2021年07月24日 | 自给率只有5%，车载芯片何时才能不被卡脖子？

芯片供应链全球结构性振荡，是中国芯片产业崛起的好机会。短缺可能将倒逼自主可控，2025年是一个不错的节点。

作者：谢人杰

从去年底到现在，车载芯片的讨论已成疲态。如果总结起来，大致达成广泛共识的有这么几条：

车载芯片和消费芯片生产链条相似，专业有差异，但价值前者不如后者；客户在东亚，东亚芯片产能和消费占比超过50%；美国虽然只占芯片产能的12%，但是美国公司占据芯片市场份额的46%，而美国对全球芯片产业拥有一骑绝尘的控制能力（辅以金融政治力量），美国目前不想对用户下手；中国在车载芯片上自给率只有5%，被卡脖子一点都不夸张。

拿下40%份额即可正循环

中国从政府到产业界，已经开始着手解决这个问题，并将其摆在和能源安全同等重要的战略地位上。有争议的是，我们多长时间能完成国产替代？其实不需要100%的内化，这样既不可能也不经济。国内厂商只要拿到国内市场40%以上的份额，就可以无须输血实现正循环，国产替代就可以视为实现。

因为无论外国政府还是跨国公司，都无法继续以断供来要挟了。而要挟本身，就是对国际供应链的毁灭性打击。国产替代实现，则“芯片供应全球化链条”同时实现解耦、重建。

有些时候，我们不需要从无到有，只需要解决商业竞争力的问题。如果芯片供应缺口达到低竞争力的厂商也有饭吃，市场问题也就近乎于消失。如果欧美再来个车载芯片限购（实际上不可能），就更完美地解决了上述问题。

一听说我国每年花3000亿美元进口芯片，就认为车载芯片市场巨大，其实即便从全球角度，车载芯片份额只相当于消费芯片的5%。不过随着新能源和智能化的发展，车载芯片需求正在飞速提升。

恩智浦作为车载芯片的老大，营收不到100亿美元，在全球前十名半导体企业中吊车尾。我国车载芯片的市场规模，到2022年将扩展到150亿美元，盘子不大。

车载芯片不如消费芯片赚钱的一个重要原因，就是新进入产能的车规认证耗时动辄两三年，这一部分时间成本将严重消磨代工厂的利润率。

车载芯片由“七长老”垄断

车载芯片如果按照模态分，可以分为数字芯片、模拟芯片和功率芯片（IGBT）。后两者我们也落后，但产能和技术处于追赶状态，属于“给点阳光就灿烂”型。

IGBT领域，英飞凌在我国市场份额58.2%、比亚迪18%、三菱5.6%，其余供应商都在3%以下。而新能源汽车中，按照数量，IGBT芯片占55%，其余为MCU（11%）、传感器（7%）和其他（27%）。

从价值上来说，MCU、算力芯片、EPROM芯片位居前列。缺芯最严重的车规级MCU控制芯片，“七长老”（瑞萨、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器、Microchip、意法）全球份额98%，近乎完全垄断，国产份额几乎为0。

但是INS的数据有争议。比亚迪从2018年开始自产8位车规级MCU，累计装车量达到700万颗，32位MCU装备在比亚迪汉、唐等车型上。

从传统视角看，比亚迪作为整车厂商，直接下场做芯片，是不讲武德。其实比亚迪也做电芯、模组和PACK。它自己就身兼Tier1、2、3的角色。

比亚迪是业内异类。北汽、上汽、吉利等企业是通过与半导体厂商合作成立新公司的方式入局。

创业公司开始分食Tier1的市场份额

如果不是芯片荒把主机厂逼迫得自己出去“觅食”，供应链正常情况下应该是这样的：OEM商不管芯片的事，无论大众、戴姆勒、丰田，还是长安、吉利、长城，都采购Tier1的整体解决方案（长城的情况发生了变化），而Tier1则包含博世、电装、摩比斯、大陆等。

主机厂采购当然有偏好，要考虑长期合作关系。譬如欧系厂商和博世，中国品牌和博世、大陆、博格华纳，日企和电装，韩企和摩比斯等，向来都是固定搭配。

不过，这两年算力芯片和平台冒出一大堆创业公司（地平线、黑芝麻、寒武纪），它们正在分食Tier1的市场份额。而华为则打通了Tier1和Tier2，走自己的路，不给别人走，是华为的风格。这是题外话，不赘述。

接下来就是Tier2的芯片厂商，包括“七长老”都是这个集团的。它们中间只有很少数的厂商拥有设计、生产、封测全套手艺，譬如意法半导体。

再下一层，就是代工厂商，三星、台积电、联华、联电、格芯、中芯国际等。它们中间也有三星、英特尔这样的全能选手，但多数是纯粹的代工厂。它们之下又统领了芯片生产链条。正是这个链条的某些环节被击穿，导致了全球范围内的缺芯。可见，主机厂对此基本无能为力，除非亲自下场。

在MCU、MPU领域，国内有兆易创新、中颖电子、上海贝岭等。这部分芯片对算力要求不高，技术壁垒也不高，国内厂商正谋求填补供应缺口。

而模拟芯片领域，中企技术上已经与外企分庭抗礼，甚至略微领先。5G物联网、WI-FI芯片、蓝牙芯片、射频芯片、信号链芯片、隔离接口芯片、传感器，都做得有声有色。国产化替代正在加速中。

封测领域我们本身有技术储备。美国泰瑞达和日本爱德万瓜分了国内80%的份额。中企在ATE设备上落后于两者，但比起芯片生产本身，封测领域比较容易实现国产化替代，但要面临技术降级的问题。

以前是不给机会，现在机会来了

从半导体生产链条而言，分为EDA设计、晶圆生成、流片、封测等。EDA三巨头Synopsys、Cadence和Mentor Graphics （西门子旗下），占全球份额65%，在中国则占95%。这种格局导致小厂商根本发展不起来。

目前，EDA巨头们没有任何迹象收回国内使用授权，但芯片企业已经有意识使用国内小厂商的EDA环境。目前只差临门一脚，就是禁用，类似MATLAB禁止哈工大使用那种。后者分分钟找到国内小厂商提供类似仿真工具。双方差距只在于数据库的完善程度，后者只能捡一点残羹剩饭吃，导致工具迭代一直像龟爬。如果用户支持，发展起来只是时间问题。如果美国禁令范围再扩大一些，EDA企业的发展助推力也就有了。

流片工艺非常复杂，加上晶圆，周期可能长达4个月。这也是为什么有人判断芯片供应缓和在4个月左右（显然不对）。而光刻机则被媒体广泛报道，以至于路人都晓得阿斯麦不卖给中国芯片代工企业。

阿斯麦极紫外光（13.5nmEUV）光刻机，在美国的禁令下确实无法交货，但这种光刻机用于生产5nm及更高制程芯片，车载芯片绝大多数在28nm以上。110nm就已经覆盖了70%的应用，而28nm已经成为先进制程和成熟制程的分水岭。

赛腾微电子高管称，以前是不给国产芯片机会，现在机会来了，从主机厂到Tier2，都愿意给国内芯片供应商机会，甚至还主动发起融资和收购。去年，共有534个半导体公司获得融资，总融资额达1536亿元。而国家级基金也重点投了52家公司，从芯片设计、封装测试到设备和材料，基本上沿着芯片链条布局。

台积电在2011年完成28nm研发，国内的中芯国际和华虹宏力分别在2015年、2018年攻克28nm稳产。而28nm光刻机，国内一直不能生产（目前能力在60nm左右），不过上海微电子日前交付了第一台用于生产28nm芯片的光刻机。

目前，国内28nm以上成熟制程自给率20%左右。技术已经基本打通，接下来的增长很可能呈指数态势。有人预计，4、5年内28nm完成全产业链国产化，国内市占率将达到70%-80%。而先进制程则要更久，很难预计。不过，因为硅基芯片的尺寸已经面临物理瓶颈，领先者的脚步已经慢下来。

“人汽”观察：

这一次芯片供应链全球结构性振荡，是中国芯片产业，特别是成熟制程的车载芯片崛起的好机会。短缺可能将倒逼我国汽车芯片供应链的自主可控。

2025年是一个不错的节点，“中国制造2025”包含了大量智能制造、工业自动化的内容。实现2025规划的前提是国产芯片产业的崛起。车载芯片恰逢其会，国产替代也有望在2025年前后实现。