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一脸懵,芯片“荒”就要结束了?
2022-06-16 10:25:26

  卡尔·本茨永远不会想到,有一天他搞出来的,深刻改变人类出行方式的汽车,在二十一世纪的第三个十年,会被一个叫芯片的东西,给按在地上反复摩擦。

  这样的实力不对等发生在汽车新四化的时代。电动化、网联化、智能化和共享化,这四个“化”的推进,从汽车的技术、科技、使用模式,乃至供应链集成的发展方向,完全打破了以往的造车模式。而芯片,几乎贯穿了这四个“化”在汽车设计、制造应用中的所有角落。

  一方面,这源于汽车的整体技术从纯机械向智能化的发展趋势中,芯片成为了智能汽车制造的重要组成部分。更重要的是,产业链趋向于全球化,导致严重依赖芯片供应商的汽车企业,因为缺芯而造成了严重的影响。

  缺芯的影响有多大?

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  在芯片荒最严重的去年年中,大众曾关闭了墨西哥与美国的工厂;福特暂停或削减了8家北美工厂的生产;即便是被认为受缺芯影响最小的丰田,也遭遇了停产及生产规模的缩减。当然,停产的远不止这几家企业。当时,英特尔公司CEO帕特·基辛格曾表示,“全球芯片供应短缺可能会再持续两年。”也就是说,芯片荒要到2023年才会有所好转。

  但现实情况是,似乎芯片供货速度的恢复,比原先预计的要早得多。就在最近,包括宝马、奔驰等一众欧洲汽车品牌都宣布拥有了足够多的芯片。而市场也表示,在今年的下半年,汽车制造所用的芯片产量也趋于平衡。

  所以,芯片制造,是怎么恢复的?

可以造,但不优先造

  从2020年开始,芯片制造厂商似乎与天灾人祸紧密关联。这其中包括了东南亚的芯片制造工厂,因为疫情而造成的大面积停工;也包括了美国、韩国、日本等多家全球芯片的重要供应商先后发生的火灾意外。尽管不愿意看到,但我们得承认,这样频繁发生的意外,确实可能成为全球芯片,尤其是汽车芯片短缺的重要原因。

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  目前,智能化程度高的汽车所采用的芯片可以分为三种类型。其一,是担负日常控制功能的MCU芯片;其二,是担负智能座舱、智能驾驶辅助功能的AI芯片;而其三,则是负责传感器、导航等功能的功率半导体。这三种芯片规格不一,制造的难度也不一而足,要说最缺的,可能就是应用在车身、底盘和控制系统上的MCU芯片。

  但如果说这将真正影响到产能,似乎也并没有那么严重。其实在去年,全球芯片的销售额达到了5559亿美元,同比增长了26.2%。与之处于同比例增长的,就是创了历史新高的1.15万亿片芯片销量。当然,这其中包含的是所有类型的芯片,比如手机、电脑等电子产品所需的芯片。

  为什么全球芯片产能并不差,但用在车上的芯片却又缺了很多。我认为其中有几个重要的原因。

  首先,是因为汽车对芯片的需求突然变高。传统燃油汽车,全车芯片总量在500个-600个左右。而随着电动化与智能化的普及,汽车的芯片数量爆发式增长,以小鹏某一款车为例,全车芯片总量达到了1700个。更重要的是,智能汽车的堆料“军备竞赛”依然如火如荼,未来智能汽车对于芯片的需求肉眼可见地增长。芯片产能的下降,以及汽车对芯片的需求的快速提高,此消彼长,形成了巨大的真空地带。

  其次,通常意义上,汽车所用的车规级芯片总市场的规模并不能与其他的消费电子产品相比。2021年,全球一共卖出了8105万辆车,如果我们假设每辆车使用500个芯片计算,总计需要405亿块芯片,与全球芯片产能相比,并不能算是一个很大的量级(即便芯片数量翻番,依然规模有限)。显然,汽车市场并不是芯片企业跑量的最重要市场。因此,在受到外部环境影响而导致芯片产能萎缩的大环境下,可能向汽车行业倾斜产能,并不是一个优先选项。

  再次,以往汽车使用的车规级芯片首先并不需要很高的精度,一般大量需要的产品为65nm,最好的也仅仅是28nm等级,与那些动不动就要突破7nm、5nm的芯片相比,并不需要太复杂的工艺。而如今,7nm、5nm的芯片在全球范围内都算是顶级“尖货”,想要为汽车提供,从源头上产能就很难满足。

  这些制造工艺相对不那么先进的芯片,价格一般在1-3美元左右,利润非常低。但因为使用在车上,需要更严苛的技术指标。这些指标需要芯片克服严寒、高温、粉尘等考验,并要求拥有15-20年的设计寿命。这些不挣钱,但事多的造芯要求,使得其不是一类需要优先被设计制造的芯片种类。

  而这样的成本与收益比例也衍生出了一个问题,就是没有人会愿意投入巨资去建造一家生产利润不高、但要求很高的车规级芯片工厂。而缺芯带来的芯片单价暴涨,也导致芯片厂商只需生产少量芯片即可获得更大利润,自然也不会多生产去降低自己的利润率了。

求人不如求己

  缺芯对汽车产业的影响有多大?其实可能并没有想象得更大。

  尽管在去年买车的人看来,或多或少的都经历了简配的事儿。但车企,尤其是那些以往都能跑得起量来的车企,受到的影响着实有限。以德系豪华车的招牌BBA为例,尽管除了宝马之外,奔驰与奥迪的整体销量都出现了一定的下滑。但三家车企营收都在上涨,利润更是大幅提高。同时,德国汽车的另一个支柱品牌大众,在相较2020年度减产了60万台的基础上,也获得了不小盈利。


  除此之外,丰田、福特、特斯拉,甚至Stellantis全都在市场上获得了增长,有些还拥有了两位数、甚至三位数的数据增长。为什么在全球因缺芯而少造了1000多万辆车的环境下,企业仍然能盈利?这其中,车企的策略调整起到了重要的作用。

  比如,之前提到的配置调整,价格调整;而更重要的是,很多车企直接放弃了销量不好的车款,将芯片资源集中投放在了可以卖得动的车型之上;再比如,特斯拉就优化了汽车软件的算法,以释放更多的算力,在芯片减少的情况下,提供智能化水平依然领先的汽车产品。这无疑会让坐等着收缩产能,提高利润的芯片企业们,感受到压力。

  但这些,依然只是车企们在缺芯环境之下的权宜之计,并不能持久。关键的是,要改变自身对于芯片产业链的依赖程度。毕竟,既然要卷,必然要先掌握足够的资源。

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  去年8月,特斯拉在AI Day上发布了Dojo D1芯片,率先应用在了一款机器人之上。但谁都知道,这款拥有7nm工艺,包含 500 亿个晶体管, BF16 / CFP8 峰值算力达 362 TFLOPS,FP32 峰值算力达 22.6 TFLOPS的芯片,最根本的目的,其实就是为特斯拉想要实现的自动驾驶技术,提供算力支撑。

  同样搞了7nm芯片的,还有中国的汽车企业。就在去年末,吉利就宣布自研的7nm芯片——SOC“智能座舱芯片”即将量产;更远的2025年,吉利还计划推出5nm芯片,以为智能驾驶提供算力支持。

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  此外,最近刚刚市值破了万亿的比亚迪,则早早地就开始了自己的芯片研发制造之旅。目前他们已经有了一部分芯片(如IGBT)的设计制造能力,同时在电源管理芯片上,具备了可以向其他企业供货的能力。而在目前最紧缺的MCU芯片上,也有了自己的设计能力,未来只需找人代工,即可实现自给自足。

  显然,把汽车智能化的命脉握在自己手里,是一个非常明智的做法。根据美国调查公司Gartner的判断,汽车前十名的汽车制造商中,将有一半实现芯片自研。显然,这将会引发一场巨大的市场环境变化。

  变化的点在于,当汽车公司拥有了核心芯片自研的能力,将会进一步地推动汽车智能化,并加速在堆料方面的内卷进程。而当芯片被越堆越多,车规级芯片的需求也将变得越来越大。市场规模将有可能追上电子消费品对芯片的需求。

  也就是说,汽车企业推动着芯片市场的不断发展。而想要通过压缩产能提高利润的芯片企业,则有可能因为整车厂的芯片自研不断推进,而被排挤出这个市场。总之,谁都不愿意放弃一个必然快速增长的市场。

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  这就是为什么从2021年开始,芯片供应商向汽车行业提供出货量直接提高了30%的原因;也就是为什么,原本预计在2023年才有可能被填补完整的车用芯片市场,却急着在2022年的下半年就要实现更大供货量的原因。

当芯片不缺了,汽车市场会怎样?

  既然芯片已经成为了汽车智能化时代最重要的核心生产资料,以及制约因素。那如今要关心的是,当芯片逐渐不再短缺以后,汽车工业将向何处去。其实在这里讨论的问题,主要涉及的是产能、售价、未来发展方向三个方面。

  首先,从产能上来说,芯片供需量的平衡,甚至倒置,都无疑会释放汽车制造商们早已经被限制的产能。也就是说,2021年少造的1000多万辆车,将会在芯片供应量满足后慢慢被补平(当然零部件供应充足也是前提条件),甚至再获得突破。但问题是,这是否是汽车厂商真正需要的?

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  简单来说,既然限制产能,调整配置,专注生产更受欢迎的产品,已经可以为车厂赢得更大的利润。那么参照芯片,造得少,卖价高的逻辑来说,也许这一条路线也同样会被车企持续地坚持下去。

  毕竟,商业的最核心点在于利益的最大化。因而,多造车、多卖车,可能还不如少造车、造精品,多赚钱的收益更大。如果在这个思路之下,过剩的芯片反而会产生收益更低的局面。从而让芯片的价格在车企自研芯片大规模上市之前,产生周期性的波动。

  当然,如果这样的造车逻辑成立,就会引发第二个问题,也就是汽车的售价是否会跌?

  芯片数量的减产,导致了芯片价格的暴涨,从而引发了车价普遍上涨的连锁反应(比如某些芯片单价从原先的10元上涨到了2500元)。但对于部分汽车厂商来说,首先从他们的利润与成本的对比值上来说,并非完全不可承受;其次,通过一定的单车价格上涨,汽车企业也将一部分压力转嫁给了市场。

  因此,在调整产能、精化生产的前提下,造车成本可以被更大化地节省下来,价格也有机会被降低。但如果市场对于这样的涨价不敏感,则汽车品牌可以延缓降价速度,从而保证自己的更大收益。当然,市场蛋糕就这么大,难免有人要从车价的角度“卷”起来。显然,这是更多普通消费者所希望看到的。

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  最后,从技术的发展角度来说。之前说到过智能汽车所需的芯片类型不同。比如用于智能驾驶的指令处理器则基本被英伟达、地平线这样的大厂给包了,车机系统则基本都首选高通的芯片。在市占率上,这些芯片厂牌都处于统治级的位置。

  而在自研芯片上,很多车企虽然都瞄准这些核心部件,但给出的研发周期都是两年、甚至三年的一个中期计划。这些中期计划是需要持续投入的,一旦过程中产生任何问题,都会影响最终的研发进程及结果。而如果在周期内,这些大厂牌推出了更优质、更先进的芯片,则又会把他们放在尴尬的位置。而选择从更低端、更容易研发的零部件芯片入手,则只能起到低端替代的作用,并不能快速的替代核心零部件,这是一个好的思路。

  更重要的问题是,以目前智能驾驶技术的发展水平来看,当前所用的智能芯片的算力已经达到了要求。以蔚来所采用的4颗Orin芯片,1000TOPS的算力来看,在目前各家厂商可实际应用的智能驾驶辅助技术,几乎都受困在L2级的水平上来说,应该是完全够用了。

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  因此,巨大投入,换得并没有更大突破的芯片自主,也并非是一个更高效的生意。如福特与通用一样,选择美国的格芯公司,以及荷兰的恩智浦半导体公司这样的伙伴合作,可能是一个高效的解决方案。

  当然,这其中还包括一个可以思考的问题在于,先有鸡还是先有蛋?

  也就是,究竟是芯片技术再次突破,推动智能驾驶技术的再次演进?还是智能驾驶技术先领先,倒推芯片技术的跟上。就目前来看,也许这个行业中需要一个如乔布斯的苹果般的,能够石破天惊的新技术诞生。毕竟,想要依靠芯片企业切香肠式的市场策略来实现这样的突破,可能并不容易,毕竟摩尔定律从现在来看其实是有其瓶颈与天花板存在的。

  总而言之,对于智能电动车来说,堆料、堆算力提高了对芯片的需求,而减少芯片供给则提高了芯片供应商的利润率。这是一个很难平衡的点,双方都在为自己的利益最大化而做着努力。但当车企有了自己的芯片设计制造能力后,平衡会再次打破。目前看来,这样的博弈仍在继续。而何时能找到一个令双方都满意的平衡点,显然才是恒久解决汽车芯片荒的最好方法。

  但不管怎么说,持续了2年多的缺芯僵局,可能是向可以解决的方向推进了。