一面是多家主力车企因为芯片紧缺宣布减产停产,一面是消费电子企业、互联网企业、传统及智能整车企业跑步进入汽车“造芯”赛道,汽车芯片市场与产业的表现可谓“冰火两重天”。近期,中星微电子集团宣布与一汽集团组建汽车芯片联合实验室。围绕汽车行业受到“缺芯潮”的冲击为何格外严重,如何看待各类企业下场造芯的市场逻辑,以及汽车芯片的升级方向等议题,记者专访了中星微电子集团CTO张亦农。
三个原因导致汽车缺芯格外严重国内产业应“危中寻机”
记者:目前全行业都受到“缺芯潮”的冲击,但汽车行业受到的影响格外严重,通用、大众、福特、丰田等多家车企都出现部分车型或工厂减产停产的情况。为什么“缺芯”对汽车行业的冲击更加明显?
张亦农:汽车行业受“缺芯”影响比其他行业严重,是汽车行业本身的特性决定的。
首先,设计、制造、封测等芯片产业链主要环节,对于汽车芯片的备货和产能预留相对保守。
汽车芯片的种类虽多,但单一的汽车芯片和消费电子芯片相比,量还是很小,供应商很难将汽车芯片作为产能保障的优先项。据统计,2020年全球汽车销量约为7803万辆,相比消费电子并不算是一个非常大的量。比如手机一年有十几亿部的销量,每一部搭载至少十几种芯片,包括毛利率最高的先进制程芯片。相比之下,汽车行业的芯片用量没有那么大,晶圆和封测厂在预留产能的时候就比较保守。这是汽车相比其他行业缺芯更加严重的原因之一。
对于设计企业来说,汽车芯片门槛高,对故障率的要求是百万分之一以下,运行周期在15年以上,远远超过一般消费领域的标准。厂商要制造合格的芯片,需要投入相当的资金和精力,且验证周期漫长,成本上汽车芯片也无法在消费电子芯片复用。加上从2019年开始,汽车产业出现销量上的萎缩,2020年新冠肺炎疫情导致整车企业在上半年进一步缩小订单量,设计厂商下单的时候会以销定产,偏于保守,为2020年下半年的“缺芯潮”埋下伏笔。
二是8英寸产线向国内迁移的过程,被地缘贸易摩擦阻断。本次芯片紧缺主要集中在8英寸晶圆,这也是汽车芯片主要采用的晶圆。本来8英寸产线作为老旧工艺,正处在从国外向国内自然迁移的过程中。贸易摩擦导致8英寸产线的零部件和易耗品供应受阻,很多产线还没有组装完成就被“卡了脖子”。也因为8英寸晶圆短缺,造成了整个行业的报复性囤货,导致恶性循环。
三是汽车芯片的战线太长,“卡住”一个就卡住了整车的生产。汽车芯片涉及中央处理器、MCU、存储单元、功率半导体等,显示屏、CMOS摄像头、LED灯等均由芯片控制。仅MCU就有面向变速箱、底盘、制动等系统的各种类别,一辆汽车里面有30多个MCU,有一款不能及时供货,就会卡住整车的生产。
记者:您认为汽车行业应该如何应对缺芯困境?
张亦农:从认知角度和市场角度来看,“缺芯”也是一种机遇。
首先,“缺芯”可以带来一个正常的市场认知。汽车芯片的研发成本不低。同等性能、同样功能的前提下,本土企业芯片售价通常只有国际企业的60%—70%,甚至更低,把毛利空间压缩得很小。这种先入为主的认知问题成了国内芯片突围的阻碍。在芯片紧缺的情况下,车企被倒逼启用国内芯片,车厂与芯片厂“坐下来”把芯片方面的各种问题解决掉,把芯片质量提升上去,对于国内产业整体提升大有益处,有技术积累的国内芯片企业也有机会脱颖而出。由短缺倒逼了选型,由选型修正了认知,由认知塑造了品牌,最终提升了业界对本地芯片设计公司的信心。逐渐抹去国内芯片就是中低端、只能搞低价竞争的思维定式。
同时,中国连续多年成为全球最大的汽车消费市场,可以通过市场牵引把传统汽车芯片的短板补上来。在智能驾驶方面,中国无论是车厂还是芯片厂商,都与国际厂商站在同一条起跑线上。尤其中国是最先从新冠肺炎疫情中恢复生产生活秩序的国家,就算汽车芯片的底子差一点,那“笨鸟先飞”,可以利用这段时间飞得再远一点。
“造芯”要掌握两个平衡市场终会选择少数产品
记者:近年来,汽车芯片市场非常热闹。除了恩智浦、瑞萨、英飞凌等老牌厂商,地平线、黑芝麻等一批半导体新锐,高通、英伟达、华为等消费电子巨头,比亚迪、吉利、北汽等整车企业纷纷入场造芯。您如何看待车用市场的“造芯热”?
张亦农:“造芯热”表明产业互联网化已经慢慢从IT、消费电子、安防监控等领域,延伸到汽车领域。这种垂直整合具有积极意义,而且每家公司都有自己的逻辑。
在整车企业看来,汽车是一个载体,芯片是一个个提供功能和控制的节点,把这些“点”放入载体,由点入面,就构成了一辆汽车。
互联网企业觉得万物皆为计算机,汽车只是一个壳子很大的外设。有了处理器和操作系统,把外设套上去,由里及表,也构成了一辆汽车。
既然每一家企业或者每一个领域的企业都有各自的逻辑。那么车厂、芯片企业都加入了造车热潮,产生各种各样的融合和创新,这本身是件好事,但是要注意两个平衡。
一是要注意不计成本的投入和企业盈利能力之间的平衡。如今企业造芯,言必谈L3、L4,动辄5纳米、7纳米,算力力争100TOPS以上。那么投入会非常大,流片一次将耗费上千万美金,需要上百人的团队,购入多种EDA。这些投入摊销到一颗芯片上,成本是非常高的。
如果汽车一年的销量维持在七千万辆左右,一个车企有500万辆销路,已经是一个超大型企业了。但是这个量级在芯片行业里面,不算一个很大的数字,这就意味着每一颗芯片均摊的固定成本都是惊人的。无论企业多么不计成本地投入,终归要追求盈利。如果这个平衡把握的不好,可能变得“一地鸡毛”。
另外要把握好概念创新和持久战之间的平衡。L4以上的自动驾驶芯片还是一个未知领域,没有5—10年的积累很难取得突破。很多面向消费领域的国产芯片,比如手机主芯片,从概念到成熟历经了十几年的积累,而汽车的造芯标准更加严苛。企业想要长久,必须脚踏实地进行研发和积累。