“南北大众”停产背后的汽车缺“芯”之殇

海外疫情影响到了汽车半导体行业。

12月6日，据央视财经报道，“南北大众”（上汽大众和一汽大众）因为关键零部件芯片短缺而面临生产中断的风险。据悉，一汽大众自12月初起已经进入停产状态，而上汽大众于12月4日开始停产。

尽管随后两家均表示仅是部分车型受到影响，多数车型处于正常交付状态。但大众中国方面表示，新冠疫情所带来的不确定性影响到了一些特定汽车电子元件的芯片供应，而中国市场的全面复苏也进一步推动了需求增长，使得情况更加严峻。

此次大众汽车芯片短缺主要集中在ESP（车身电子稳定系统）领域，该汽车半导体功能模块主要由汽车零部件巨头大陆和博世提供。

目前，博世集团表示将竭尽全力保持供应稳定，而大陆集团则称，尽管上游半导体生产商已通过扩大产能来应对近期激增的需求，但扩充的产能需要6到9个月才能实现，因此芯片短缺可能将持续到2021年。

上游汽车半导体供应商处于Tier2的角色，他们将芯片供应给博世、大陆等Tier1供应商，Tier1生产出完整的控制器后再交付给车企。

而在11月初，全球第五大汽车半导体企业意法半导体由于员工不满管理层制定的薪资制度出现大规模罢工现象。12月初，汽车芯片厂商龙头NXP（恩智浦）则宣布，受疫情影响，恩智浦面临产品严重紧缺和原料成本增加的双重影响，决定全线调涨产品价格。

海外疫情还无明显恢复迹象，中国虽处于全面恢复状态，但在全球汽车半导体产能受限的情况下，国内车企的缺“芯”问题再次暴露出来。

随着汽车电子化、智能化的时代到来，车用芯片的需要不断上升。但长久以来，汽车半导体行业多被国外厂商垄断，中国汽车芯片自主率目前不足5%。

越来越重要的汽车芯片

相比于手机芯片、电脑芯片等消费电子芯片，汽车芯片并不被更多普通用户所了解。但事实上，汽车零部件在逐渐电子化的过程中，需要大量的主控芯片和功率芯片，而随着汽车智能化的提升，车联网、ADAS等场景下的计算类、存储类、通信类芯片的需求也开始上升。

目前，按照功能种类划分，汽车芯片主要分为主控/计算类芯片、功率芯片、传感器、通信芯片、车用存储器以及其他芯片（如专用ASSP等）。

此次引发缺货潮的ESP控制模块便是需要作为主控芯片的MCU（微处理器）来实现控制功能。MCU是将CPU、存储器、USB、AD转换等集成在同一块芯片上，形成芯片级计算机，作为汽车电子系统内部运算和处理的核心。

ESP工作示意图

ESP的控制功能一般集成在ECM（发动机电喷控制器）中，ESP工作时，接收发动机转速信号、方向盘转角信号等，由集成在ECM内的MCU判断出驾驶员意图和车辆行驶状态，通过执行机构调整，干预纠正车辆过度转向或转向不足，确保车辆操纵的稳定性。

功率芯片则主要包括IGBT（绝缘栅双极晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。功率芯片是电控能量管理的核心部件，负责控制系统直、交流电的转换，承担高、低压转换。

汽车功率芯片分布

以IGBT模块为例，其为电控系统的核心器件，担负着电控系统将动力电池直流电能转换成驱动电机所需交流变频电能的功能，IGBT模块的优劣决定了整车的电能转换效率的高低。

其他像传感器类、无线通信类、存储类芯片就和消费电子类芯片相似，实现各自的功能，如氧传感器感知发动机内的氧含量、通信芯片实现汽车联网通信等。

汽车芯片供应受限并不能通过短时间更换供应商来实现。相比于消费类电子芯片，汽车芯片的车规级要求需要供应商通过更长的周期来进行适配。机舱传感器-40℃-150℃的温度要求，汽车行驶过程中振动、雨淋等抗干扰要求，以及汽车半导体更长使用周期下的可靠性和一致性要求，使得汽车供应商需要提前2-3年与车企进行测试验证。

而事实上，较长的供应周期之外，目前我国在汽车电子芯片领域较低的自主率也无法满足全球产能受限给国内市场带来的压力。

芯片短缺背后：自主率不足

市场研究机构Gartner的数据显示，全球汽车半导体市场2019年销售规模为410.13亿美元，预计2022年有望达到651亿美元，占全球半导体市场规模的比例有望达到12%，并成为半导体细分领域中增速最快的部分。

其中，欧洲汽车半导体2019年产值达到150.88亿美元，占到全球汽车半导体总产值的36.79%。美国汽车半导体市场规模达到133.87亿美元，占比为32.64%。日本汽车半导体2019年产值达到106.77亿美元，占比为26.03%。

2019年汽车半导体市场地区分布情况 数据来源：Gartner

但作为全球汽车半导体需求占比超过30%的国家，我国2019年汽车半导体销售收入仅为10亿美元左右，占比不到3%，和欧美日相比，差距很大。

同时，在全球前20大汽车半导体厂商中，仅有闻泰科技收购的安世半导体入围，且排在末位，市场份额为1.4%，与恩智浦、英飞凌等欧洲头部厂商10%的份额相比仍有差距。

2019年汽车半导体市场全球TOP20 数据来源：Gartner

较大的差距背后是自主率的不足。在最为重要的主控芯片领域，MCU、GPU、FPGA等通用芯片被国外巨头高度垄断，自主率不足1%。

同样重要且单车占比价值最大的的功率半导体领域，国内有所布局，但自主率也仅为8%，传感器类、通信类芯片随着智能汽车的加速有望提升，但目前自主率也均在4%左右。

国外汽车工业长期的积累造就了汽车半导体巨头的聚集，全球前20大汽车半导体企业中，欧洲占到5家，其中3家在TOP5的位置，竞争力强悍。

自主率低已是不争的事实，但也必须迎接挑战，国内企业也正在通过不同的路径进行提升。

任重道远的国产替代之路

并购国际优质汽车半导体资产是国内厂商的路径之一，过去几年，不少企业通过并购得到了发展。

2016年，四维图新收购杰发科技，布局车载影音娱乐芯片，杰发科技的前身是联发科旗下的汽车电子事业部，后来独立运行；2018年，韦尔股份收购全球汽车图像传感器第二大企业豪威科技，同年闻泰科技收购安世半导体，安世半导体的前身是恩智浦旗下的标准产品事业部，专注于分立器件、逻辑器件及MOSFET器件的生产销售。

目前，这些国内企业正在通过收购不断推进国产进程。今年6月，杰发科技和国内汽车零部件头部企业德赛西威达成合作，为其提供智能座舱芯片。11月，杰发科技也与方正电机达成合作，为其提供车身控制MCU芯片。

收购国外优质企业也加强了国内企业的盈利能力。2019年，韦尔股份营收达到136.32亿元，同比增长40.51%，净利润为4.66亿元，同比增长221.14%。目前，韦尔股份的股价已较2019年初翻了8倍。

而闻泰科技2020上半年营收241.18亿元，同比增长110.93%，净利17.01亿元，同比增长767.19%。股价则由此前的不足200亿元成功迈向千亿元俱乐部。

企业并购之外，也有逐步成长的自主企业。今年2月，斯达半导体在上交所上市，发行价12.74元，随后的一个多月连续涨停，目前其股价已达到252元，市值超过400亿元。

斯达半导体是国内较早入局功率半导体IGBT的企业，自2005年成立以来，一直致力于IGBT芯片及 IGBT模块的设计、制造和测试。IHSMarkit的报告数据显示，在 2018年IGBT模块供应商全球市场份额排名中，斯达半导体排名第8位，成为TOP10中唯一一家中国企业。

2018年全球IGBT市场份额

2019年，斯达半导体的汽车级 IGBT 模块已经配套了超过 20 家终端汽车品牌，合计配套超过 16 万辆新能源汽车。

以IGBT为主的功率半导体也是目前国内汽车电子芯片市场自主程度最高的领域，今年2月，比亚迪IGBT团队已经独立成比亚迪半导体，此外中车株洲所、士兰微、扬杰科技、宏微科技等，也都在进行车用IGBT的研发和生产。

同时，相比于传统汽车半导体厂商的垄断，随着智能汽车发展起来的ADAS芯片、自动驾驶芯片等新的领域，国内企业如芯驰科技、地平线、黑芝麻智能等也已做出具备和国外厂商竞争的产品。

面对中国巨大的汽车市场，汽车半导体的国产替代还有非常大的空间，但面对巨大的差距，汽车芯片的自主之路依然任重道远，企业需要沉下心来，认真对待挑战颇多的芯片产业，避免未来汽车行业陷入缺“芯”风险。