特斯拉为什么不缺芯？

来源:电子工程世界发布时间:2021-10-3051浏览

2021年，缺芯问题依然折磨得车企生不如死。研究机构AutoForecast Solutions数据显示，截至今年9月26日，缺芯造成全球汽车市场累计减产量达到893.4万辆，中国市场累计减产181.4万辆，占总量的20.3%。受大环境影响，国内诸多车型出现停产缺货现象——车企造不出来、4S店是一车难求，一些车企甚至出现了高价买库存芯片、交付缺少部分零部件的车型的现象，在国内的大小行业活动和高管采访中，车企老板们面对销量下滑的问题，也全部将锅甩在了缺芯上面。不管大小、新老车企，缺芯已然成了销量下滑、业绩不佳的遮羞布。但仔细观察市场，在缺芯的大势之下每个企业受到的影响其实各不相同，特斯拉在缺芯严重的第三季度销量大增至了73%，Model Y更是以3.3万台的销量成为SUV市场销量第一名，把连续坐榜99个月的哈弗H6都落下了马。

▲2021年前三季度特斯拉生产和交付情况

表面上看，特斯拉作为小车企，每年产量还不如大企业的一款车型，所以受到缺芯的影响更小，但事实绝不这么简单。一方面，热门新造车公司的产量远低于特斯拉，但依然受到了缺芯影响，所以规模小不是借口。另一方面，大众集团近期的高管会议上，集团CEO迪斯远程连线了马斯克，当众表扬特斯拉通过“研发新控制器来解决缺芯问题”的做法，则正说明特斯拉是用技术和运营能力在解决缺芯问题。总而言之，当行业普遍缺芯的客观原因一致的时候，谁的主观能动性越强，谁就越能抵御风浪，实现逆势增长。
01.自研19款MCU 快速部署软件

2020年，一场新冠肺炎疫情让汽车行业遭受重创。首先是受疫情影响，工厂无法开工；然后是消费者信心下降，导致汽车销量降低。当时，上游芯片厂商看到了个人电脑、手机、游戏机等市场一片繁荣，汽车市场短期内无法快速恢复。因此，汽车芯片的生产没有受到足够的重视。去年下半年，随着中国疫情逐渐好转，汽车行业逐渐恢复。然而，行业汽车对市场需求判断失误，导致汽车芯片供需失衡。去年年底，第一轮缺芯潮爆发了。第一轮缺芯潮影响了了包括大众集团、通用汽车等多家车企巨头。当时车东西调查发现，汽车行业内出现短缺的芯片主要是被动元器件以及MCU芯片。而在2020年全年，特斯拉的年销量只有50万辆。作为一家全球性车企来说，这一销量并不算巨大，因此第一轮芯片短缺对特斯拉的影响有限。2021年年初，上游芯片厂产能不足的情况仍然没有好转，加上美国得州发生暴雪，出现芯片厂电力紧缺；日本瑞萨电子工厂发生大火，部分产线停产……种种原因综合，汽车行业的MCU芯片陷入第二轮紧缺状态。彼时，特斯拉Model Y在上海工厂实现量产交付，需求的增长，让特斯拉首次面临缺芯的困境。特斯拉一季度财报公布后的电话会议上，特斯拉首次确认芯片出现短缺，主要缺口是微控制器芯片。今年2月，特斯拉在美国的弗里蒙特工厂甚至被迫关闭两天。有消息指出，当时弗里蒙特工厂的Model 3车型生产线停产两周。

▲特斯拉弗里蒙特工厂

马斯克在推特中说，零件短缺造成工厂关闭，但没有详细说明究竟是哪些零件出现了短缺。实际上，今年一季度特斯拉出现零部件供应短缺之后，特斯拉的工程团队和软件团队就开始着手解决这些问题。特斯拉在二季度财报中写道：特斯拉的团队快速反应，减轻了芯片短缺的后果。当时，特斯拉的电气和固件团队正在设计、开发、验证新的微控制器，种类则达到了19种。因此，特斯拉在二季度财报中还写上了一句很有底气的话：“今年二季度，虽然半导体供应短缺仍在持续，但我们能进一步提升产量。”重新研发的MCU能够让特斯拉摆脱供应不足的情况，但是有了新的硬件，软件怎么办？近期，大众集团CEO迪斯在内部会议上，请来马斯克线上参会，就谈到了特斯拉快速部署软硬件的话题。马斯克说：“我是一名工程师，除了汽车之外，我还对供应链、物流和生产流程很着迷。”迪斯则透露，特斯拉相比汽车行业内其他企业更迅速地应对了芯片短缺问题，其团队在2～3周内重写了软件，无论是老硬件还是新硬件，特斯拉的软件都能适配。正是有这19种全新的MCU，特斯拉能够在今年二季度保持产量增加。
02.四大秘诀曝光供应商看好特斯拉未来

实际上，特斯拉不缺芯的秘诀并非仅有一个，在研究机构摩根士丹利看来，特斯拉拥有四大秘诀。日前，推特上曝光了一份摩根士丹利的研究报告，这篇报告由摩根士丹利首席分析师Adam Jonas起草。报告指出，特斯拉在今年三季度的交付量达到24.1万辆，相比预期的22.2万辆高出9%。正因为特斯拉有能力避免因缺芯停产，因此才创造了公司历史上产销量和财务数据表现最好的一个季度。报告说道：“特斯拉三季度交付量不是重点。重点在于特斯拉如何找到足够的芯片造车？”

▲摩根士丹利发布的报告

报告认为，特斯拉能够确保供应共有四大原因。第一，特斯拉拥有强大的垂直整合能力。报告指出，特斯拉可能是全球垂直整合程度最高的OEM厂商，因此特斯拉能够更早地了解到供应链的情况，并采用多家供应商保证供应。与此同时，特斯拉的售价透明，任何消费者提车的价格都是一样的，不会有渠道溢价。事实确实如此，早在今年一季度，特斯拉在面临停产之时，就已经开始研发替代MCU芯片和固件，并且最终解决MCU芯片短缺问题。第二，特斯拉拥有自研芯片的能力。特斯拉最知名的自研芯片就是其自动驾驶芯片，其单颗芯片AI算力能够达到36TOPS，每辆特斯拉都配备两颗芯片。正是这两颗自动驾驶芯片，让特斯拉的L2级自动驾驶功能长期都是行业标杆。

▲特斯拉自动驾驶电脑

报告指出，特斯拉将最新一代的处理器应用于车辆，能够在其供应链中建立强大的通信联系。因此，在面对芯片短缺时，特斯拉能够快速响应，芯片团队有能力自研或者寻求替代芯片。而在汽车行业内，大多数企业都不具备自研芯片能力，一旦出现芯片短缺，只能寻求供应商协助，车企自身没有任何替代方案。第三，特斯拉拥有很强的谈判能力。摩根士丹利的研究人员在向零部件供应商调查了解时发现，特斯拉拥有相比其他车企更雄心勃勃的企业文化。与此同时，特斯拉加速开发内源技术，让众多供应商保持警觉。在面对行业内普遍芯片短缺现状，特斯拉的谈判能力在一定程度上能够确保优先供应。第四，特斯拉的规模还不算巨大，但供应商看好特斯拉的发展。报告指出，相对于传统车企巨头来说，特斯拉的规模相对较小，同时购买人群相对较小，因此受芯片短缺影响并不明显。与此同时，众多供应商看好特斯拉的发展。即便特斯拉现在年产规模并不大，但供应商认为未来几年内特斯拉将成为一个“大客户”。如果几年后特斯拉每年产量能够达到现在的几倍，现在于特斯拉维系好关系，未来才能够持续稳定得到特斯拉的订单，更有长远价值。在汽车“新四化”背景下，供应商已经看到了智能电动汽车必然是未来的大趋势。因此，供应商对汽车行业的探索一定程度上会参考特斯拉需求的零部件。因此，在特斯拉在上海建设工厂之后，不少国内供应商都希望在特斯拉工厂附近建厂，更好服务特斯拉，在智能电动车领域占领一席之地。
03.简化车辆部件软件功能更重要

今年7月～8月，全球车企迎来了第三轮缺芯潮。主要原因是马来西亚新冠肺炎疫情爆发，导致芯片测封厂无法开工，这就导致芯片制造的最后一个环节无法完成。而特斯拉也在此轮芯片短缺中受到影响，车辆交付时间延长。不过，特斯拉还有自己的绝招——实现相同功能的前提下简化配置。国内市场中，特斯拉Model 3标准续航升级版的交付时间为6～10周，高性能版会在第四季度交付。特斯拉Model Y标准续航版交付时间达到6～10周，长续航版会在第四季度交付，高性能版预计第四季度开始交付。车东西分析，特斯拉对车辆电子电气架构的升级、简化硬件配置，在一定程度上，也能避免芯片短缺造成的影响。据了解，现阶段一辆汽车往往需要40～80个微控制器，加上传感器、计算芯片等，整车的芯片数量可能超过1000个，加上数千个二极管、三极管等分立器件，以及数万个电阻、电容等被动器件，整车电子元器件的数量将非常高。并且，豪华车型、智能车型，其所需的电子元器件更多。在众多的芯片中，只要有一颗供应不足，车辆就无法制造。而特斯拉，正是让汽车变得更简单的先锋。特斯拉Model 3和Model Y两款车型，没有传统汽车的仪表，也没有大量的实体按钮，所有的信息、娱乐都显示在一块中控屏幕上。与此同时，此前有媒体报道称，特斯拉首款车型Model S拥有长达3公里的线束，而如今的Model Y车型，整车线束仅有大约100米。大幅简化的车辆内饰，以及更先进的电子电气架构，让特斯拉整车的计算相对更加集中。而目前，全球只有较少车型已经升级了域控制器电子电气架构，大多还以ECU为分布式计算单元。这就让车内芯片用量、线束用量显著增加。特斯拉对电子电气架构的升级，让车辆的大多数计算集中在车机电脑（特斯拉MCU 2）以及自动驾驶电脑（特斯拉Hardware 3）中，减少线束用量的同时，也减少了分布于车辆的芯片用量。

▲特斯拉上海工厂Model Y生产线

此外，特斯拉也在让L2级自动驾驶变得更简单。今年5月，特斯拉布局已久的纯视觉感知上线，随即特斯拉取消了美产Model 3和Model Y车型的毫米波雷达，整车仅有摄像头感知。而毫米波雷达，正是第三轮缺芯潮中的主角。车东西此前了解到，马来西亚部分芯片工厂停工，给博世ESP/IPB、VCU、TCU等系统的芯片供应造成非常大的影响。博世中国副总裁徐大全在个人朋友圈中表示，某半导体芯片供应商工厂因新冠肺炎疫情影响，已有20多人因病疫牺牲，3000多人的工厂已有上百人感染新冠病毒。

▲博世中国副总裁徐大全的朋友圈

与此同时，朋友圈的配图写着“楼，6层，跳还是不跳？带上领导还是不带？”更是令人揪心。今年9月，国内造车新势力企业理想汽车交付7094辆，环比下滑24.8%，没能与蔚来、小鹏并肩迈入月交付万台的大关。出现短缺的正是毫米波雷达中的一颗定制芯片。这颗芯片还不能用通用计算芯片代替，结果就导致毫米波雷达无法生产，新车无法如期交付。实际上，毫米波雷达芯片的短缺仅仅是汽车行业大规模芯片短缺的一个缩影，电子电气架构过于复杂，也是当今汽车行业芯片短缺的重要原因之一。面向未来，汽车将实现中央计算的电子电气架构，届时，车内芯片的用量会不断减少，我们也将看到电子部件更加集中的智能汽车。
04.结语：应对缺芯特斯拉仍是行业标杆

2020年～2021年，汽车行业虽然面临新冠肺炎疫情、芯片短缺等多种挑战，但智能座舱、L2级自动驾驶、电动汽车正在成为汽车行业最大的增长点。汽车“新四化”正在成为行业共识的今天，芯片正在成为汽车内最核心的部件之一。作为造车新势力的头部，特斯拉的创新不仅局限于驾驶体验，对汽车制造也有更多有价值的探索。因此，应对全年的芯片短缺，特斯拉并没有出现规模减产、无法交付的情况。与此同时，今年三季度特斯拉汽车毛利率达到30.5%，在汽车行业内几乎无人能敌。这能够说明，应对行业普遍的芯片短缺上，特斯拉仍然是行业标杆。

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