国产芯片上车大事纪
面对芯片短缺的危机，中国整车制造商已经提前预警，但却遭遇了一场无法预知的挑战。他们在半年前通过邮件告知博世和大陆需要备货，然而对方似乎并未充分重视，危机最终爆发。对于主机厂的指责，一级供应商高层给出了有力的回应。他们强调，虽然汽车主机厂对芯片供应充满焦虑，要求芯片厂商增加夜班生产，但实际上晶圆厂的生产从未停止过。这些细节揭示了车企对芯片领域的陌生以及之前的不重视。对处于供应链二级的芯片了解不足是可以理解的。更为关键的是，中国汽车芯片产业在这轮危机中暴露出的依赖问题。例如，在车规级MCU领域，中国企业的缺席率极高。根据StrategyAnalysis数据，海外厂商在这一领域的市场占有率高达98%，国产化率仅为2%。中国汽车工业协会前副会长董扬认为这种情况是由全球经济形势和世界经济发展状况决定的，而非汽车行业或芯片行业的失误。他也指出中国芯片产业依赖进口的现状是历史形成的。美国的限制令和全球缺芯危机给中国车企带来了机会。为了应对不确定的未来，他们开始积极采购国内芯片，这给本土芯片公司带来了施展才华的机会。如今形势正在发生变化，汽车行业开始变得更加开放，愿意尝试新的供应商产品。黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣表示，本土汽车芯片企业正面临一个明显的机会。近几年，无数芯片创业公司纷纷入场，其中一些主攻云端芯片的创业公司已经开始筹备。而在车规芯片领域，一些先行者也开始看到了曙光。关于车规级芯片的具体情况，本文将从以下几个方面展开梳理：首先是车规级IGBT为何成为本土企业最早取得突破的一个大类；其次是为什么我国车规级MCU国产化率那么低；最后是国产SoC芯片厂商在追赶过程中面临的最大风险是什么。在车规级芯片中，本土企业在IGBT领域率先取得了突破。汽车芯片大致分为控制车辆的MCU、负责功率转换的功率半导体以及大算力系统级芯片SoC等。其中，MCU和功率半导体中的IGBT是数量最多的两类芯片。比亚迪和中车时代等企业通过收购掌握了IGBT技术，并开始了早期的布局。他们的成功收购标志着中国企业在汽车芯片领域开始有了自己的声音。由于历史原因和验证周期冗长等因素的影响，中国车企对国产IGBT的验证并不充分。尽管如此，本土企业依然坚持不懈地提早布局，为未来的发展奠定了基础。接下来我们将深入探讨其他类型的车规级芯片以及国产芯片厂商面临的挑战和风险。直至2009年，比亚迪的IGBT1.0横空出世，这一技术创新让中国实现了在IGBT技术上的巨大突破，人们这才明白王传福收购宁波中纬半导体的深远意义。随后，比亚迪接连推出IGBT2.0和IGBT2.5，虽然当时并未引起太多关注，但这只是比亚迪实现自主生产IGBT芯片的初步尝试。随着后续更新的芯片与比亚迪自家新能源车相结合，公司终于迎来了属于自己的春天。
随着新能源汽车对电力控制需求的激增，功率半导体特别是IGBT作为调节电路中电流电压的关键元件，其重要性日益凸显。在燃油车中，功率半导体的价值含量虽居次要地位，但在纯电动车中，其价值占比却飙升至最高，达到55%。
与此其他企业也在努力追赶IGBT技术的脚步。中车时代布局IGBT的初衷虽非为造车，而是为了高铁建设。当时，中国每年消耗的IGBT数量惊人，进口芯片金额更是高达12亿元。为了改变这一现状，中车株洲研究所果断决定吸收创新成果，建设8英寸IGBT生产线。如今，世界第二条8英寸IGBT芯片生产线已在丁荣军的领导下成功投产。
斯达半导的崛起与沈华博士密不可分。他在关注到中国半导体行业的空白现状后，决定创立斯达半导。随着国家对IGBT研制的重视，斯达半导获得了国家资金的支持。该公司从组装IGBT模块入手，凭借优秀的渠道关系和深入了解国内外客户需求的优势，迅速赢得了市场认可。如今，这三家公司均已成功获得主机厂的订单。
比亚迪自2015年开始自主供应IGBT，并向外供应给商用车；中车时代于2017年切入车规级IGBT市场，主要服务于国资背景的客户；斯达半导的客户群体更为广泛，包括国内外多家知名整车厂。随着电动车补贴政策的推动，中国新能源汽车市场迅速崛起，也加速了IGBT产业的发展。在新能源汽车需求的推动下，国产IGBT的市场份额逐年上升，今年一季度已占据40%的市场份额。
而在车规级MCU领域，比亚迪是最早进入的企业之一。经过十几年的研发，比亚迪终于在2019年推出了第一代车规级MCU芯片。其他企业如芯旺微等也在此领域积极投入，将车规级MCU推向汽车市场。车用MCU主要有不同类型的产品，其中32位MCU主要用于高端功能控制，如整车控制、智能仪表等。
中国在IGBT和车规级MCU领域正积极追赶国际先进水平，随着新能源汽车市场的不断扩大和技术的不断进步，这些领域的发展前景十分广阔。紧跟比亚迪和芯旺微的步伐，本土地图巨头四维图新也开始了汽车智能化领域的探索。
在2016年，四维图新以38.75亿的价格成功收购了联发科旗下的汽车电子部门杰发科技，意图进军MCU市场。跨界而来的四维图新很快便体会到了MCU行业的挑战。尽管在2018年杰发科技的收入达到了预期，但利润仅完成承诺的65%，随后的两年收入更是从5亿下滑至3亿。四维图新的财报指出，研发投入超出预期、研发周期延长是主要原因。
今年8月，杰发科技在武汉的一次论坛上展示了其车规级MCU产品——AC7840x系列，标志着其产品的成功量产。实际上，除了少数积极分子，大多数MCU厂商对于车规级产品持谨慎态度。MCU对于汽车的重要性不言而喻，就像人体的神经细胞，一辆车需要数十到上百枚MCU来控制车身、底盘、动力系统、智能系统以及娱乐系统。尽管国内有上百家公司涉足MCU领域，但车规级MCU因其高风险、长验证时间、低回报而令人望而却步。
以兆易创新为例，作为国内MCU的龙头企业，其2020年MCU出货量达2亿颗，但车规级MCU的量产却直到今年9月才实现。芯片厂商的谨慎除了考虑到MCU的高风险外，融资困难也是一个重要原因。
在2015年前后，芯片半导体是投资圈中的冷门项目，MCU更是冷门中的冷门。那时的市场上，几乎所有的热钱都集中在互联网领域。在2021年之前，MCU市场是一个不被资本看好的细分市场，总量不大、毛利较低、需求增长平缓、格局相对稳固。
MCU的价格在2020年已经连年下降，最低时平均价格逼近0.6美元一颗，汽车MCU市场规模仅占全球半导体市场规模的1.5%。即便如此，我国的车规级MCU仍面临困境。到2020年，国产车规级MCU的市占率仅有2%，主要供给商仍是国外企业。与IGBT相比，国产车规级MCU取得份额突破的道路仍然漫长。
而在另一领域，SoC（系统级芯片）的反击正在上演。随着智能座舱和自动驾驶的需求增长，传统的MCU芯片已无法满足需求，算力更强的SoC芯片应运而生。地平线、黑芝麻、华为和芯驰科技等新兴芯片科技公司正凭借AI算法优势切入这一市场。这些公司就像汽车芯片领域的“新势力”，正在寻求超越的机会。目前SoC市场仍主要由海外厂商主导，国内企业在智能驾驶技术发展的趋势下以及美国限令的压力下获得了更多机会，但要想与美方企业正面博弈，仍有重重关隘需要突破。探索芯片疆界：车企与国产制造商的联合突围
有金融界的观点指出，地平线、黑芝麻等具备追赶芯片算力的潜能，但产能始终是一个关键的难题，这也成为了自动驾驶芯片公司发展的巨大瓶颈。无论是国产汽车MCU还是国产SoC芯片，它们所面临的困境与国内消费电子高端芯片相似——掌握制造技术的核心力量不在大陆，而美国掌握了众多核心技术并频频对中国施压。
今年8月，英伟达宣布被美国要求限制向中国出口两款云端AI芯片A100和H100。在此背景下，本土人工智能芯片初创公司壁仞科技迅速响应，发布了全球算力领先的通用GPU芯片BR100，其性能是英伟达A100芯片的三倍。这一成就让人们看到了替代的可能性。
反转来得很快。由于美国的“芯片法案”，全球领先的半导体制造商台积电决定暂停为中国新创公司壁仞科技生产先进芯片，以确保符合新的法规要求。这一决定使得壁仞科技的先进产品被迫暂停。据台湾媒体报道，这一变动对壁仞科技造成了重创，该公司正在考虑裁员三分之一。
为了打破汽车产业的困局，中国的芯片制造商正在积极行动。自2021年芯片短缺以来，中芯国际投资45亿美元进行扩产，大多数资金都投向了成熟制程。与此华虹也开始其扩产进程。美国有意进一步扩大半导体设备禁令的消息让这场“国产替代”运动面临更大的挑战。
车企在这轮“芯荒”中同样饱受困扰，因此也开始大规模向芯片行业投资。从北汽、上汽到吉利、长城等传统车企，都在布局芯片领域，或是投资芯片企业，或是成立合资公司。而“蔚小理”更是直接效仿特斯拉，自主研发AI芯片。蔚来已组建近300人的芯片团队，同时研发自动驾驶和激光雷达芯片；小鹏的芯片团队也在开发对标特斯拉FSD的大算力自动驾驶芯片。理想汽车也在扩大其芯片团队规模。
业内人士指出，建立新的国产汽车芯片供应链并非易事。车企的供应链管理不仅要穿透到芯片企业，还要进一步延伸到芯片IP和芯片制造领域。华为在2018年后的策略为我们提供了参考：在下游，华为选择加码先进封装来绕开先进制程解决芯片制造问题。但要真正解决芯片制造问题，需要更多强有力的角色参与，将本土供应链串联起来。
这是一个挑战与机遇并存的时代，车企与国产制造商的联合突围，或许能为我们打开新的局面，共同探索芯片的无限可能。