片大厂们开始走上“去工业化”的道路,产研分离,开启了贯穿十几年的外包模式,选择将成本高,需要人力密集型的生产订单转移到晶圆代工厂,MCU芯片由于价格低廉,自然也不例外,大部分都交给了台积电。


德国的英飞凌早在2009年将65nm工艺的移动设备芯片交予台积电,后在2012年认证台积电的车用MCU工艺,转型幅度更大的是日本瑞萨。2012年,瑞萨断臂求生,裁员万人,车用MCU被外包给台积电,到了最近,瑞萨转移了总计三成的芯片生产任务,其中MCU的外包比例直接达到了九成。


据IHS统计,台积电承包了全球70%的MCU产量,但汽车芯片仅占台积电销售额的5%,等于全球的汽车芯片大厂加到一块,也养不起台积电一座厂,同样的晶圆做消费电子供应利润高,在产线排满的时候,没有晶圆厂会把产能让给汽车厂。


来源:ittbank


这种“轻制造,重研发”的漫不经心,已经反噬到了整条汽车产业链,靠台积电等厂商来转产短时间很难实现,其他代工厂由于车规级芯片认证问题也很难切进去,新建产能“远水救不了近火”,缺芯危机远未止息。


车企要做“链长”


“缺芯”教育后,车厂们开始主动尝试改变传统的供应链合作模式,不完全依托以前的Tier1去维系与芯片厂商的关系,开始选择与芯片厂寻求直接合作,以保证芯片的供应,2021年以来,宝马、福特、Stellantis NV和通用等,都在优化芯片供应链方面,做了主动尝试。比如宝马公司绕过一级供应商直接向晶圆厂下单,在此次缺芯危机中无虞。


可见,在解决缺芯困局上,车企们开始试图突破层级式的供应链关系,直接端对端,统筹掌握供应链主导权。


来源:车百智库


在第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上,全国政协经济委员会副主任苗圩也表示:在车企和车用芯片协同发展的方向上,车企应当担负起“链长”的责任,过去车企基本不关心芯片的问题,芯片的选择、匹配基本上都是一级供应商、二级供应商那里完成,我们动力系统的系统级芯片匹配也是由世界主要零部件供应商按照系统来提供的,所以车企基本上就是一个用户,现在车企不一定都要去造芯片,但是车企一定要懂芯。


这就要求在树状的供应链中,原本只要管好一级供应商的车企,现在要下沉到二级、三级供应商,甚至更细微的零部件供应商上,在供应链中充当协调的枢纽侧,建立大局观。


比亚迪集团执行副总裁廉玉波也认为,车企首先需要转变的是过去对于零部件价值的认知。随着技术进步,智能科技体验将会高度依赖芯片、算法、软件等底层产品的进步,这些二、三级零部件在产业链上下游扮演着重要的角色,车企需要改变过去的议价策略,给予这些零部件相对应的价值地位。


汽车供应链正在走向新的变革,这也意味着车企们过去的“闭门造车”不再奏效,要开始整合关键产业链,自制部分电池和核心零部件,部分零部件外采。进一步加强对芯片企业、电池企业对上游产业链的控制能力,以及对下游的品牌营销能力的掌控。


“车企一定要对自己的发展和芯片的发展怎么样建立起一个跨行业的联合,要有总体的考虑,不能放任自流,这关系到车企的未来,这是个大问题,而只有这种(跨行业联合)建立起来了,才能够形成良好的产业发展生态”,苗圩在第四届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上如是强调。


国产芯的“新机会”


直面缺芯危机,一组严峻的数据对比或许可以说明中国当前的现实。


中国作为全球最大的汽车生产国、消费国,产销量在全球占比中均超过30%,而中国汽车芯片的国产化率仅有5%左右,在比较高端的汽车芯片领域,国产化率甚至为0。


经此缺芯一役,对于中国而言,未尝不是一件好事,本土车企正在寻求自主可控,考虑多供应商策略,给国产芯片“上车”的机会,除了亲自下场造芯,也开始积极扶持国产厂商,协同发力。目前可以看到功率半导体替代正在提速,时代电气、斯达半导和新洁能等公司,车规级产品的渗透率正在提升,国内厂商在32位MCU上已经开始有所建树,包括杰发科技、比亚迪半导体等。


此外,目前在自动驾驶领域,国内已经有华为、黑芝麻、地平线、芯驰科技、寒武纪等芯片公司崭露头角。


来源:ittbank


黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣认为,2025年是个非常重要的时间节点,现在多数关键环节的汽车芯片都已经有本土供应商了,只是未必都已实现批量上车。所以接下来三年是车厂培养本土供应链的关键,也是黑芝麻这样的公司在量产上车和在性能指标上跑赢外国厂商的冲刺阶段。



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