2023年的中國(guó)汽車芯片市場(chǎng)，一棵白菜真的可能換到一顆進(jìn)口芯片。
德州儀器明星產(chǎn)品TPS51200DRCR在兩年前的缺芯潮中一度暴漲至70元，目前已經(jīng)跌到了1元。意法半導(dǎo)體的L9369-TR，是用于電子穩(wěn)定車身系統(tǒng)（ESP/ESC）的關(guān)鍵芯片，從巔峰期的1500元跌到了13元。
兩年前車企排隊(duì)搶芯片的光景恍如隔世，海外芯片大廠破防之余，體驗(yàn)了一把中國(guó)震撼。
2020年芯片供應(yīng)短缺至今，中國(guó)汽車芯片的自給率從5%翻倍至10%[1]，蜂擁而至的本土廠商，顛覆了供應(yīng)端被六大國(guó)際巨頭把持的局面，價(jià)格也在頃刻間失控。
去年5月，德州儀器一度全面下調(diào)中國(guó)市場(chǎng)芯片價(jià)格，且“沒(méi)有幅度和底線限制”。然而，當(dāng)TPS51200DRCR的國(guó)產(chǎn)替代芯片成交價(jià)來(lái)到7毛，六大汽車芯片巨頭集體破了大防。
按照《日本經(jīng)濟(jì)新聞》的報(bào)道，過(guò)去三年，國(guó)內(nèi)汽車芯片的自給率從5%迅速提高到了10%。雖然看上去不高，但其重要性在于：這可能只是個(gè)開(kāi)始。
洗牌：5%艱難上車
汽車芯片自給率提升的5%中，主要角色是三類芯片：功率半導(dǎo)體、MCU、傳感器。
功率半導(dǎo)體主要用于汽車的電能轉(zhuǎn)換和電路控制，例如交流電轉(zhuǎn)直流電、高壓轉(zhuǎn)低壓、頻率轉(zhuǎn)換等等。這類芯片在電動(dòng)車中尤為重要，是電流運(yùn)轉(zhuǎn)的中樞，也一直是國(guó)產(chǎn)替代程度最高的領(lǐng)域[3]。
比較耳熟能詳?shù)墓β拾雽?dǎo)體即IGBT，是國(guó)產(chǎn)突破的主要方向之一，比亞迪半導(dǎo)體、中車時(shí)代的等國(guó)產(chǎn)IGBT都已陸續(xù)上車。
MCU即微控制單元，俗稱單片機(jī)，可以理解為簡(jiǎn)易版CPU，在車內(nèi)執(zhí)行單一的任務(wù)或功能，比如智能雨刷、自動(dòng)落鎖。
傳感器則是汽車的“眼睛”，被汽車用于感知環(huán)境和自身狀態(tài)。除了傳統(tǒng)的圖像傳感器、車載攝像頭外，高端產(chǎn)品還包括毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等。國(guó)內(nèi)公司的突破主要圍繞著CMOS圖像傳感器，即數(shù)碼圈俗稱的“底”。
這三種芯片最顯著共同特點(diǎn)是，技術(shù)門檻不高，也不需要先進(jìn)制程。
純電動(dòng)汽車的芯片搭載量往往超過(guò)1000個(gè)，與燃油車的近500個(gè)相比成倍增加。其中最重要的是自動(dòng)駕駛芯片和座艙芯片，也是Mobileye和英偉達(dá)力大磚飛的主場(chǎng)；剩下幾百顆大大小小的芯片，就是大量MCU和功率半導(dǎo)體，市場(chǎng)份額長(zhǎng)期由瑞薩、恩智浦、德州儀器等六大巨頭主導(dǎo)。
兩者研發(fā)上的難度在于，前者更像高考數(shù)學(xué)最后一道大題，不會(huì)做光寫個(gè)解也沒(méi)用。后者類似高考語(yǔ)文作文，憋夠了800字，多少都能拿點(diǎn)分。
高通的座艙芯片SA8295P，已經(jīng)用上了5nm工藝；相比之下，MCU最先進(jìn)的產(chǎn)品尚在16/28nm的成熟制程序列，大量產(chǎn)品位于90nm以上，制造門檻不高。
按照麥肯錫的測(cè)算，70%以上的汽車芯片都在用90nm以上的成熟制程，14nm以下的先進(jìn)工藝占比只有6%。
車用MCU使用90nm以下工藝的供應(yīng)商屈指可數(shù)
難度不大，但自給進(jìn)度緩慢，主要還有幾個(gè)問(wèn)題：
一是驗(yàn)證周期太長(zhǎng)，認(rèn)證關(guān)難過(guò)。
汽車芯片把產(chǎn)品做出來(lái)只是第一步，要進(jìn)入車企供應(yīng)鏈需要?jiǎng)虞m兩三年的驗(yàn)證周期。一旦驗(yàn)證通過(guò)上車，車企就不會(huì)輕易更換供應(yīng)商。海外巨頭入局早，就掌握了先發(fā)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)廠商作為后來(lái)者難以突破。
二是對(duì)綜合能力要求高。
一輛汽車所需芯片多達(dá)幾十種類型，每種類型多的幾十顆，少的一兩顆。因此，車企更傾向于一次性采購(gòu)全家桶，降低供應(yīng)鏈管理難度。海外大廠通過(guò)多次并購(gòu)建立起了豐富的產(chǎn)品矩陣，國(guó)內(nèi)廠商布局較晚，品類較少，相對(duì)吃虧。
三是市場(chǎng)吸引力太小。
與其他汽車零部件一樣，大部分汽車芯片走的是薄利多銷路線，而這個(gè)多銷也很大概率比不過(guò)手機(jī)等消費(fèi)電子。畢竟換車周期相比于后者更長(zhǎng)，燃油車對(duì)芯片整體用量相對(duì)也更小。
門檻不高，但跨過(guò)了也沒(méi)賺多少，自然缺乏動(dòng)力。直到一場(chǎng)史無(wú)前例的芯片短缺，將機(jī)會(huì)拱手奉上。
機(jī)遇：史無(wú)前例的缺芯
2020年疫情期間，市場(chǎng)對(duì)汽車銷量預(yù)估低迷，車企也因?yàn)殇N量下滑減少了芯片訂單，大量代工廠就把產(chǎn)線安排給了其他芯片。汽車芯片由于利潤(rùn)率較低，自建產(chǎn)能的芯片大廠也不愿擴(kuò)產(chǎn)，芯片庫(kù)存逐步逼近紅線。
但誰(shuí)也沒(méi)想到，新能源車卻在疫情期間迎來(lái)爆發(fā)，消失的訂單又回來(lái)了。
電動(dòng)車的芯片用量本身就高，自動(dòng)駕駛級(jí)別達(dá)到L4的甚至高達(dá)3000顆/輛[4]，長(zhǎng)期缺貨又讓車企對(duì)零庫(kù)存產(chǎn)生懷疑，開(kāi)始瘋狂備貨，造成了史無(wú)前例的產(chǎn)能擠兌。作為新能源車最大生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，中國(guó)順理成章成為汽車芯片緊缺的重災(zāi)區(qū)。
這個(gè)上車的機(jī)會(huì)，國(guó)內(nèi)汽車芯片公司抓住了，就沒(méi)打算放手。
長(zhǎng)期以來(lái)，困擾國(guó)內(nèi)汽車芯片的最大問(wèn)題不是海外芯片太貴，而是太便宜。
汽車芯片大多采用IDM垂直整合模式，設(shè)計(jì)制造封測(cè)一把抓，只有少數(shù)外溢訂單會(huì)交由臺(tái)積電這類代工廠。MCU的前六大玩家均為IDM模式；IGBT前十大廠家，除了麥格納轉(zhuǎn)型成fabless外，其他廠商均為IDM模式。
在IDM模式下，假設(shè)A和B兩家公司都生產(chǎn)同類芯片，A的產(chǎn)能是100萬(wàn)顆，B的產(chǎn)能是30萬(wàn)顆，那么B的利潤(rùn)非但不會(huì)有A的30%，很可能還會(huì)虧損。
芯片必須要通過(guò)大規(guī)模的生產(chǎn)攤薄研發(fā)成本和廠房建設(shè)的資本開(kāi)支，產(chǎn)能和銷量就直接決定了芯片的成本。因此在存儲(chǔ)、面板、汽車芯片這類標(biāo)準(zhǔn)化程度高的領(lǐng)域，率先發(fā)動(dòng)價(jià)格戰(zhàn)的往往不是新入局玩家，反而是富可敵國(guó)的老牌霸主。
沒(méi)有一定的市場(chǎng)份額，連打價(jià)格戰(zhàn)的資格都沒(méi)有。
因此，相比高通和英偉達(dá)在12寸硅片上挑戰(zhàn)物理學(xué)極限的藝術(shù)，汽車芯片的競(jìng)爭(zhēng)格局相當(dāng)樸實(shí)無(wú)華：控產(chǎn)。
芯片的產(chǎn)能建設(shè)時(shí)間非常長(zhǎng)，這個(gè)過(guò)程中市場(chǎng)供需會(huì)發(fā)生很大變化，規(guī)劃產(chǎn)能過(guò)多，就會(huì)供過(guò)于求；規(guī)劃產(chǎn)能太少，又把市場(chǎng)讓給了同行。
缺芯潮前，汽車芯片格局穩(wěn)定，六大巨頭各自有多少產(chǎn)能大致有數(shù)，就算芯片跌價(jià)也在預(yù)測(cè)范圍內(nèi)。即使供過(guò)于求超過(guò)預(yù)期，車企可供選擇的供應(yīng)商也有限。再不濟(jì)廠房莫名失火，也不是不可以。
這個(gè)過(guò)程中，六大巨頭還會(huì)通過(guò)大量并購(gòu)，擴(kuò)充自己的產(chǎn)品組合，鞏固份額優(yōu)勢(shì)。過(guò)去十年，日本汽車芯片大廠瑞薩接連收購(gòu)美國(guó)公司英特矽爾（Intersil）、IDT，英國(guó)公司Dialog，補(bǔ)齊了電源管理芯片、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用芯片、無(wú)線通訊上的短板。
在這樣的競(jìng)爭(zhēng)格局中，就能理解缺芯潮對(duì)中國(guó)汽車芯片公司的意義。由于此前市場(chǎng)對(duì)汽車銷量的悲觀預(yù)期，車企紛紛削減訂單，恰逢德州儀器、英飛凌等廠商開(kāi)始從8寸產(chǎn)線向12寸產(chǎn)線升級(jí)，關(guān)閉了老產(chǎn)線。結(jié)果新能源車市場(chǎng)爆發(fā)，芯片價(jià)格直接漲到了天上。
只要有點(diǎn)產(chǎn)能，都成了稀缺標(biāo)的，業(yè)績(jī)一飛沖天。瑞薩凈利潤(rùn)、營(yíng)收接連創(chuàng)下歷史新高，德州儀器連續(xù)七個(gè)季度營(yíng)收兩位數(shù)增長(zhǎng)，IGBT大佬安森美營(yíng)收破紀(jì)錄。
但“六大”可能也沒(méi)想道，2020年到2023年短短三年內(nèi)，中國(guó)汽車芯片供應(yīng)商從幾十家暴增到300多家[6]，大量新增產(chǎn)能被釋放，價(jià)格戰(zhàn)接踵而至。
洗牌：置死地而后生
對(duì)車企來(lái)說(shuō)，在庫(kù)存紅線和高漲的芯片價(jià)格面前，車規(guī)驗(yàn)證、產(chǎn)品矩陣都是優(yōu)先級(jí)靠后的小問(wèn)題。為了保證汽車出貨，車企不得不為國(guó)內(nèi)汽車芯片大開(kāi)綠燈，替代遲遲供不上貨的海外產(chǎn)品。
另一方面，國(guó)內(nèi)新勢(shì)力大多工程經(jīng)驗(yàn)足，對(duì)自身電子電氣架構(gòu)相對(duì)熟悉，也更傾向于使用國(guó)產(chǎn)芯片。
開(kāi)頭提到的意法半導(dǎo)體拳頭產(chǎn)品L9369-TR，其客戶大多是博世、采埃孚這類Tier 1供應(yīng)商，Tier 1則將芯片裝進(jìn)整個(gè)ESP系統(tǒng)交給車企，車企實(shí)際上并不了解具體的架構(gòu)。曾掌舵大眾電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的赫伯特·迪斯就曾表態(tài)，大眾汽車“幾乎沒(méi)有一行軟件代碼是我們自己寫的。”
在這種情況下，研發(fā)團(tuán)隊(duì)的草臺(tái)指數(shù)，多多少少?zèng)Q定了更換芯片供應(yīng)商的心理負(fù)擔(dān)。國(guó)內(nèi)車企研發(fā)投入高，同時(shí)車型相對(duì)少，上車意愿就更強(qiáng)。
2023年，剛剛上車的國(guó)產(chǎn)汽車芯片再度迎來(lái)硬仗。這一年的中國(guó)車市，“降價(jià)”貫穿始終，國(guó)內(nèi)外老牌車企、新勢(shì)力紛紛下場(chǎng)肉搏：
大眾ID.3打出12.59萬(wàn)元的歷史最低價(jià)，特斯拉開(kāi)年祭出降價(jià)大禮包，小鵬、蔚來(lái)、理想不敢落后，隨即跟上。近三年在中國(guó)市場(chǎng)首發(fā)的車型超過(guò)170臺(tái)，幾乎兩天發(fā)一臺(tái)新車。
慘烈的價(jià)格戰(zhàn)背后，是中國(guó)作為全球最大汽車市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)白熱化的現(xiàn)實(shí)。甲方帶頭割肉，作為乙方的汽車芯片，自然無(wú)法置身事外。
德州儀器去年在中國(guó)啟動(dòng)的全面降價(jià)，就是依靠更低的生產(chǎn)成本，從中國(guó)廠商手里奪回失地。同樣的市場(chǎng)價(jià)，老牌廠商還在賺錢，國(guó)內(nèi)廠商卻已經(jīng)在虧錢了。但老玩家們顯然低估了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的內(nèi)卷程度。
2023年，德州儀器銷售額下降13%，創(chuàng)造十年以來(lái)最大降幅，其中中國(guó)區(qū)收入銳減32%，拖了最大的后腿。
國(guó)內(nèi)公司破釜沉舟的決心，自然來(lái)源于上車的不易，畢竟史無(wú)前例的缺芯潮，很可能不會(huì)有第二次了。10%的國(guó)產(chǎn)化率看上去不高，但很可能只是國(guó)產(chǎn)汽車芯片的冰山一角。
海面以下，眾多國(guó)產(chǎn)汽車芯片距離上車只差最后一公里——車規(guī)級(jí)驗(yàn)證。
與手機(jī)等消費(fèi)級(jí)芯片不同，汽車芯片需要考慮更極端的工作環(huán)境。比如工作溫度范圍，前者要求在0℃到+70℃，汽車芯片則要求在-40℃到+86℃。車企供應(yīng)鏈的驗(yàn)證周期通常有兩三年時(shí)間，不少產(chǎn)品可能已經(jīng)走到了最后的測(cè)試和驗(yàn)證環(huán)節(jié)。
因此，雖然國(guó)產(chǎn)化率剛剛達(dá)到10%，但《日本經(jīng)濟(jì)新聞》還是展露出了濃重的焦慮[8]：即使是技術(shù)難度極高的芯片，中國(guó)也有望在5到10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的替代。
作為日本汽車半導(dǎo)體的獨(dú)苗，讓瑞薩去搶Mobileye和英偉達(dá)的地盤，純屬?gòu)?qiáng)人所難；放下身段和中國(guó)公司比誰(shuí)的東亞性更強(qiáng)，多少也有些超綱。高端望洋興嘆，中低端遭遇阻擊，也許是六大巨頭共同的煩惱。
而對(duì)國(guó)內(nèi)汽車芯片公司來(lái)說(shuō)，擊穿底線的價(jià)格戰(zhàn)固然殘酷，但半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)一向烽煙遍地。慘烈的戰(zhàn)爭(zhēng)過(guò)后，芯片公司尚且只是“坐上了牌桌”。一個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，時(shí)間總是比我們想象的漫長(zhǎng)，成本總是比我們預(yù)期的高昂。
