近日，在2021年第一季度盈利电话会议上，首席执行官埃隆·马斯克表示，目前特斯拉遇到的最大的挑战是全球芯片供应链的问题，特别是微控制器芯片的短缺。他还指出芯片的供不应求导致了对其有需求的公司开始超额订购。高盛最新研究显示：全球有多达169个行业，在一定程度上受到芯片短缺影响，众多知名车企，宝马、戴姆勒、本田等主要车企相继宣布了最新停工计划。
2020年6月9日，特斯拉市值首次超过丰田汽车，这是全球汽车产业具有风向标的一天，它代表着全球汽车产业开启新的征程，智能电动的新汽车时代已经正式登堂入世。而6月初，汽车智能芯片创业公司地平线已完成高达15亿美元的C轮融资，投后估值高达50亿美元。投资者看好的正是地平线实现了中国首个车载商用芯片的前装量产，今年5月，地平线第三代车规级芯片征程5流片成功，芯片性能超越芯片特斯拉FSD。
中国汽车工业协会副秘书长杨中平表示：“我们预计近几年单车半导体使用量会从300美元上升到600美元，单车使用半导体数量增长快，市场前景看好，特别是纯电动汽车半导体需求量是传统汽车的5-6倍。”
高涨的新车需求倒逼芯片产能的提升。2021年汽车芯片市场走势如何？为何汽车业出现芯片短缺？中国汽车芯片企业目前发展遇到了哪些痛点？“缺芯”危中有机，汽车芯片厂商如何把握发展机遇？6月10日，在南京召开的世界半导体大会的论坛上，来自中国汽车工业协会副秘书长杨中平、国家新能源汽车技术创新中心副总经理邹广才、大中华区汽车电子事业部高级总监仲小龙、工业和信息化部电子工业标准化研究员陈大为和公司产品市场高级总监艾和志对这些热点话题给出了专业的分析和前瞻看法。
2022年中国汽车芯片市场规模将达千亿，关键系统芯片依赖进口
虽然国际汽车市场环境的不确定性在增大，但中国的超大规模汽车市场的优势正在展开。中国汽车工业协会副秘书长杨中平分享了一组最新数据，2020年中国汽车产销2522万台和2531万辆，产量连续12年位居全球第一，市场持续增长，前景广阔。
“2019年，全球汽车芯片市场规模约475亿美元，中国自主汽车芯片产业规模不到150亿元，而我国汽车产业规模占比全球超过30%，差距巨大。” 国家新能源汽车技术创新中心副总经理邹广才分析说，“单车汽车芯片成本均值，2019年约400美元/车，2022年约600美元/车，2022年中国汽车市场约2500万辆，汽车芯片市场可达到150亿美元（千亿市场），约占全球22%，孕育着巨大的市场机会和潜力空间。”
消费电子市场增长放缓，汽车芯片成为未来全球半导体市场的增量驱动主力。纵观全球及中国汽车芯片市场，整体趋势是车上的芯片越来越多，从新能源驱动和智能驾驶渗透率迅速攀升，智能新能源汽车用芯片市场年复合增长率高达21%。
邹广才提醒道，中国汽车产品用芯片进口占90%，关键系统芯片全部为国外垄断（包括先进、车载网络、三电系统、底盘电控、ADAS、自动驾驶），Stragy Analycs数据显示，2019年全球前十大车用半导体厂商的市场占有率达到67%，国内自主汽车芯片多用于车身电子等简单系统，进口渠道风险对于汽车产业和国民经济有显着影响。
“汽车缺芯”到底如何造成的？
据中国汽车工业协会分析，2021年1月到2月，芯片短缺问题造成国内整车生产企业减产5%-8%，IHS预测，芯片短缺导致2021年Q1全球减产100万辆汽车。美国政府将拨款370亿美元扶持美国半导体行业，其中包括重点解决汽车芯片供应短缺问题，提升本土供应比例。台积电、计划在美国本土开设晶圆厂，有一部分产能就是供应汽车芯片。
邹广才认为，中国汽车芯片短缺主要有四大原因造成。一是市场波动，主要表现为2020年新冠疫情导致消费电子芯片和汽车芯片需求高峰叠加，汽车芯片短期产能不足，去年汽车销量下滑，汽车厂商下调订单预期，到了第四季度汽车行业开始反弹，反弹速度非常快，汽车行业的下游来不及进行生产。
二是供需矛盾，汽车芯片需求侧呈现10%-20%增长，但是供给侧不足，汽车芯片投入大、难度高、利润有限，全球汽车用的半导体产能稳定，存在一个长期的。
三是国际政治原因，美国打压汽车产业链还叠加非市场行为造成市场囤货，打破产业供需平衡。
四、汽车芯片的国产替代全面开启，但是中国汽车芯片90%依赖进口，全世界的车用芯片或者说大部分生产都掌握在少数国家和少数企业的手中。比如2019年主要的国际汽车芯片研发公司、英飞凌和电子占市场供应量的40%，想要短时间内大幅度提升产能并不现实，再加上车用芯片利润率不高，关键系统芯片自主率只有5%-10%，受制于人。
作为全球汽车芯片领域的知名企业之一，英飞凌在汽车芯片市场占据13.4%的市场份额，英飞凌大中国区汽车电子事业部高级总监仲小龙认为，汽车“缺芯”，既是挑战也是机遇。他分享了一家客户的案例，今年这家客户的一款新车使用英飞凌的14颗，明年预计新车MCU使用量将达到20颗，随着自动驾驶和智能网联汽车推进，预计到2025年能够搭载L2+的整车达到250万辆以上，到2030年L4、L5将会逐渐量产。这都会导致在和传感器融合的器件将会占半导体成本的大头，英飞凌在不同的碳化硅和硅控制器件都有完善布局，同时也在传感器、和通讯器件、微控制器等核心领域系统器件有丰富的产品组合，都可以助力智能网联汽车和新能源汽车的推进。
“最近一两年，汽车半导体的全球大缺货甚至动用各国政要来半导体厂商催货。缺货也促进汽车半导体在ECU上的整合。”高通公司产品市场高级总监艾和志分析说，“汽车电子架构不断演进，不管大众还是特斯拉，知名整车企业都在电子电气架构中的整合上下大功夫，特斯拉已把整车的ECU从几十个缩减到20多个，下一步还会进行更加激进的电子电气架构的整合和演进，这些都需要作为平台厂商和半导体厂商提供基础的硬件平台的支持。”
罗兰贝格近期公布研究中预测，芯片短缺将持续到明年，恩智浦半导体预计今年全年汽车芯片供应都会非常紧张，并且提醒汽车业面临的芯片短缺问题可能会延续到2022年。
中国汽车芯片的四大痛点问题
不同于消费类芯片，车规芯片要求“高可靠性、高安全性、高稳定性”，需要经过2-3年严苛认证才能进入汽车供应链，拥有5-10年供货周期；严格技术标准和超长供货周期下，芯片企业-汽车电子厂商-整车企业形成强绑定供应链。
工业和信息化部电子工业标准化研究员陈大为表示，国内汽车半导体芯片呈现五大现状：1、高可靠芯片设计能力弱：2、缺乏汽车芯片生产控制：车规芯片是生产出来的，满足车规芯片要求的制程工艺（TS16949）产线不多。3、认证机构能力薄弱；4、缺乏标准认证体系；5、整车验证困难。
目前国产汽车芯片面临四大痛点问题，陈大为分析说：一是国产汽车芯片准入的基本要求标准目前没有；二是企业对于26262、ACE-Q100、102、103、104这些标准的理解还有很大的差距；三是芯片可靠性设计能力，许多公司还是有很多欠缺；四是符合TS 16949要求的工艺线有问题。
众所周知，在供应端，汽车电子对于半导体器件需求以MCU、NOR Flash、、等为主，主要依赖8寸晶圆产能，目前8寸晶圆产能紧缺涨价已经成为共识。陈大为还给了汽车芯片公司六大建议，涉及到策划阶段、设计阶段、量产阶段和车规认证的具体细节。他指出，策划阶段：芯片性能功能满足车厂、Tier1要求；设计阶段：芯片可靠性设计，里面有很多工具验证问题，这些都在设计阶段要关注的。
汽车芯片国产替代兴起 技术标准和测试工作必须先行
面对缺芯，中国汽车工业协会副秘书长杨中平建议两条腿走路：一是推动国内半导体企业发展；二是同时加强引入国外半导体企业的投资，带动产业的发展。当前，中国车规级芯片产业十分薄弱，特别是控制类芯片距离国际水平还有明显差距，汽车行业在满足应用条件基础上愿意使用更多国产芯片，基于现有条件打通应用痛点，加大国产芯片的推广应用力度，形成新的竞争力。
在汽车芯片领域，国产替代已经有芯旺微、纳芯微、比亚迪、杰发科技、地平线、等公司实现了突破。如芯旺微推出的8位和32位MCU多款产品已经通过AEC-Q100测试，车规级MCU年初或超过3000万颗，产品已经在东风、吉利、上汽/通用、长安、陕汽、广汽等对应的汽车零部件厂家批量量产和项目开发。
纳芯微电子2016年切入汽车芯片领域，面向汽车前装和后装市场推出了一些产品，包括、隔离驱动产品，这些都在汽车项目中开始批量供应。在新能源汽车上，件的主要应用有管理系统、OBC模块、电机驱动模块等。2020年，纳芯微隔离芯片在一款网红电动车——五菱宏光mini EV上取得突破，单季度出货量超过10万颗。
地平线公司是目前实现前装量产的国产AI芯片公司之一，是目前唯一覆盖从L2到L4级别全场景整车智能芯片方案的提供商。最新消息，地平线征程3芯片已经在新款理想ONE配置，双征程3芯片物理算力可以达到10Tops，感知计算FPS性能相当于30Tops的GPU，计算功耗仅为3W。近期，更高算力的征程5一次性流片成功，截至2020年末，征程芯片累计出货超过16万片。
2018年，比亚迪推出IGBT 4.0芯片，该产品性能优异，在多个关键性技术指标上优于市场主流产品，成为国内中高端IGBT功率芯片新标杆。2019年，比亚迪开发的第三代半导体功率器件SiC产品推出，2020年，比亚迪“汉” EV电机控制器首次装有自主研发的SiC 模块，从而显着提高了电机性能。除此之外，比亚迪半导体在传感器和车规级MCU方面也已经推出相关产品。比亚迪半导体已经推出了第一代32位车规级MCU，未来会推出多核的车载MCU。据悉比亚迪车规级MCU装车量突破500万颗。
国家新能源汽车技术创新中心副总经理邹广才表示，汽车芯片供应紧张是全球性的，预计至少需要1年时间才能缓解，而汽车芯片的供需矛盾将在未来相当一段时间长期存在。他分析说：“国内的汽车芯片产品和汽车芯片在市场上份额非常小，在汽车产品中呈现不均衡的局面，我们希望未来的国产汽车芯片在国产中占据一定的份额，所以国家新能源汽车技术创新中心联合上下游开展技术攻关、标准研究和测试评价的工作，帮助国产芯片上车。”
