智能汽车的「芯」战役

发布时间：2021-10-28 22:42:21来源：极客公园

全球「缺芯」给汽车行业敲响警钟，芯片自研已经成为必然趋势。

撰文|靖宇

「我们正在失去中国市场。」

大众汽车CEO赫伯特·迪斯最近在某次公开场合说出了这样一句话，事实上他并没有危言耸听，从2020年开始的全球范围的芯片供应紧缺对汽车公司产生巨大冲击。

根据ForecastSolutions的统计数据，截至今年8月全球范围内因芯片短缺导致的汽车减产已达585万辆。其中中国市场减产112.2万辆。预计2021年全球汽车减产或将超过700万辆。分析机构认为，芯片短缺或导致全球汽车产业损失1100亿美元。

汽车芯片紧缺到什么程度？车企要么减产甚至停产，而有一心交货的汽车公司，甚至需要等货源充足后，再让消费者将新车「返厂」，补装之前无法到货的传感器。

当然，行业中难免有例外，国产厂商比亚迪在此次「缺芯」浪潮中不仅并未受到冲击，而且乘用车，尤其是新能源车销量连续追高。能在「缺芯」冲击下独善其身，正是因为自2004年开始布局，经过17年发展，比亚迪已经建成包括设计、晶圆、封装和测试一体的汽车芯片生态。比亚迪半导体成熟生态的存在，让比亚迪整车能够「逆势飞扬」。

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芯片界难产「黑马」

其实，「缺芯」影响的不止是汽车行业，向来以供应链能力著称的苹果，因为供应链问题，最新的手机、笔记本和手表产品都创下交付周期的纪录。其中的一个原因毫无疑问是新冠疫情的黑天鹅，不仅芯片生产环节受到影响，全球物流受阻也让供应链恢复更加艰难。

更重要的原因，是随着芯片行业多年发展，早已形成了设计、晶圆、封装、测试等上下游环节分开，各个环节高度集中的格局。例如大家熟知的台积电，就是主要从事晶圆代工的巨头，苹果、华为等公司的芯片设计好后，会委托台积电进行芯片的生产，而封装、测试工作可能会由其他专门公司进行操作。

上海慕尼黑电子展上展出的汽车芯片｜视觉中国

术业有专攻的好处是能够提升效率，降低成本，缺点是一旦一个环节出现问题，整个生态遭殃。而且由于芯片产业研发、生产和测试的周期以年计，生产排期都在半年以上，不存在可以临时增加产能的情况。也正因为每个环节都需要大量技术积累，即便有心要杀进半导体领域，没有十年以上的技术研发和积累，很难产出能用的芯片。

以本次汽车行业的「缺芯」为例，其中一个重要原因，是马来西亚的芯片工厂因为疫情遭到封锁，而作为汽车芯片的重镇，马来西亚工厂的封测产能约占全球封测产能的13%。英飞凌、意法半导体、恩智浦等汽车芯片巨头都在马来西亚设立工厂，也因此遭到重创。

而因为上述半导体公司在汽车芯片供应链占有市场份额较大，以至于一家供应出问题，全球车厂产线停顿。以英飞凌为例，公司生产的IGBT（绝缘栅双极晶体管）芯片，属于汽车功率半导体，控制能量变换与传输，用于电机驱动控制系统、热管理系统、电源系统，对于电动车的意义不言而喻。目前英飞凌的IGBT产品在汽车行业中占有50%左右的市场，可谓一家独大。

大型公司在寻找供应链时往往会准备多个备选，但是在芯片方面很难实现，就是因为芯片行业进入难、量产难等特性。不过至少在IGBT产品层面，全球车厂现在多了一个选择。

经过多年技术攻坚，2018年比亚迪发布全新车规级「IGBT4.0」技术，相比市场上的同类产品，比亚迪的IGBT产品电流输出能力高15%、综合损耗降低约20%、温度循环寿命提高约10倍。去年，比亚迪又推出了基于750V平台高密度沟槽栅设计的IGBT5.0芯片，是比亚迪半导体凭借雄厚的技术积累，直接跨越了普通的沟槽栅技术的一代IGBT。

截至目前，搭载比亚迪的IGBT芯片的车辆已经超过百万辆。根据Omedia数据，在国内市场，比亚迪IGBT产品市场份额为19%[l1]，在国外同类产品之外，为国产电动车核心芯片撑起一片天。

同时，比亚迪也开始将研究重点移至下一代功率半导体器件SiC（碳化硅）上。相比于传统半导体使用的材料硅，碳化硅在热导率、电子饱和率等方面都有更好的表现，更适合高温、高频、大功率场景下的使用。而在电动车领域，SiC有机会让电动车能耗更低，效率更高，最终节省成本提高续航。

行业巨头Cree指出，预计到2022年，SiC在电动车用市场空间将快速增长到24亿美元，是2017年车用SiC整体收入（700万美元）的342倍。

目前，知名半导体厂商和车企都已经加入到SiC产品的研发上。国内，比亚迪汉已经在EV车型上开始使用自主研发的SicMOSFET（碳化硅功率场效应晶体管）。无论在国内还是全球，比亚迪都是首次将SiC产品「上车」的公司。

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智能汽车的「芯」战场

「如果不造车，我会去造芯片。」比亚迪创始人、董事长王传福到底说没说过这句话，已经是一个迷思了。但事实是，比亚迪不仅造了车，而且做了芯片，并且布局很早，已有很深的技术积累。

早在17年前的2004年，比亚迪就成立了半导体业务的前身比亚迪微电子，并将科研精力放在核心元件IGBT芯片上。2008年比亚迪成立宁波晶圆工厂，为半导体业务的下一步发展奠定了重要基础。

2010年，比亚迪自造的1.0代IGBT芯片问世。2013年，2.0代芯片正式装车比亚迪e6。2018年，比亚迪微电子发布全新一代车规级IGBT4.0芯片。2020年，在发布IGBT5.0之外，比亚迪微电子更名为比亚迪半导体有限公司。

数据显示，2019年-2020年比亚迪半导体在中国新能源乘用车电机驱动控制器用IGBT模块全球厂商中排名第二，位于英飞凌之后，在国内厂商中排名第一。截至去年年底，比亚迪半导体以IGBT为主的车规级功率器件累计装车超过100万辆。

在IGBT之外，比亚迪在MCU即微控制单元产品上同样进行了布局，作为汽车智能化控制的核心元件，MCU堪称是电动车的智能中枢。

事实上，不仅IGBT和MCU，经过十七年的发展，比亚迪半导体在CMOS图像传感器、电流传感器、嵌入式指纹识别传感器、LED光源、LED显示屏、ACDC、电池保护芯片等多个方向上进行技术突破，并已形成稳定量产产品。其产品不仅涵盖了大部分智能汽车零部件，同时在工业级和消费级电子产品方向也极具竞争力。

不久前，苹果公布了搭载自研M1Pro和M1Max芯片的MacBookPro新品，除了全新设计外观，其自研芯片「吊打」同行更是人们关注的焦点。

车厂自研芯片已经成为趋势｜视觉中国

有一种观点认为，智能汽车就是带轮子的智能手机，至少从芯片数量来看，确实如此。和传统汽车使用500个左右芯片相比，智能汽车对于芯片的需求提升至少三倍。小鹏汽车创始人何小鹏曾经披露其产品搭载的芯片数量是1700颗左右。

业内人士透露，以新能源汽车为例，2025年，芯片在汽车中的成本预计会从目前约4500元/车上升至8000元/车，到2030年进一步上升至约15000元/车。

本次全球汽车「缺芯」也为车企敲响警钟——核心芯片供应链掌握在自己手里更安心。同时，要使产品在功耗、成本和表现上更有竞争力，重要芯片自研是必然趋势。

而对于像比亚迪这样在电池、芯片乃至内饰材料上均采用全套生产自研的公司，无疑已经抢占先机。

目前，继比亚迪电池之后，比亚迪半导体在经历过两轮巨型融资之后，开始考虑分拆上市，其估值据传至少300亿元人民币。从某种意义上讲，这对国内乃至全球汽车公司来说都是好事，比亚迪电动车的强劲销量和表现，体现了比亚迪半导体产品的实力，而这样一个技术生态的对外开放，也让汽车公司有了更多选择，缓解国外半导体垄断市场所带来的负面影响。

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