缺芯进入新阶段

随着美国对华科技封锁战打响,“缺芯”的意义正在发生质变。

“嗨,哥们!看您兜好几圈了,是对我们的‘ID’有兴趣吗?”

“……哎?我们之前是不是见过?”

去年在2021成都车展上,那位曾向笔者承诺过只要买新能源车“必须是两把”车钥匙的老哥,在隔了11个月后,竟然在北京2022世界新能源汽车大会(WNEVC)上又给遇见了!(详见汽车公社《汽车到底有多缺芯?厂家和销售给了一手消息》一文)

▲ 小小一把遥控钥匙,也得用到好几块芯片。一年前缺芯最严重那会儿,就是这么的夸张

“所以,你终于想通,决定换新能源(车)了是吗?”

面对这番笑嘻嘻的问题,笔者只能讪讪地转移话题:呃,目前还只是计划,毕竟我要换新能源车,蓝牌就只能保留额度嘛……看起来,你们的芯片供应完全恢复了?

恢复了,但也算不上完全恢复如常。

在随后和这位老哥,乃至于其他参展商的交流中,笔者了解到了许多的信息。而更重要的是,随着美国对华技术战,正无可避免地拉开帷幕,车规级芯片也无可避免地,成为了这场国家级博弈的,一个重要环节。

01

芯片荒缓和,但未结束

“我只能告诉你,就我司的状况来说,车芯供应量算是恢复到了正常年景的九成左右。但是,缺口是依然存在的。”

某位不愿意透露姓名的展台负责人,私下里对笔者说了点大实话:“但现有的供应链已经让企业在生产时,有了闪展腾挪的空间。再说了,现在都玩工业4.0‘智能制造’了,大多数技术主机厂已经转向‘订单生产’模式。所以又可以拉一拉交车的周期,争取到一点时间。”

大约两年半前,汽车芯片的短缺,始于疫情开始后主机厂的大幅度砍单。随之而来的,是消费电子产品随着各国封锁政策,以及欧美各国政府纷纷以“派钱”的方式,来硬保经济。

隔离在家外带还白拿钱,于是大量欧美年轻人选择用这笔额外的收入去采购新款电子产品,直接推动了最近一波全球消费电子的热潮。

结果就是,晶圆代工厂因车规级芯片大规模砍单空出来的产能,在短时间里由消费电子企业“接盘”。而此举,也彻底搅乱了原本有序的半导体产业。

所以当2020年末,第一波全球疫情趋缓,各国汽车市场复苏之际,整个产业实际面对的,是晶圆厂产能已被排满,车芯订单只能遥遥排到末尾的窘境。

而情况在此后变得更糟。

2021年的年初和秋季,全球疫情又经历了2次反复,整个半导体供应链都遭到了冲击。无论晶圆工厂还是后端封测产业,均曾遇到过突发疫情封厂停产的突发状况。

更何况,美国在这段时间内,也一直在半导体产业里面搞事情。又是强迫晶圆厂上交客户清单,又是要狙击中国搞自主半导体产业的。

其结果就是有相当一段时间,主机厂的车规级芯片供应,普遍被降低到六成,甚至仅五成。

于是我们就看到了车企为了维持产线,被迫将大量半成品汽车推出生产线,堆放在露天堆栈里的奇景。

在当时,众多企业为了“节约”芯片以维持运转,纷纷开始花式“整活”。正如去年笔者在成都车展上的所见所闻,诸如少给一把遥控钥匙、先卖减配车然后预约半年后补装减配器件等等。

例如去年10月理想汽车就曾闹出过期货零配件事件——10月份交付的理想one,5个毫米波雷达实际仅安装3个,另外2个需要等到12月至来年春节前进行补装。小鹏在去年末也曾出现过,最新款的高配P5,由于激光雷达专用射频控制芯片缺货,被迫先交车暂缓安装雷达等等。

▲ 把交付新车搞成一个分期完成品,是当时许多主机厂都干过的不得已之举。例如小鹏P5,就发生过交付时没两颗激光雷达的情况

而这场产业风波之所以能趋于缓和,乃是因为自去年秋季起,各国发钱抗疫的政策,纷纷走到了尽头。

随着韩日、欧盟国家以及美国,实际上已经选择了“躺平”的所谓“与病毒共存”政策,政府和国家机器实际已不再将新冠大流行视为一种问题,上述各国公民必须自行承担后果,自谋出路。简而言之,这便是我国“应检尽检”的反面——应死尽死。

没了那大风吹来的钱,自然消费电子产业这场意外的红利期,也走到了尽头。

今年第一季度,消费电子产业地震不断。先是三星电子削减年度手机产量3000万部,再是苹果削了向代工厂下的新款iPhone SE订单近两成。

▲ SE是iPhone入门级产品,砍单则代表着苹果看空未来一段时间的市场

今年1月,联发科主动调控5G SoC库存,向台积电取消了部分Q2的7nm制程晶圆订单。3月,有行业分析师放出消息,高通亦步联发科后尘,砍了不少下半年芯片的订单。

进入4月以后,随着中国国内的新一轮疫情,以及随之而来的隔离政策,无论是中间环节的产能,还是市场的终端需求,都在进一步减弱。

正如同2020年末主机厂经历过的那样,随着消费电子产业在2022年上半年让出产能,车规级芯片持续2年半的短缺问题,出现了极大地缓解。当然,这其中也有中国大陆产能增长的助力。

然而这不意味着,所有芯片都能保证供应。正如本段开头,主机厂开始用一种更加温和,同样也隐蔽的办法来对待之——订单生产。

▲ 线上线下个性化订制,既是智能制造的进步,也未尝不是“缓兵之计”

“现在不会减配,也不会少给什么。但是你必须去APP或者体验店里下订,然后系统会在规定时间里给你生成一个交车周期评估。这个周期必须下订才能看见,实时更新的。我们这里不能向你保证。”

某自主新能源品牌展台人员,对笔者宣称。

02

迫切的车芯自主问题

时至2022年8月末,全世界范围内,新能源汽车的趋势已不再是一个值得讨论的问题。、然而随着汽车普遍新能源化,以及随之而来的智能和网联大趋势,汽车正从半个多世纪前的一类基本归类为机械的工业品,加速向着电子产品和机械的混合体过渡。

这就意味着,半导体器件在新一代汽车中所占的比重,越来越大——无论是新能源汽车,还是各类最新式的燃油汽车。而这也正是之前持续两年半的“缺芯”事件能闹到如此境地的根本原因。

然而我们必须认识到的是,现阶段车芯供应紧张问题的缓解,实际只是部分的,甚至可以说是极不均衡的。甚至在美国当前对华政策驱动下,未来国内的主机厂,甚至可能会面临完全人为的芯片危机。

紫光国微副总裁苏琳琳,此前在接受国内媒体采访时就说过:

(当前市场)模拟类芯片的拐点已经出现了,供给基本上已经够了;驱动芯片和中低压小信号的MOSFET芯片现在应该也不太缺了;PMS、蓝牙芯片这些芯片供应有缓解,但还没有达到供需平衡,还是比较紧张;而各种高端的芯片,MCU类的芯片供给还是非常紧张。

最后提到的这个MCU类芯片,实际就是上文业内人士透露信息里,在“九成”缓解的当下,仍显紧张的那“一成”。

那么,车规级MCU有多重要呢?

根据国际新兴技术著名市场调研平台iCV TAnk的数据,截至2020年,实际生产和使用中,不同类型汽车芯片的占比分别为:MCU,30%;模拟电路,29%;传感器,17%;逻辑电路,10%;分立器件和存储器市场各占7%。

和所有车规级芯片类似,车规级MCU技术要求极高。仅容许温度范围一项,消费级仅0~40℃,而工业级的则是-10~70℃,而车规级需要-40~155℃。

极高的标准,导致厂商研发投入大、周期长。而出于安全性及可靠性考虑,客户认证标准要求远高于消费级和工业级MCU。没有雄厚的经济实力和扎实的技术实力支撑的原厂,一般企业很难下决心在车规级MCU上大力投入。

正因为上述问题,车规级MCU芯片市场长期被欧美日发达国家所垄断。

头部厂家包括意法半导体(意法)、恩智浦(荷)、瑞萨(日)、英飞凌(德)、微芯(美)等,几乎就是一个发达国家俱乐部。而这些企业,长期把持了全球超过93%的市场份额。

▲ 恩智浦荷兰总部一隅

而根据IC Insights的数据,2020年全球车规级MCU市场为65亿美元。至2023年将达到81亿美元,2025年则升至88亿美元规模。

总量也许不大,但随着新能源汽车的爆发性增长,这个市场的增速颇为迅猛。

当然,自主车规芯片,缺的远不止MCU一种类型的产品。功率器件、计算类芯片、传感器类型、通讯类,仅仅两三年前,可以说是无一不缺。然而在本届WNEVC上,笔者也异常振奋地看到了,来自国内IC产业以及相关生态圈的企业,纷纷登场亮相。

例如深耕第三代功率器件的深圳基本半导体;国内知名无晶半导体企业纳芯微电子与芯驰科技;AI芯片领域的著名初创公司地平线、寒武纪行歌、黑芝麻;国内领先的ICT企业华为。

以及自动驾驶/智能交通/智能汽车解决方案提供商百度集团,高精度地图和智能驾驶方案提供商四维图新公司等国内企业。

甚至微软、高通、恩智普、英飞凌等国际知名软件企业,半导体公司,也前来大会设台参展。

但在这其中,尤为能引人驻足的,是两个平台类结构:中国汽车芯片产业创新战略联盟,以及国创中心车规级芯片测试认证服务平台。

中国汽车芯片产业创新战略联盟成立于2020年9月,是一个由中国科技部、工信部共同支持,行业多企业共同发起的,旨在融合汽车和半导体产业,以谋求“跨界融合、共生共赢、产业成链、生态成盟”的跨产业联盟。

该平台成立近2年来,联盟企业已发展到了260家规模。并构筑起了一个基本覆盖多数车载芯片门类的,自主品牌车规级芯片圈子。

至于后者,则是国家新能源汽车技术创新中心(NEVC)下设的,一个专门为自主车规级芯片提供测试和认证服务的平台。两者结合,从跨产业联合、生态体系,到产品准入,为自主车规级芯片提供了一条高速通道。

“最后想问一下,手册里的这些企业,产品分别是哪些晶圆工厂负责代工呢?”

翻看着由中国汽车芯片产业创新战略联盟展台工作人员赠送的《2022中国芯展区展品信息手册》之时,笔者以一种刻意的不经意口气,提了一个实际上颇为尖锐的问题。

而答案,并没有能出乎意料。

接待的人员微显尴尬:主要……还是得靠台积电等。

想要建立自主的半导体产业,特别是完全独立自主的车规级芯片生态圈,要补课和操心的内容其实很多。甚至笔者上面这一问,摆在很多近在眼前的问题面前,都显得有些咸吃萝卜淡操心的味道。

毫无疑问,自主车规芯片,当前的头等大事除了产品研发,其实是通过国际准入标准的问题。在这里,我们仍旧得以最为重要的MCU为例。

由于国内车载MCU厂商均是无晶圆工厂,所以必须走AEC-Q或者ISO26262认证。尽管《手册》上几乎全部企业,都通过了AEC-Q100的认证,但其中绝大部分可靠性等级,仅仅完成了一个最低的3级认证。

▲ 美国微芯科技公司推出的Microchip MCP8063芯片,便是一种通过了AEC-Q100认证的车规级芯片产品

最典型的例子,国芯科技的CCFC2003PT、CCFC2006PT两款MCU芯片,虽然可用于发动机控制,但可靠性也只是3级。

而与AEC-Q100认证相比,ISO26262认证更加严苛,也鲜有国内无晶圆公司完成。但这也意味着,在MCU的高端运用场景里,自主品牌暂时还是缺位的。

你以为这就完了?远远还没有。

实际就是圈内企业能够顺利解决准入问题。毕竟,除了个别企业,目前绝大多数国内企业,都是在使用ARM架构。

对于车用MCU而言,这种架构不但低效,而且在美国日益加强对华技术战的大背景下,实际面临着不可预测地“卡脖子”的风险。

而讲到这里,相信绝大部分业外读者,已经头大如斗,甚至许多人已经提前跳出页面,甚至看不到我这段话……

“革命不是请客吃饭,不是做文章,不是绘画绣花,不能那样雅致,那样从容不迫,文质彬彬,那样温良恭俭让。革命是暴动,是一个阶级推翻另一个阶级的暴烈的行动。”

我们这个国家的缔造者,在距今整整95年以前,在其名为《湖南农民运动考察报告》的文章中,留下了上面这段话。

彼时彼刻恰如此时此刻。

▲ 我们的父辈取得了胜利,我们也同样将会胜利

也许我们的这场浩大的产业升级运动,并不会和95年前轰轰烈烈的大革命那样,需要有人去真的挥洒热血,拼个刺刀见红。

但从另一个角度来看,这也同样称得上一场革命——曾经备受欧美等老牌先进国家技术挟持的我们,用自己的聪明才智,乃至于可以运用到的一切,去夺取全球产业最尖端的那一点璀璨精华。


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