王海燕

北京市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究中心 北京市 100027

1 “芯片荒”對汽車企業(yè)的影響

當(dāng)前，在“芯片荒”等因素影響下，汽車制造企業(yè)普遍面臨缺芯現(xiàn)象，出現(xiàn)排產(chǎn)困難、減產(chǎn)和利潤下降等問題，對工業(yè)領(lǐng)域全年穩(wěn)增長工作提出了挑戰(zhàn)。

1.1 芯片短缺導(dǎo)致車企減產(chǎn)明顯

目前，與自動駕駛、座艙芯片相關(guān)的芯片沒有明顯缺貨現(xiàn)象，應(yīng)用在ESP、ECU 的MCU 微控制單元芯片是這一輪“缺芯潮”的主角。北京奔馳今年一季度芯片短缺形勢仍未好轉(zhuǎn)，多個控制單元零件依然存在芯片短缺問題。北京現(xiàn)代2021年減產(chǎn)5 萬輛，今年一季度減產(chǎn)約3 萬輛。北汽越野車因缺少組合儀表、車身控制器模塊、主機、顯示屏等，企業(yè)采取汽車下線補裝的數(shù)量超過1000 臺/月。芯片到貨時間晚于生產(chǎn)計劃時間約2 周左右，2021年生產(chǎn)供貨保障率平均為78%，全年停線時間14 小時，甩件補裝工時1857小時。

1.2 芯片價格上漲壓縮了車企的利潤空間

“芯片荒”導(dǎo)致汽車芯片價格暴漲、供貨周期延長，影響了企業(yè)正常排產(chǎn)，車企出現(xiàn)了不同程度的減產(chǎn)甚至停產(chǎn)，部分車廠只能采取補裝方式，保證車輛交付。由于汽車芯片供應(yīng)短缺、恢復(fù)周期不清晰等因素，市場上出現(xiàn)了分銷商囤積居奇、漫天要價的情況，部分汽車芯片價格上漲30-40 倍，甚至上百倍。芯片采購成本大幅增加，平均漲幅在50%以上，壓縮了企業(yè)利潤，同時也造成了資金壓力。以北汽越野車為例，受芯片資源短缺影響，2021年實際采購額為3336萬元，多支出采購額3036 萬元，利潤總額同比下降71.2%，大幅壓縮了公司的利潤空間。

2 汽車芯片短缺原因分析

2.1 需求端原因

一是汽車企業(yè)對芯片需求的總量增加。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計分析，2021年，汽車產(chǎn)銷2608.2 萬輛和2627.5 萬輛，同比增長3.4%和3.8%，結(jié)束了自2018年以來連續(xù)三年下降趨勢。2月份，汽車行業(yè)生產(chǎn)指數(shù)和新訂單指數(shù)均高于54.0%，生產(chǎn)經(jīng)營活動預(yù)期指數(shù)自1月起連續(xù)兩個月位于60.0%以上的高位景氣區(qū)間。

二是汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化。伴隨汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化程度的不斷提高，車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛以及智能汽車的出現(xiàn)，使得每輛車的芯片搭載量迅速上升，推動全球車用芯片的需求快速增長。以新能源汽車為例，一輛燃油車至少安裝40 種約500 顆芯片，新能源汽車則需至少安裝110 種約1500 顆芯片，高端車型甚至需安裝150 種以上，芯片總數(shù)達到3000 顆以上。預(yù)計到2030年，汽車芯片的總體市場規(guī)模增長將超過1 倍，達到1150 億美元，約占整個芯片市場的11%。

2.2 供給端原因

一是汽車芯片市場為歐美巨頭壟斷。從全球汽車芯片產(chǎn)業(yè)分布情況可以看到，全球汽車芯片供應(yīng)商競爭格局較為集中，超過80%的芯片供應(yīng)商企業(yè)位于美國、歐洲、日本，恩智浦、英飛凌、瑞薩電子、意法半導(dǎo)體、德州儀器5 家汽車芯片廠商的市場占有率在50%左右。中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2020年我國自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模僅占全球的4.5%，90%以上汽車芯片依賴進口，關(guān)鍵系統(tǒng)芯片全部為國外壟斷。當(dāng)前我國汽車半導(dǎo)體銷售收入僅為10億美元左右，全球占比不到3%。

二是疫情等因素影響了汽車芯片的供給。受疫情及自然災(zāi)害影響，歐洲和東南亞汽車芯片主要供應(yīng)商降低產(chǎn)能或關(guān)停工廠的事件陸續(xù)發(fā)生，短期內(nèi)削弱了芯片的產(chǎn)能。受疫情影響，汽車零部件供應(yīng)商對全年車市景氣度回升的估計不足，下調(diào)了訂單量。年末出現(xiàn)的汽車銷售旺季導(dǎo)致汽車企業(yè)對芯片需求的增加，受5G 技術(shù)、疫情居家辦公等因素的推動，消費電子領(lǐng)域?qū)π酒男枨罂焖僭黾?，芯片生產(chǎn)企業(yè)搶占了部分汽車芯片的產(chǎn)能。由于汽車芯片存在生產(chǎn)廠家少、測試周期長、安全性要求高等因素，芯片生產(chǎn)企業(yè)無法迅速增加產(chǎn)能。汽車行業(yè)恐慌性的囤貨，在一定程度上加劇了芯片短缺的情況。

2.3 汽車芯片行業(yè)的特點

一是國產(chǎn)替代等方式難以做到供貨即用。當(dāng)前，不少國內(nèi)整車制造企業(yè)希望用國產(chǎn)化芯片替代國外供應(yīng)，但由于國產(chǎn)芯片技術(shù)不成熟、芯片的穩(wěn)定性、安全性及替換試驗驗證周期較長等因素，發(fā)動機等核心芯片仍需依賴國外進口。另外，對于汽車企業(yè)來說，單個芯片的替換可能涉及到整車系統(tǒng)的重新適配、驗證和調(diào)試，國產(chǎn)替代、更換供應(yīng)商等難以做到供貨即可用。

二是汽車芯片的采購方式。本次“缺芯”問題的爆發(fā)，與汽車行業(yè)普遍采用的“低庫存、高周轉(zhuǎn)”的精益生產(chǎn)模式有關(guān)。在這種模式下，除了個別企業(yè)外，直接零部件廠是Tier1（一級供應(yīng)商），芯片廠是Tier2（二級供應(yīng)商），整車廠與芯片廠一般沒有直接的商務(wù)往來，僅技術(shù)部門有溝通。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，北京奔馳、北京現(xiàn)代等合資企業(yè)，主要通過總部調(diào)配。北汽越野車等企業(yè)不是由整車廠向芯片原廠直接購買，而是向博世等車規(guī)級半導(dǎo)體供應(yīng)商購買。這就導(dǎo)致了芯片供應(yīng)商傾向優(yōu)先滿足先進制程和出貨量大的行業(yè)需求，整車廠商需求整體偏小，供貨優(yōu)先級較低，造成供貨量、供貨周期均不穩(wěn)定。行業(yè)影響力較大的車企掌握更大話語權(quán)，有機會獲得更多的芯片分配。

3 汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈及國內(nèi)行業(yè)現(xiàn)狀

3.1 汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈

汽車芯片指用于車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的半導(dǎo)體產(chǎn)品。汽車芯片大致可以分為：主控芯片、MCU（微控制單元）功能芯片、功率芯片、存儲芯片、通信芯片及其他芯片( 傳感芯片為主) 六大類。

汽車芯片上游一般為基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料，包括硅片、光刻膠、CMP（化學(xué)機械拋光）拋光液等；制造設(shè)備和晶圓制造流程(芯片設(shè)計、晶圓代工和封裝檢測)，重點企業(yè)有原材料企業(yè)東京應(yīng)化、晶瑞股份、日本信越等，芯片制造設(shè)備企業(yè)晶盛機電、日立科技等，遠景制造企業(yè)臺積電、格羅方德等。

中游一般指汽車芯片制造環(huán)節(jié)，包括智能駕駛芯片制造(GPU 芯片、FPGA 芯片、ASIC 芯片)，輔助駕駛系統(tǒng)芯片制造(ADAS芯片)、車身控制芯片制造(MCU 芯片)，重點企業(yè)有瑞薩電子、賽靈思、德州儀器、意法半導(dǎo)體、英飛凌等。

下游包含了汽車車載系統(tǒng)制造、車用儀表制造以及整車制造環(huán)節(jié)，重點企業(yè)則主要為車載儀器、系統(tǒng)及整車制造領(lǐng)先企業(yè)。

3.2 我國自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小

從各個國家的自主汽車芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，根據(jù)ICVTank 數(shù)據(jù)，2019年汽車芯片產(chǎn)業(yè)歐洲、美國和日本公司分別占37%、30%和25%市場份額，中國公司僅為3%。當(dāng)前我國汽車芯片企業(yè)的主要產(chǎn)品為計算芯片和AI芯片，廠商數(shù)量分別在113 家和100 家，傳感器、通信、LED 及其他芯片的廠商較少，在30 家以下。規(guī)?；钠囆酒a(chǎn)品供應(yīng)商企業(yè)性質(zhì)主體均為民營、外資和合資。我國汽車半導(dǎo)體銷售收入僅為10 億美元左右，全球占比不到3%，和歐美相比差距巨大。

我國汽車芯片產(chǎn)業(yè)的起步較晚，而且國內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)鏈也不夠頂尖和完善，這就造成了我國汽車芯片企業(yè)的競爭力遠不抵國外企業(yè)。當(dāng)前，我國國內(nèi)也有部分廠商開始攻克汽車芯片領(lǐng)域，布局產(chǎn)業(yè)鏈，成為國內(nèi)汽車芯片的領(lǐng)先企業(yè)。從我國汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈中游汽車芯片制造業(yè)企業(yè)分布來看，我國汽車芯片制造行業(yè)企業(yè)區(qū)域分布高度集中，主要集中在北京、上海和廣東，其他地區(qū)企業(yè)相對較少。

3.3 汽車芯片行業(yè)未來發(fā)展前景可期

來自Gartner 與北京市半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，中國汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模占據(jù)著全球市場1/5 的總量，且近年來一直在持續(xù)增長。2020年，我國新增超5000 家汽車芯片相關(guān)企業(yè)，比2019年上漲187.4%。從長遠來看，芯片制造商與汽車工業(yè)之間的關(guān)系將更加密切。新四化下國內(nèi)新能源市場快速崛起，輔助和自動駕駛等功能得到發(fā)展，需要更先進的芯片，汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模及份額或?qū)⑦M一步擴大。到2030年，中國汽車半導(dǎo)體市場總規(guī)模將達159 億美元。

全球芯片產(chǎn)業(yè)將迎來第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，預(yù)計未來幾年時間內(nèi)，國際芯片制造巨頭將紛紛到中國建廠。而華為、地平線、黑芝麻等自主芯片廠商也有望依托本土化帶來的快速反應(yīng)能力搶占一定的市場。目前，中國企業(yè)在中低端汽車芯片領(lǐng)域已經(jīng)基本實現(xiàn)了自主設(shè)計和生產(chǎn)，伴隨著高級別自動駕駛逐步得到推廣，SoC 芯片的大量應(yīng)用也將為自主芯片廠商提供換道超車的機會。

4 緩解“芯片荒”，推進芯片國產(chǎn)化需多點發(fā)力

4.1 加強汽車芯片企業(yè)的供需對接

為加強汽車芯片的供需對接，由工信部支持國內(nèi)120 余家整車、零部件和芯片企業(yè)成立的中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟于2020年9月成立，旨在以下游汽車應(yīng)用牽引上游芯片攻關(guān)，推動國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。由于汽車芯片對于可靠性的要求很高，車載芯片標(biāo)準(zhǔn)和驗證體系的缺乏會限制汽車半導(dǎo)體及關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展。建議由聯(lián)盟牽頭，制定并發(fā)布國產(chǎn)芯片對標(biāo)手冊，積極對標(biāo)各國際廠商芯片技術(shù)體系及性能指標(biāo)，規(guī)范國產(chǎn)芯片行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，完善各級別國產(chǎn)芯片標(biāo)準(zhǔn)。對于符合國家通用標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)，實行授權(quán)生產(chǎn)的方式，整車廠可以根據(jù)產(chǎn)量在已有授權(quán)的基礎(chǔ)上向晶圓廠訂單生產(chǎn)。加速汽車芯片驗證中心的建設(shè)與發(fā)展，提升國產(chǎn)芯片的質(zhì)量。

在市級層面，建議組織召開汽車芯片供需協(xié)調(diào)會，暢通汽車芯片供需信息渠道。搭建北京市汽車芯片在線供需對接平臺，實現(xiàn)供需信息的在線更新和實時共享。推動汽車企業(yè)與汽車芯片企業(yè)開展戰(zhàn)略合作，建立一批上下游緊密合作，分工明確，利益共享的一體化產(chǎn)業(yè)組織新模式，共建汽車半導(dǎo)體生態(tài)圈。

4.2 支持國產(chǎn)芯片研發(fā)和生產(chǎn)

汽車芯片有跟傳統(tǒng)電子產(chǎn)品不一樣的特點，首先，市場規(guī)模小，利潤率比較低；其次，汽車芯片的工作環(huán)境更加惡劣，且對使用壽命提出了更高的要求，至少需要穩(wěn)定工作10年以上。再次，整車廠對芯片的前期測試認(rèn)證流程非常繁瑣，需要進行可靠性、一致性、安全性和環(huán)境驗證，且耗時較長。一般情況下，在初期選定芯片供應(yīng)商之后，后期就不會主動進行更換。一個企業(yè)生產(chǎn)汽車芯片，必須有先發(fā)優(yōu)勢的積累，否則進入汽車芯片的制造領(lǐng)域，會面臨非常高的壁壘和風(fēng)險。因此，企業(yè)開展芯片自主開發(fā)的意愿較低，汽車芯片行業(yè)缺少綜合性原始創(chuàng)新能力。建議國家加大對具有自主研發(fā)能力的芯片企業(yè)的支持，穩(wěn)定國產(chǎn)芯片市場。加大對整車制造企業(yè)國產(chǎn)化芯片應(yīng)用的資金補貼力度，促進車規(guī)級芯片國產(chǎn)化進程。

4.3 對購置國產(chǎn)汽車芯片的企業(yè)給予幫扶

由于汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈非常長，從設(shè)計、流片、測試、認(rèn)證，還有一個很長的應(yīng)用環(huán)節(jié)，在這個過程中，就需要一個完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)來支持。擺在眼前的一個困境是：主機廠率先使用新品帶來的后期風(fēng)險和責(zé)任誰來承擔(dān)。如果因為芯片質(zhì)量產(chǎn)生一定的召回，雙方的責(zé)任該如何劃分。芯片企業(yè)提供的產(chǎn)品可能相對整車價值而言就幾塊錢或幾十元錢，但因為召回會被要求賠償幾十萬元的車輛價值，汽車企業(yè)自然會有顧慮。上述問題得不到解決，產(chǎn)業(yè)上下游將無法形成協(xié)同。因此需要推出一些創(chuàng)新舉措，對于購置并使用國產(chǎn)汽車芯片的零部件企業(yè)，政府可考慮給予財政補貼或稅收減免。探索運用汽車芯片保險等金融手段，來分擔(dān)國產(chǎn)汽車芯片使用過程中的風(fēng)險。

4.4 完善汽車芯片產(chǎn)業(yè)配套布局

北京在汽車芯片領(lǐng)域的企業(yè)有核芯達、兆易創(chuàng)新、大唐電信、紫光國微、四維圖新、地平線公司、北京君正等公司，產(chǎn)品主要集中于車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛AI 芯片、新能源汽車領(lǐng)域。相對于其他地區(qū)，北京在汽車零部件領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈配套企業(yè)很少，企業(yè)零部件采購對外地依賴性較強。汽車“芯片荒”暴露了產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈短板，應(yīng)著力優(yōu)化汽車制造上下游產(chǎn)業(yè)鏈的配套建設(shè)，圍繞整車制造龍頭企業(yè)加強產(chǎn)業(yè)配套，提高產(chǎn)業(yè)配套率和提升行業(yè)聚合力。發(fā)揮京津冀協(xié)同優(yōu)勢，在園區(qū)建設(shè)、招商引資中加大京津冀三地生產(chǎn)布局，降低汽車制造綜合成本，為吸引更多更優(yōu)質(zhì)的汽車制造產(chǎn)業(yè)資源落戶北京發(fā)展創(chuàng)造條件，增強產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和穩(wěn)定性。

4.5 多舉措解決芯片領(lǐng)域的卡脖子困境

面對芯片領(lǐng)域的卡脖子困境，發(fā)展國產(chǎn)替代是集成電路行業(yè)長期內(nèi)的重要發(fā)展方向。當(dāng)前，在美國的技術(shù)制裁政策下，我國集成電路龍頭企業(yè)與臺積電等同行的技術(shù)差距在不斷拉大，技術(shù)節(jié)點止步于14nm。從產(chǎn)業(yè)鏈條上看，除芯片設(shè)計能力外，我國在生產(chǎn)設(shè)備、芯片原材料和設(shè)計軟件等方面與國外還存在較大差距，特別是在高性能芯片領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)的全球競爭力仍較弱。

北京的集成電路產(chǎn)業(yè)整體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境與長三角和珠三角地區(qū)相比，成本高企、人才落戶難等問題仍困擾著企業(yè)發(fā)展。因此，我市需要結(jié)合北京集成電路企業(yè)發(fā)展實際，加大對國產(chǎn)創(chuàng)新設(shè)備有針對性的政策支持力度，在大力推動國產(chǎn)設(shè)備“0-1”創(chuàng)新突破的同時，需要以促進國產(chǎn)創(chuàng)新裝備應(yīng)用為目標(biāo)，加大力度推動國產(chǎn)創(chuàng)新設(shè)備實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。啟動招商引資和產(chǎn)業(yè)培育專項工作，支持中芯國際等龍頭企業(yè)在京津冀范圍內(nèi)布局產(chǎn)業(yè)鏈，推進半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化，保障國產(chǎn)芯片生產(chǎn)的安全。盡快彌補半導(dǎo)體材料創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)配套不足短板，抓緊制定和實施北京高端人才個稅返還政策，營造良好的、有活力的半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展環(huán)境。