李永明　郭衍亮　郭永海

汽車產業(yè)面臨變革，燃油車和電動車都在往智能化方向發(fā)展，對芯片需求也越來越高，“缺芯”問題持續(xù)影響全球車企。自2020年12月大眾公司因中國大陸和博世的ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)）芯片短缺停產開始，多家車企巨頭被迫停產。2021年3月，蔚來汽車宣布合肥江淮蔚來制造工廠因“缺芯”停產5天;8月，豐田宣布14家工廠的27條生產線停產。從2020年第四季度開始的“缺芯風暴”仍在全球蔓延。江蘇亟須采取積極應對措施，化解汽車芯片短缺問題，保障汽車產業(yè)鏈供應鏈安全穩(wěn)定，實現高質量發(fā)展。

一、汽車“缺芯”事件及產生原因

自2020年12月起，全球范圍內芯片產能吃緊，供給交付周期不斷加長，半導體晶圓制造、封裝、元器件等多個環(huán)節(jié)紛紛漲價，全球汽車產業(yè)鏈受到巨大沖擊，大眾、沃爾沃、通用、福特、豐田、本田、斯巴魯、日產、蔚來、現代等十余家車企的數十家工廠陸續(xù)暫停生產計劃。據Auto Forecast Solutions統(tǒng)計，截至10月10日，由于芯片短缺，全球汽車減產已達934.5萬輛，其中，中國汽車減產達182.7萬輛，占全球汽車減產量的19.6%。

根據中國汽車工業(yè)協會數據，受芯片短缺影響，2021年前兩個月，國內汽車產量下降5%至8%;1—6月，汽車銷售量為1289萬輛，比去年增加25.6%，但與2019年相比下降4.4%;9月，汽車產銷分別達到207.7萬輛和206.7萬輛，環(huán)比增長20.4%和14.9%，同比下降17.9%和19.6%。江蘇汽車行業(yè)受芯片短缺影響也有所顯現，停產、零部件加價、供貨周期延長等因芯片缺貨造成的不良影響，已在整車和零部件企業(yè)加速蔓延。其中，上汽大眾南京工廠出現了間歇性停產現象，在江蘇的產量下滑嚴重，并暫停了部分低端車型的生產，優(yōu)先考慮需求量較大產品的產能。據康尼新能源公司反饋，年用量20萬個左右的車規(guī)級計量芯片價格上漲20倍左右，貨源嚴重短缺。芯片出現短缺主要是由供需兩端的不平衡導致，具體表現在以下幾個方面。

技術進步引發(fā)大量汽車芯片市場需求。當前國內汽車自動化、智能化、網聯化的趨勢衍生出對功率半導體的大量需求。據Strategy Analytics統(tǒng)計，各級別汽車功能芯片（MCU）搭載數量都在逐年遞增，目前一輛汽車平均采用25個左右功能芯片，個別高端車型已突破100個。據英飛凌數據分析，從燃油車到純電動車，單車半導體價值量將從400美元左右提升至800美元以上，其中功率半導體的單車價值量提升至300美元左右。

嚴峻的國際、國內及行業(yè)形勢導致汽車芯片供應不足。美國對華為、中芯國際等企業(yè)實施技術制裁以來，國內芯片問題一直沒有得到完全有效的解決。更重要的是，全球功率半導體供應鏈幾乎全部掌握在英飛凌、安森美、意法半導體等國際廠商手中，國內企業(yè)在全球功率半導體產業(yè)鏈上的缺失使汽車行業(yè)在芯片產能分配中缺少話語權。此外，疫情、惡劣天氣等不可抗力影響，使得汽車芯片產能受限。2020年下半年汽車行業(yè)強勢復蘇，眾多廠商開始搶奪有限的芯片資源，出現較為突出的恐慌性備貨現象，超出供應商對芯片需求量的預判。

消費類電子產品爭奪產能。一方面，汽車芯片制造產能集中度過高，能夠達到要求的MCU芯片廠商數量較少。目前汽車MCU芯片的產能70%集中于臺積電，但是MCU芯片整體的產能只占到了臺積電全部產能的3%（見表1）。另一方面，整個芯片市場中，汽車芯片利潤率也遠不如消費電子類芯片，部分芯片供應商更加傾向性于將產能用于開發(fā)生產消費類電子芯片產品。

二、汽車芯片市場供給格局及發(fā)展趨勢分析

全球汽車芯片市場集中度較高，競爭格局較為穩(wěn)定。目前全球汽車芯片的市場集中度較高，汽車芯片前十大供應商恩智浦、瑞薩電子、英飛凌、意法半導體、博世、德州儀器、安森美、羅姆半導體、東芝、亞德諾掌控了全球車用半導體80%以上的市場份額。由于汽車芯片對安全性、可靠性要求高，汽車芯片上游的設計及材料、設備，中游的芯片制造和下游的封測等均具備高技術瓶頸，因此細分市場基本被芯片巨頭壟斷，競爭格局較為穩(wěn)定（見圖1）。全球芯片制造與代工集中于東亞地區(qū)的臺積電和三星等企業(yè)。美國芯片設計方面能力強，但芯片自產率很低;我國臺灣地區(qū)的芯片代工能力較強，但設計能力相對較弱;韓國在芯片生產的材料領域存在很大問題，部分材料依賴日本。芯片行業(yè)高度依賴全球供應鏈，全球各區(qū)域的芯片供應商各有長短，需要協同共進，沒有一個國家可以完全讓芯片供應鏈自主化。此外，華為、聯發(fā)科、高通等企業(yè)只從事芯片的設計，臺積電、聯電、中芯國際等代工廠主要從事晶圓制造和封裝測試等環(huán)節(jié);只有英特爾、三星、德州儀器等極少數幾家企業(yè)能夠獨立完成設計、制造和封測等所有工序（見圖2）。

我國汽車芯片進口依賴度較高，結構性供需不平衡問題亟待解決。目前，我國已成長為全球最大的半導體市場，芯片制造和封裝企業(yè)已進入全球同行業(yè)的前十，華為麒麟芯片采用業(yè)界最領先的5nm制程工藝和架構設計，進入全球第一梯隊，但是，國產芯片產業(yè)仍然繞不開“卡脖子”問題。Wind數據顯示，目前國內汽車行業(yè)中車用芯片自研率僅占10%，90%汽車芯片都依賴進口。全球汽車半導體銷售額中，只有不到3%來自中國企業(yè)，歐洲企業(yè)約占37%，美國企業(yè)約占30%，日本企業(yè)約占25%。近年來，華為海思、地平線、上海芯旺、賽騰、比亞迪、大唐電信、黑芝麻、芯馳科技、杰發(fā)科技、全志科技、紫光同芯、和芯星通等國內芯片廠商均有芯片產品陸續(xù)通過車規(guī)級AEC-Q100認證，但尚未形成大規(guī)模批量化供應能力，難以滿足國內汽車芯片的實際需求（見表2）。目前，國內汽車芯片有兩種發(fā)展趨勢漸趨明朗。一是汽車芯片廠商與主機廠進行深度融合發(fā)展。例如，地平線與長安汽車、奇瑞和長城汽車等車企開展車規(guī)級智能芯片合作開發(fā)。二是比亞迪、上汽、北汽、吉利汽車等汽車企業(yè)走芯片自主研發(fā)之路。例如，比亞迪在芯片領域布局較早，打破飛思卡爾、英飛凌、恩智浦等跨國公司在車規(guī)級IGBT領域的壟斷，成為全球首家將SiC模塊應用于汽車主電控的半導體廠商。

三、江蘇汽車芯片供給情況

1.汽車芯片產業(yè)基礎正在形成

產業(yè)發(fā)展具有良好基礎。江蘇芯片產業(yè)規(guī)模全國第一，2020年全省芯片產業(yè)累計銷售收入2820.7億元，同比增長28.7%，集聚了一批以華潤微電子、SK海力士、臺積電（南京）、華虹半導體等為代表的頭部企業(yè)。芯片封裝測試產業(yè)規(guī)模全國第一，全國十大封測企業(yè)省內占據5位，其中新潮科技、華達微電子排名進入前5。省內已建成12英寸產線5條、8英寸產業(yè)5條、6英寸產線17條，3英寸以上晶圓制造生產線共計58條，同時建成一批模擬及數模混合電路、微機電系統(tǒng)（MEMS）、高壓電路以及射頻微波電路等特色專用工藝生產線，制程工藝水平和晶圓產能持續(xù)提升。

汽車芯片產業(yè)初具規(guī)模。江蘇省汽車芯片產業(yè)依托集成電路的基礎優(yōu)勢，在芯片設計、制造、封裝、測試、應用領域形成一批具備國際競爭力的優(yōu)勢企業(yè)。目前，省內具備批量供應車規(guī)級芯片的企業(yè)共有20家，主要分布在南京、無錫、常州、蘇州、南通、揚州等地，涉及分立器件、功率器件、電源管理芯片、傳感器、總線通信芯片、MCU等產品領域（見表3）。

芯片技術水平逐步提升。揚杰科技、無錫新潔能全力推進高端功率MOSFET和IGBT芯片及模塊的研發(fā)與產業(yè)化，積極布局SiC/GaN第三代半導體技術，部分產品逐步實現進口替代;蘇州國芯科技自主開發(fā)系列化32位嵌入式RISC CPU-C*Core及SoC設計平臺技術，擁有完全自主的知識產權;英迪芯、國芯科技、芯馳科技、大唐恩智浦等企業(yè)主要開發(fā)各類車身控制用MCU芯片，包括電機控制、車燈控制、動力總成控制、車身控制等;中科芯、新潔能等為代表的五家芯片企業(yè)，已經入蘇州金龍、南京開沃等四家整車企業(yè)和零部件企業(yè)驗證和測試環(huán)節(jié)，規(guī)模化量產在即。

2.自主可控能力有待進一步加強

產業(yè)鏈技術壁壘高，自主可控能力不足。汽車芯片具有高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性等特點，在設計能力、生產工藝、制造設備等領域具有較高技術壁壘。目前江蘇省內自主芯片企業(yè)產品大多應用于商業(yè)級（消費級）和工業(yè)級，在車規(guī)級領域產品布局相對較少，且車規(guī)級產品在工作溫度、錯誤率、使用壽命等性能指標方面同國際領先企業(yè)存在一定差距，技術積累不足，難以達到15年以上穩(wěn)定供貨能力和技術支持能力。

本土企業(yè)產品層級低，競爭力相對較弱。目前，江蘇省內汽車芯片頭部企業(yè)基本為外資企業(yè)或國內頭部企業(yè)江蘇分部，且大多數為單一制造工廠，在研發(fā)、設計領域基本處于空白。而本土芯片制造企業(yè)產品配套層級相對較低，產品大多為二極管、三極管、車身基礎控制MCU及其他功率芯片，在中高端控制芯片、高性能功率芯片、高算力計算芯片等中高端芯片領域產品布局缺乏，尚未實現批量供貨能力，整體競爭力較弱。

車規(guī)級驗證難度較高，供應體系切入難。車規(guī)級芯片行業(yè)準入門檻高，產品認證周期一般長達兩年，江蘇企業(yè)難以在短期內突破。此外，江蘇省內芯片企業(yè)入局車規(guī)級產品時間晚，國內主流整車企業(yè)、系統(tǒng)零部件企業(yè)及汽車電子系統(tǒng)集成商與外資汽車芯片企業(yè)長期以來形成穩(wěn)定的供應鏈關系，加之國內外整車企業(yè)、系統(tǒng)零部件企業(yè)和汽車電子系統(tǒng)集成商出于保證整車安全性、可靠性及規(guī)避風險和責任等方面的考慮，大多選擇國外汽車芯片供應商，采用國內汽車芯片的積極性不高，江蘇省內芯片企業(yè)難以進入車規(guī)級芯片供應體系。

四、關于化解汽車芯片產業(yè)風險的幾點思考

加快提升汽車芯片供給能力。江蘇需抓住我國新冠疫情防控得力、經濟率先恢復的有利條件，以及個別國家技術封鎖帶來的倒逼壓力，做好汽車芯片產業(yè)布局優(yōu)化和產業(yè)轉移工作，由省有關行業(yè)主管部門牽頭，成立汽車芯片保障工作組，制定專項行動計劃，科學調度汽車芯片產業(yè)鏈關鍵材料和關鍵環(huán)節(jié)，加速推進芯片廠商替代供應，加強供應鏈建設。以南京、無錫、蘇州為基地，引進和吸收先進生產制造工藝，推進現有生產線提升工藝水平，推動先進生產線的引進和建設，達到具有國際競爭力和持續(xù)發(fā)展力的芯片制造能力。

加大芯片產業(yè)精準扶持力度。全面調研摸排江蘇汽車芯片產業(yè)相關企業(yè)發(fā)展情況，建立汽車芯片企業(yè)全生命周期檔案，實時跟蹤重點項目建設進展，針對重點企業(yè)實施個性化精準扶持。加強汽車芯片領域集成電路設備、材料與工藝結合，開展關鍵技術攻關，支持國產設備和材料的規(guī)模化應用。加大整車、系統(tǒng)、芯片聯合攻關力度，加快攻克車規(guī)級芯片技術。加快重大項目建設進度，積極培育一批汽車芯片相關領域創(chuàng)新型企業(yè)，提升江蘇汽車芯片產業(yè)的總體競爭力。

促進產業(yè)鏈協同發(fā)展。發(fā)揮整車帶動效應，建立國產汽車芯片應用的保護機制，引導更多有實力的整車企業(yè)進入車規(guī)級芯片市場，大力促進行業(yè)資源優(yōu)勢集中和有效整合，加速形成汽車芯片全產業(yè)鏈協同發(fā)展格局。加強全產業(yè)鏈創(chuàng)新能力建設，進一步發(fā)揮江蘇省智能網聯汽車創(chuàng)新中心功能，推動從原材料到基礎器件、系統(tǒng)集成，再到整車制造的全產業(yè)鏈協同創(chuàng)新和整體升級，打造高水平智能網聯汽車創(chuàng)新聯盟。推動傳統(tǒng)汽車制造業(yè)與信息技術產業(yè)深度融合，加速汽車產業(yè)變革，助力構建新型產業(yè)生態(tài)體系。

強化汽車芯片產業(yè)人才支撐。人才是破解核心技術“卡脖子”、提升產業(yè)鏈供應鏈安全性和競爭力的關鍵。鼓勵在蘇高等院校設立汽車芯片相關專業(yè)、研究院，瞄準集成電路“卡脖子”難題，培養(yǎng)汽車芯片等集成電路領域高層次人才和產業(yè)急需人才，支撐汽車芯片等集成電路產業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展。創(chuàng)造“類海外”的發(fā)展環(huán)境，大力引進國內外一流的汽車芯片人才和團隊來江蘇創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。完善鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)造的分配激勵機制，落實科技人員科研成果轉化的股權、期權激勵和獎勵等收益分配政策。

（作者單位：江蘇省經濟和信息化研究院）