一枚小小的芯片，讓全球各大汽車巨頭在剛開年就打了個趔趄，而這種“跌跌撞撞”的情況或許還將持續(xù)很長一段時間。
一枚芯片難倒眾“英雄漢”
從去年12月初開始，包括大眾、戴姆勒、福特、日產(chǎn)、本田、豐田、通用、寶馬等在內(nèi)的全球多家車企因芯片短缺問題導致工廠減產(chǎn)，甚至停產(chǎn)。
據(jù)統(tǒng)計，在過去的一個多月中，至少10家國際車企的19座工廠因為芯片短缺減產(chǎn)、縮短工作時間或者停產(chǎn)，受影響的車型逾20款。有專家預估，如果該問題得不到有效解決，部分汽車生產(chǎn)商從今年2月份起，每周產(chǎn)量將減少10%-20%。
本次汽車行業(yè)短缺的芯片主要包括用于ESP(電子穩(wěn)定控制系統(tǒng))及ECU(電子控制單元)的MCU(微控制單元)。一塊小小的芯片，居然就成了難倒眾多車企的大問題。
造成本次缺芯問題最直接的原因是新冠肺炎疫情在全球的流行。受疫情影響，海外規(guī)模較大的晶圓廠和封裝測試廠陸續(xù)停產(chǎn)、半導體公司停工，導致半導體元件持續(xù)短缺。此外，疫情的流行讓汽車企業(yè)在去年減少了對汽車產(chǎn)銷量的預期，故減少了對芯片的需求量，而疫情期間電子消費行業(yè)對芯片需求的增大，又讓部分半導體上游企業(yè)的芯片產(chǎn)能從汽車轉向了電子消費領域。然而，去年下半年以中國為代表的汽車市場復蘇所帶來的需求增加，讓整車企業(yè)不得不面臨供應不足而缺芯的尷尬局面。
一塊芯片真有這么難搞?
小小的芯片，能讓各家巨頭車企手足無措，其實也反映出當今汽車廠商對于供應鏈的依賴程度更高，以及高端芯片的制造難度之大。
日前，德國聯(lián)邦經(jīng)濟部長Peter Altmaier向中國臺灣的芯片制造企業(yè)臺灣積體電路制造股份有限公司(以下簡稱“臺積電”)致信，希望臺積電能夠快速提升產(chǎn)能和供應。臺積電是全球領先的上游芯片代工企業(yè)，牢牢掌握著芯片在晶圓制造環(huán)節(jié)的高端生產(chǎn)技術，這也意味著臺積電的產(chǎn)能將直接影響像英飛凌、恩智浦等下游車載芯片生產(chǎn)商的產(chǎn)能。
供應商的產(chǎn)量決定了芯片的供給量，但芯片制造本身也并不是一件易事，成本控制與技術突破，是當前芯片發(fā)展最難的部分。
現(xiàn)在制造一個芯片，需要300至500道工序，涉及精密機床、精密化工、精密光學等幾乎所有尖端技術。簡單來說，芯片的生產(chǎn)制造要經(jīng)過五個階段。第一是把沙子提純轉化為多晶硅;第二把多晶硅提煉為單晶硅之后切成晶圓片;第三是在晶圓上制造各種器件;第四，把芯片封裝起來;第五，做最后的測試。
在芯片制造領域，除了封裝和測試領域相對容易之外，前三個階段每個階段都很難。第一階段中多晶硅的純度要達到99.999999999%，平時所講的純金也不過才是99.99%。在第二階段的晶圓切片環(huán)節(jié)，晶圓的平整度甚至需要控制其自身重量導致的彎曲。
如果說前兩個階段就已經(jīng)很難了，那第三個階段只能說是難上加難。在晶圓上批量制造各種器件，需要叫做光刻機的設備。如果想要制造7nm或更高級別的芯片，必須要用EUV光刻機才能夠保證精度，而全球范圍內(nèi)，僅僅有一家叫做AMSL的荷蘭公司能夠制造EUV光刻機。所以，制造高端芯片，就一定繞不開AMSL的光刻機，而這樣一臺光刻機，不但價格貴的離譜，后續(xù)的投入也相當大。如此高的成本，對于很多下游芯片供應商企業(yè)來講很不劃算。因此，更多供應商會選擇像臺積電這樣的代工廠去制造芯片，從而控制生產(chǎn)成本。
不容忽視的“卡脖子”問題
目前，車載半導體芯片短缺問題的影響開始逐漸顯現(xiàn)，據(jù)日本媒體報道，臺積電、聯(lián)華電子等半導體代工廠正在商討提價15%，而且目前已經(jīng)向直接客戶恩智浦、瑞薩等汽車半導體廠商提出了漲價要求，而最終落到終端市場領域時，漲價幅度或許要超過30%。
相比于漲價帶來的直接影響，缺芯問題給中國企業(yè)帶來的潛在危機要遠大于此。國家新能源汽車技術創(chuàng)新中心總經(jīng)理原誠寅在接受媒體采訪時曾稱，中國汽車芯片短缺的現(xiàn)象將持續(xù)十年之久，但是與目前影響產(chǎn)量的供應問題關系不大。原誠寅表示，因新冠疫情導致的工廠中斷以及錯誤預估需求等短期因素將會自然解決。相比之下，中國市場對于電動汽車的需求、國內(nèi)技術知識的缺乏以及地緣緊張局勢的持續(xù)帶來的問題更嚴重。
目前，國內(nèi)汽車芯片的進口率超過95%，像ESP、ECU、新能源三電系統(tǒng)以及自動駕駛系統(tǒng)的中高端芯片，基本被發(fā)達國家所壟斷。國產(chǎn)汽車芯片短板，一直都是國內(nèi)汽車制造的“卡脖子”環(huán)節(jié)。
隨著新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛技術的迅猛發(fā)展，對芯片的依賴將越來越大，對芯片技術的要求也越來越高。
目前智能汽車AI系統(tǒng)已經(jīng)在向7nm芯片普及，高通在1月26日已經(jīng)發(fā)布了5nm汽車芯片，特斯拉和三星也正在聯(lián)合研發(fā)用于自動駕駛層面的5nm的芯片，而作為國內(nèi)領先的集成電路晶圓代工企業(yè)中芯國際，現(xiàn)在能夠量產(chǎn)的最新芯片也只能達到14nm級別，與國際先進水平還有不小的差距，未來大量智能網(wǎng)聯(lián)汽車的生產(chǎn)，需要更多精密芯片，如果企業(yè)不能突破技術壁壘，將在競爭中更加受制于人。
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