汽車芯片瘋狂內(nèi)卷，中國公司坐上牌桌

2023年的中國汽車芯片市場，一棵白菜真的可能換到一顆進口芯片。

德州儀器明星產(chǎn)品TPS51200DRCR在兩年前的缺芯潮中一度暴漲至70元，目前已經(jīng)跌到了1元。意法半導(dǎo)體的L9369-TR，是用于電子穩(wěn)定車身系統(tǒng)（ESP/ESC）的關(guān)鍵芯片，從巔峰期的1500元跌到了13元。

兩年前車企排隊搶芯片的光景恍如隔世，海外芯片大廠破防之余，體驗了一把中國震撼。

2020年芯片供應(yīng)短缺至今，中國汽車芯片的自給率從5%翻倍至10%[1]，蜂擁而至的本土廠商，顛覆了供應(yīng)端被六大國際巨頭把持的局面，價格也在頃刻間失控。

去年5月，德州儀器一度全面下調(diào)中國市場芯片價格，且“沒有幅度和底線限制”。然而，當(dāng)TPS51200DRCR的國產(chǎn)替代芯片成交價來到7毛，六大汽車芯片巨頭集體破了大防。

按照《日本經(jīng)濟新聞》的報道，過去三年，國內(nèi)汽車芯片的自給率從5%迅速提高到了10%。雖然看上去不高，但其重要性在于：這可能只是個開始。

洗牌：5%艱難上車

汽車芯片自給率提升的5%中，主要角色是三類芯片：功率半導(dǎo)體、MCU、傳感器。

功率半導(dǎo)體主要用于汽車的電能轉(zhuǎn)換和電路控制，例如交流電轉(zhuǎn)直流電、高壓轉(zhuǎn)低壓、頻率轉(zhuǎn)換等等。這類芯片在電動車中尤為重要，是電流運轉(zhuǎn)的中樞，也一直是國產(chǎn)替代程度最高的領(lǐng)域[3]。

比較耳熟能詳?shù)墓β拾雽?dǎo)體即IGBT，是國產(chǎn)突破的主要方向之一，比亞迪半導(dǎo)體、中車時代的等國產(chǎn)IGBT都已陸續(xù)上車。

MCU即微控制單元，俗稱單片機，可以理解為簡易版CPU，在車內(nèi)執(zhí)行單一的任務(wù)或功能，比如智能雨刷、自動落鎖。

傳感器則是汽車的“眼睛”，被汽車用于感知環(huán)境和自身狀態(tài)。除了傳統(tǒng)的圖像傳感器、車載攝像頭外，高端產(chǎn)品還包括毫米波雷達、激光雷達等。國內(nèi)公司的突破主要圍繞著CMOS圖像傳感器，即數(shù)碼圈俗稱的“底”。

這三種芯片最顯著的共同特點是，技術(shù)門檻不高，也不需要先進制程。

純電動汽車的芯片搭載量往往超過1000個，與燃油車的近500個相比成倍增加。其中最重要的是自動駕駛芯片和座艙芯片，也是Mobileye和英偉達力大磚飛的主場；剩下幾百顆大大小小的芯片，就是大量MCU和功率半導(dǎo)體，市場份額長期由瑞薩、恩智浦、德州儀器等六大巨頭主導(dǎo)。

兩者研發(fā)上的難度在于，前者更像高考數(shù)學(xué)最后一道大題，不會做光寫個解也沒用。后者類似高考語文作文，憋夠了800字，多少都能拿點分。

高通的座艙芯片SA8295P，已經(jīng)用上了5nm工藝；相比之下，MCU最先進的產(chǎn)品尚在16/28nm的成熟制程序列，大量產(chǎn)品位于90nm以上，制造門檻不高。

按照麥肯錫的測算，70%以上的汽車芯片都在用90nm以上的成熟制程，14nm以下的先進工藝占比只有6%。

車用MCU使用90nm以下工藝的供應(yīng)商屈指可數(shù)

難度不大，但自給進度緩慢，主要還有幾個問題：

一是驗證周期太長，認證關(guān)難過。

汽車芯片把產(chǎn)品做出來只是第一步，要進入車企供應(yīng)鏈需要動輒兩三年的驗證周期。一旦驗證通過上車，車企就不會輕易更換供應(yīng)商。海外巨頭入局早，就掌握了先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)廠商作為后來者難以突破。

二是對綜合能力要求高。

一輛汽車所需芯片多達幾十種類型，每種類型多的幾十顆，少的一兩顆。因此，車企更傾向于一次性采購全家桶，降低供應(yīng)鏈管理難度。海外大廠通過多次并購建立起了豐富的產(chǎn)品矩陣，國內(nèi)廠商布局較晚，品類較少，相對吃虧。

三是市場吸引力太小。

與其他汽車零部件一樣，大部分汽車芯片走的是薄利多銷路線，而這個多銷也很大概率比不過手機等消費電子。畢竟換車周期相比于后者更長，燃油車對芯片整體用量相對也更小。

門檻不高，但跨過了也沒賺多少，自然缺乏動力。直到一場史無前例的芯片短缺，將機會拱手奉上。

機遇：史無前例的缺芯

2020年疫情期間，市場對汽車銷量預(yù)估低迷，車企也因為銷量下滑減少了芯片訂單，大量代工廠就把產(chǎn)線安排給了其他芯片。汽車芯片由于利潤率較低，自建產(chǎn)能的芯片大廠也不愿擴產(chǎn)，芯片庫存逐步逼近紅線。

但誰也沒想到，新能源車卻在疫情期間迎來爆發(fā)，消失的訂單又回來了。

電動車的芯片用量本身就高，自動駕駛級別達到L4的甚至高達3000顆/輛[4]，長期缺貨又讓車企對零庫存產(chǎn)生懷疑，開始瘋狂備貨，造成了史無前例的產(chǎn)能擠兌。作為新能源車最大生產(chǎn)國和消費國，中國順理成章地成為汽車芯片緊缺的重災(zāi)區(qū)。

這個上車的機會，國內(nèi)汽車芯片公司抓住了，就沒打算放手。

長期以來，困擾國內(nèi)汽車芯片的最大問題不是海外芯片太貴，而是太便宜。

汽車芯片大多采用IDM垂直整合模式，設(shè)計制造封測一把抓，只有少數(shù)外溢訂單會交由臺積電這類代工廠。MCU的前六大玩家均為IDM模式；IGBT前十大廠家，除了麥格納轉(zhuǎn)型成fabless外，其他廠商均為IDM模式。

在IDM模式下，假設(shè)A和B兩家公司都生產(chǎn)同類芯片，A的產(chǎn)能是100萬顆，B的產(chǎn)能是30萬顆，那么B的利潤非但不會有A的30%，很可能還會虧損。

芯片必須要通過大規(guī)模的生產(chǎn)攤薄研發(fā)成本和廠房建設(shè)的資本開支，產(chǎn)能和銷量就直接決定了芯片的成本。因此在存儲、面板、汽車芯片這類標(biāo)準(zhǔn)化程度高的領(lǐng)域，率先發(fā)動價格戰(zhàn)的往往不是新入局玩家，反而是富可敵國的老牌霸主。

沒有一定的市場份額，連打價格戰(zhàn)的資格都沒有。

因此，相比高通和英偉達在12寸硅片上挑戰(zhàn)物理學(xué)極限的藝術(shù)，汽車芯片的競爭格局相當(dāng)樸實無華：控產(chǎn)。

芯片的產(chǎn)能建設(shè)時間非常長，這個過程中市場供需會發(fā)生很大變化，規(guī)劃產(chǎn)能過多，就會供過于求；規(guī)劃產(chǎn)能太少，又把市場讓給了同行。

缺芯潮前，汽車芯片格局穩(wěn)定，六大巨頭各自有多少產(chǎn)能大致有數(shù)，就算芯片跌價也在預(yù)測范圍內(nèi)。即使供過于求超過預(yù)期，車企可供選擇的供應(yīng)商也有限。再不濟廠房莫名失火，也不是不可以。

這個過程中，六大巨頭還會通過大量并購，擴充自己的產(chǎn)品組合，鞏固份額優(yōu)勢。過去十年，日本汽車芯片大廠瑞薩接連收購美國公司英特矽爾（Intersil）、IDT，英國公司Dialog，補齊了電源管理芯片、無線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲用芯片、無線通訊上的短板。

在這樣的競爭格局中，就能理解缺芯潮對中國汽車芯片公司的意義。由于此前市場對汽車銷量的悲觀預(yù)期，車企紛紛削減訂單，恰逢德州儀器、英飛凌等廠商開始從8寸產(chǎn)線向12寸產(chǎn)線升級，關(guān)閉了老產(chǎn)線。結(jié)果新能源車市場爆發(fā)，芯片價格直接漲到了天上。

只要有點產(chǎn)能，都成了稀缺標(biāo)的，業(yè)績一飛沖天。瑞薩凈利潤、營收接連創(chuàng)下歷史新高，德州儀器連續(xù)七個季度營收兩位數(shù)增長，IGBT大佬安森美營收破紀(jì)錄。

但“六大”可能也沒想到，2020年到2023年短短三年內(nèi)，中國汽車芯片供應(yīng)商從幾十家暴增到300多家[6]，大量新增產(chǎn)能被釋放，價格戰(zhàn)接踵而至。

洗牌：置死地而后生

對車企來說，在庫存紅線和高漲的芯片價格面前，車規(guī)驗證、產(chǎn)品矩陣都是優(yōu)先級靠后的小問題。為了保證汽車出貨，車企不得不為國內(nèi)汽車芯片大開綠燈，替代遲遲供不上貨的海外產(chǎn)品。

另一方面，國內(nèi)新勢力大多工程經(jīng)驗足，對自身電子電氣架構(gòu)相對熟悉，也更傾向于使用國產(chǎn)芯片。

開頭提到的意法半導(dǎo)體拳頭產(chǎn)品L9369-TR，其客戶大多是博世、采埃孚這類Tier 1供應(yīng)商，Tier 1則將芯片裝進整個ESP系統(tǒng)交給車企，車企實際上并不了解具體的架構(gòu)。曾掌舵大眾電動化轉(zhuǎn)型的赫伯特·迪斯就曾表態(tài)，大眾汽車“幾乎沒有一行軟件代碼是我們自己寫的。”

在這種情況下，研發(fā)團隊的草臺指數(shù)，多多少少決定了更換芯片供應(yīng)商的心理負擔(dān)。國內(nèi)車企研發(fā)投入高，同時車型相對少，上車意愿就更強。

2023年，剛剛上車的國產(chǎn)汽車芯片再度迎來硬仗。這一年的中國車市，“降價”貫穿始終，國內(nèi)外老牌車企、新勢力紛紛下場肉搏：

大眾ID.3打出12.59萬元的歷史最低價，特斯拉開年祭出降價大禮包，小鵬、蔚來、理想不敢落后，隨即跟上。近三年在中國市場首發(fā)的車型超過170臺，幾乎兩天發(fā)一臺新車。

慘烈的價格戰(zhàn)背后，是中國作為全球最大汽車市場，競爭白熱化的現(xiàn)實。甲方帶頭割肉，作為乙方的汽車芯片，自然無法置身事外。

德州儀器去年在中國啟動的全面降價，就是依靠更低的生產(chǎn)成本，從中國廠商手里奪回失地。同樣的市場價，老牌廠商還在賺錢，國內(nèi)廠商卻已經(jīng)在虧錢了。但老玩家們顯然低估了國內(nèi)市場的內(nèi)卷程度。

2023年，德州儀器銷售額下降13%，創(chuàng)造十年以來最大降幅，其中中國區(qū)收入銳減32%，拖了最大的后腿。

國內(nèi)公司破釜沉舟的決心，自然來源于上車的不易，畢竟史無前例的缺芯潮，很可能不會有第二次了。10%的國產(chǎn)化率看上去不高，但很可能只是國產(chǎn)汽車芯片的冰山一角。

海面以下，眾多國產(chǎn)汽車芯片距離上車只差最后一公里——車規(guī)級驗證。

與手機等消費級芯片不同，汽車芯片需要考慮更極端的工作環(huán)境。比如工作溫度范圍，前者要求在0℃到+70℃，汽車芯片則要求在-40℃到+86℃。車企供應(yīng)鏈的驗證周期通常有兩三年時間，不少產(chǎn)品可能已經(jīng)走到了最后的測試和驗證環(huán)節(jié)。

因此，雖然國產(chǎn)化率剛剛達到10%，但《日本經(jīng)濟新聞》還是展露出了濃重的焦慮[8]：即使是技術(shù)難度極高的芯片，中國也有望在5到10年內(nèi)實現(xiàn)國產(chǎn)化的替代。

作為日本汽車半導(dǎo)體的獨苗，讓瑞薩去搶Mobileye和英偉達的地盤，純屬強人所難；放下身段和中國公司比誰的東亞性更強，多少也有些超綱。高端望洋興嘆，中低端遭遇阻擊，也許是六大巨頭共同的煩惱。

而對國內(nèi)汽車芯片公司來說，擊穿底線的價格戰(zhàn)固然殘酷，但半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競爭一向烽煙遍地。慘烈的戰(zhàn)爭過后，芯片公司尚且只是“坐上了牌桌”。一個產(chǎn)業(yè)的進步，時間總是比我們想象的漫長，成本總是比我們預(yù)期的高昂。

參考資料

[1] 徐爾曼：2030年中國汽車芯片市場規(guī)模將達290億美元，中國經(jīng)濟網(wǎng)

[2] 不缺芯了，TI德州儀器急了，芯世相

[3] 有關(guān)汽車芯片自主化和國產(chǎn)化，分銷商巨頭大聯(lián)大是這么看的，EET-China

[4] 智車“芯”時代：汽車芯片的現(xiàn)狀與展望，和高資本

[5] 2023國產(chǎn)汽車芯片關(guān)鍵詞：過車規(guī)、落地、降價，電子發(fā)燒友網(wǎng)

[6] 原誠寅：汽車芯片的“新生”與“淘汰”，智庫君

[7] 芯片內(nèi)卷現(xiàn)狀，破防了，芯世相

[8] 中國車載芯片9成靠進口，10年實現(xiàn)國產(chǎn)替代，日經(jīng)中文網(wǎng)

編輯：李墨天

視覺設(shè)計：疏睿

責(zé)任編輯：李墨天

封面圖片來自ShotDeck