理工酷

2021年03月24日发布

汽车半导体概述

一般可将汽车半导体分为模拟IC、逻辑IC、存储IC、分立器件、微控制IC、光学器件、传感器、执行器几个大类。

汽车电动化与智能化的趋势下，汽车半导体价值量不断增加。根据英飞凌数据，2020-2030十年间，自动驾驶从L2提升至L4/5，半导体的单车价值量有望提升5倍。从轻混到纯电，单车半导体价值可增加50%。

汽车电子产业链分工明确，集中度较高。上游为Tier2电子元器件供应商，其将产品售给中游Tier1系统集成开发商，后者主要负责模块化功能的设计、生产与销售，将模组供应给下游汽车整车厂商。

汽车芯片荒的前因后果

（一）现状：本轮芯片短缺预计使得一季度全球汽车产量下降10%左右。多家车企公告芯片短缺。此次芯片短缺主要为MCU。

（二）原因分析

1、表面原因：（1）疫情及突发事件干扰；（2）汽车厂商对需求反弹估计不足；（3）消费电子等挤占产能；（4）汽车芯片使用的8英寸晶圆供不应求

2、深层原因：把“鸡蛋”放在了一个篮子里。汽车MCU行业的门槛高，却没有话语权，逐渐将MCU产能七成外包台积电。汽车MCU芯片集中度很高，却只占台积电约3%的产能，量价均不高，因而产能紧张时，汽车芯片产能得不到保障。

（三）预计持续时间：MCU短缺预计持续至四季度。

相应政策建议

1、车企丰富产业链模式，管理供应链风险

汽车电子的产业链较之前更加“边界模糊”，MCU领域亦应如此。由于半导体产业链分工，IDM将部分零部件外包给制造厂商，例如很多IDM都没有ADAS系统MCU的自产能力。半导体供应商应加强与汽车厂商和一级供应商的合作，如英伟达与奥迪合作建立无人驾驶AI技术平台，通过AI神经网络规划无人驾驶路线。如特斯拉自研芯片和软件，大陆收购Elektrobit，进军IC设计领域，同时半导体供应商开始研发电子控制模块。

借鉴宝马和丰田的未雨绸缪。车载芯片供应商应有正确的产能预判能力，及时了解车企的产能变化需求，有成熟的风险评估体系和抗风险计划，具备缺货的推演和预备能力。宝马公司绕过一级供应商直接向晶圆厂下单，挺过危机。丰田对于汽车芯片厂商的严密控制已有十年，本次危机中安然无恙。2008年后丰田建立了“救援”系统，将大约6800个零部件的供应链信息存入数据库中，每天、每周和每月，丰田都会与产业链上的各级供应商沟通，频繁下达产量计划，以保供应。2011年311东日本大地震救援瑞萨工厂后，丰田入股瑞萨，进一步加强了与汽车芯片厂的直接联系。

车企或可采用多供应商策略，加大布局。2月22日，上汽集团下属企业上汽乘用车宣布已于日前与智能汽车芯片企业地平线达成战略合作，双方将共同打造对标特斯拉FSD的下一代智驾域控制器和系统方案。这是近期继长城汽车后，又一家公开宣布入局汽车芯片领域的整车企业。

2、加强本地化生产，减少供应链依赖

中国车规级MCU市场占全球份额超过30%，但几乎100%依赖于进口。中高端芯片市场主要被博世、大陆集团、采埃孚等国际厂商所占据。

各国政府已采取相关措施。欧盟和美国拜登政府都在考虑解决芯片短缺问题的方法，并通过更本地化的生产来减少对来自亚洲供应链的依赖。工信部2月9日发布消息称，工业和信息化部装备工业一司、电子信息司就汽车芯片供应短缺问题与相关企业座谈交流，建议汽车芯片供应企业高度重视中国市场，加大产能调配力度，提升流通环节效率，与上下游企业加强协同，努力缓解汽车芯片供应紧张问题，为中国汽车产业平稳健康发展提供有力支撑。

具体办法方面，包括设立汽车产业核心芯片及生产设备国产化重大专项，设立芯片薄弱环节的重大科技专项，掌握EDA设计软件、生产设备（高端光刻机）、原材料等国产化核心技术，提升我国芯片产业的核心竞争力。强化激励政策鼓励企业加大投入，支持芯片设计和制造企业，弥补空白芯片领域。推动和鼓励主机厂敢于试用或大规模应用国产汽车主芯片，支持主机厂在整车开发过程中与国内汽车芯片商及早开展汽车芯片定制化研发，通过深度协作来提升汽车芯片品质与供应稳定性。以及从国家和行业标准角度制定准入和技术门槛，加强行业标准制定，主要是测试验证标准，确保半导体产品达标，让整车企业敢于使用国产化芯片。

3、根本方法是汽车芯片架构升级

汽车的产业变革自上而下，首先变革的是动力系统、智能座舱以及自动驾驶，最终ECU、ESP这些依然使用着老旧芯片技术的底层系统也终将会被新技术所替代。本次缺货的品种MCU芯片颇为传统，恰恰证明目前的汽车革命尚未进行到一个彻底的阶段，尚未有一个更为简洁有力的技术架构和芯片品种替代这种零散琐碎的MCU。全产业链跟随时代进步，才是芯片危机最好的解法。

风险提示：突发事件影响供应、厂商扩产不及预期