4S店沒車賣了？大眾豐田停產都是因為缺少它

　　【太平洋汽車網 新車頻道】雖然因為疫情不能回家過年，但這并不影響大家買新車過年到處炫耀的沖動。去到4S店買車，銷售缺心眼的手段見識過不少，尤其是熱門車，說什么沒貨要排隊，過年前提車要加價。銷售的嘴騙人的鬼，這回居然還說因為沒芯片所以沒車，糊弄誰呢？又不是手機。

　　此言差矣，這回真不是銷售缺心眼，而是汽車真的缺芯片了。在2020年12月就陸續傳出了南北大眾（一汽-大眾/上汽大眾）因芯片半導體短缺，導致停工停產的消息，而筆者在當時以為這只是一個臨時問題，但直到今年1月福特、豐田、本田、日產、奔馳、奧迪等全球多家車廠開始宣布大范圍停工停產，這時候才意識到“芯片短缺”的問題可能遠比想象中要嚴重的多！

　　就在1月20號，奧迪宣布由于全球汽車芯片短缺，大眾集團的生產進度已經被嚴重拖慢，目前僅奧迪就有一萬多名工人被迫停工，而第一季度的產量也將被控制在1萬輛之內。

　　雖然隨后奧迪首席執行官馬庫斯·杜茲曼（Markus Duesmann）公開表示：“芯片短缺事件只是暫時性的，預計2021年全年大眾集團的整體產量不會受到影響”，但家大業大的大眾集團都遭遇了如此風波，由此可見芯片短缺問題，將給原本蕭條的全球汽車市場帶來更嚴重的沖擊。

　　上面所說的車企也只是目前停產/減產車企的冰山一角，至今仍在持續擴大中，甚至連一向宣傳自研芯片的特斯拉（Tesla）也未能幸免。同時更細思惶恐的是，多家芯片行業機構公開表示，車用芯片缺貨問題很大概率會持續到2021年下半年，由此看來2021年買車很可能就像今年買顯卡一樣，“別談打幾折，原價提車就是最大優惠”。

●那么問題來了，好端端的芯片為啥會全球范圍缺貨？

　　目前各家車企所使用的芯片可分為MCU（微控制單元）、功率半導體（IGBT、MOSFET等）、傳感器及其他四大類別。

　　根據以往的大數據顯示，在傳統燃油汽車中MCU占比最高，達到了23%；而近些年，隨著各家車企在智能化配置上的發展，汽車所搭載核心芯片也越來越多，因此MCU類和傳感器類芯片的占比也進一步增加，其中就包括我們常見的ECU（電子控制單元）、ESP（電子穩定程序系統）、ECO（智能發動機控制系統）等。

　　而這一次全球主要缺貨的芯片就是在車輛中扮演越來越重要角色的-  集成在ECU和ESP中的MCU(微控制單元)。

　　至于為啥會缺貨，這里面可能是有著堪比“雷雨”級（小編看過最“亂”的一部文學作品）的復雜關系。

　　首先我們來了解下，目前全球車規級MCU的主要5大芯片供應商分別為：德州儀器、英飛凌、恩智浦、瑞薩電子、意法半導體；同時全球汽車主要零部件供應商為：博世（BOSCH）、大陸集團（Continental AG）。

　　二者的關系簡單來描述就是：零部件供應商“博世”從芯片供應商“恩智浦”拿到芯片來生產制造零部件，隨后供應給車企；而博世這類的零部件供應商自己是不生產任何芯片的。

　　同時上述的“恩智浦”這類的5家芯片供應商自己也不生產芯片，他們只負責按照車企的需求設計芯片，最終的生產工作是由芯片代工企業來完成（這一點就與我們所熟悉的高通/蘋果類似，驍龍888/蘋果A14 SoC芯片由高通/蘋果自行完成設計，隨后交給臺積電、三星、聯發科代工生產）。

　　目前主要代工車規級芯片的企業，同樣也是臺積電、三星、聯發科等。

　　也就是說上述共存在4級關系：“車企、零部件供應商、芯片供應商、代工廠”；其中具體來說就是：

　　1、車企向芯片供應商提出芯片要求；

　　2、芯片供應商設計出芯片方案，讓代工廠按照方案進行生產；

　　3、代工廠生產出芯片，交付給芯片供應商；

　　4、芯片供應商將芯片供應給零部件供應商；

　　5、零部件供應商將購買來的芯片加入所制造的零部件；

　　6、零部件售賣給車企；

　　在這個過程中我們可以發現車企并未與真正的芯片制造者 - “代工廠”進行任何聯系，僅與不生產芯片的零部件供應商、芯片供應商打交道。

　　這樣重重復雜的關系，雖然能讓四方都獲得不錯的經濟利益，但由于車企沒有和代工廠進行直接溝通，導致車企的芯片需求在經過四層過濾后，傳達給代工廠的訂單不僅時間有了拖延，同時又與代工廠現有的生產線產能產生了沖突，因此只能將車企芯片訂單延期排產。（這里就是個隱患的開端）

　　同時，由于2020年年初的一場疫情席卷了全球各大消費市場，其中車企的銷量可謂一落千丈，進而導致紛紛減產/停產車輛；而正是因為車輛的減產，零部件供應商和芯片供應商也相應進行減產/停產，而最后給代工廠的芯片訂單就是要么減產，要么取消。

　　而這時恰逢5G時代的爆發以及比特幣暴漲，因此以蘋果iPhone12所搭載的A14芯片為首的5G芯片和AMD/NVIDIA（英偉達）顯卡所搭載的處理芯片需求大漲，并迅速霸占了市場上的大部分晶圓和代工廠的生產線。

　　（小科普：晶圓是指制作芯片所用的硅晶片，其原始材料是硅）

　　因此這時候閑著的臺積電、三星、聯發科等代工廠自然將絕大部分生產線和晶圓都給了消費類電子產品芯片。（隱患開始蓄力）

　　而到了2020下半年，全球汽車市場逐步開始回暖，再加上智能汽車的逐漸增多，原有的庫存車規級芯片已經無法滿足車企和供應商們，于是又開始了一級傳一級的增加芯片工作。

　　但這時候“增加芯片”的消息傳到了代工廠已為時已晚，代工廠當即沒有足夠的生產線產能和晶圓能分給車規級芯片，就只能老規矩被延期。

　　而久而久之就這個延期不斷被延長，進而導致了全球“車企芯片短缺”的爆發。（隱患爆發）

　　一般我們所了解到的芯片大部分都是屬于消費電子類，這其中就包括各種手機/電腦核心處理器等；而這類芯片往往主要僅考慮三個方面 - “成本、功耗、性能”。

　　而車規級芯片目前主要分為MCU（微控制單元）、功率半導體（IGBT、MOSFET等）、傳感器及其他四大類別；這四類芯片的設計考慮方面就遠不止三個，同時每一個芯片對于一輛車來說是絕對必不可少的。

●為什么這么說呢？這里我同樣以MCU來舉個例子

　　MCU在汽車上的全稱是Motor control unit，翻譯中文為“電機控制單元”，也就是控制電機動作的模塊，其要是在汽車的各種外圍電路與接口電路連接控制。

　　用通俗的話來說，就相當于汽車的大腦，控制汽車所有的電子系統，包括：懸掛、發動機電控系統、車載信息娛樂、雨刷車窗、電動座椅等各個要用到電的部件。根據行業數據，一般普通燃油家用車裝備的所有芯片中，MCU的數量會達到30%左右，而在更高端的車型上，則會達到近一半，也就是50%左右。

　　目前車規級MCU按照不同的使用場景和性能分為了8位、16位以及32位微控器。

　　1、8位MCU：主要用于車載電路中較低端的控制功能的各個子系統，具體包括雨刷、天窗、車窗升降、機械儀表板、集線盒、座椅控制、門控模塊、風扇控制、空調控制等。

　　2、16位MCU：主要用于動力傳動系統，比如引擎控制、齒輪與離合器控制和電子式渦輪系統、懸吊系統、電子剎車、電子式動力方向盤、扭力分散控制和電子泵等。

　　3、32位MCU：較8位和16為加入了更多智能化，主要用于儀表板類、車身控制、安全控制、智能多媒體控制等大流量數據系統控制，具體來說就是負責智能車載信息娛樂系統（全液晶儀表和大屏中控）、ADAS駕駛輔助系統（ACC，預碰撞等）、ESP（電子穩定程序）以及復雜的X-by-wire等傳動功能。

　　同時32位MCU還負責了主控處理中心的任務，可將分布于車身各處的中低階電子控制單元（ECU）集中管理，從而實現了高整合、低能耗、高效率的表現；而正是有著如此明顯的優勢，32位MCU也越來越受到各家車企的歡迎，因此所占比例逐漸攀升，未來很大可能將徹底淘汰傳統的8位和16位MCU。

　　而近些年，隨著各家車企在智能化配置上的發展，汽車所搭載核心芯片越來越多，數以累計的駕駛輔助配置和智能化配置已成為不少人買車的看點，再加上車載海量數據流通正逐步成為重要因素，因此MCU芯片在車規芯片的占比也進一步得到提升，并以此確保整車的實時計算能力。

　　此外，對于新能源車型來說，MCU則更為重要，其不僅要負責各式各樣的自動駕駛功能（處理毫米波雷達、激光雷達、攝像頭等傳感器傳來的數據）和車載娛樂系統外，同時還要對整車電動機（馬達）、電池管理（充電、放電）、整車底盤控制等進行管理。

　　看完上述的介紹，現在能明白車規芯片對于一輛車有多么重要了吧！所以只要芯片一斷供，大部分車企幾乎都造不出一輛能上路的車了！

　　在目前的全球芯片緊張的形式下，光等代工廠生產出芯片必然是不可能的，唯有找到新渠道才是硬道理。

●豐田：將電氣研發工作交給旗下電裝公司

　　而豐田作為老牌的汽車廠商代表，其早在2018年就開始了芯片探索之路，當時就計劃將電氣零部件的生產和研發轉入旗下電裝公司，同時依靠日本國內的松下、索尼等一系列科技公司進行協助；而在2020年4月豐田宣布正式完成研發移交，并成立合資公司MIRISE Technologies。

　　此外，豐田還表示：新一代的車載芯片有望于2022年后正式發布。

●比亞迪：目前已量產新能源所用的IGBT芯片

　　其實比亞迪在2009年的時候就開始布局IGBT芯片；而近日，由于芯片全球中斷成為熱門話題，因此比亞迪也對外宣布，其所生產的 IGBT 芯片已運用在各產品線，除品牌自用外，已經有外銷。

　　辣么問題來了IGBT芯片又是啥？

　　上面我們也提到了，車載芯片分為4類，MCU、IGBT、MOSFET等，而這個IGBT芯片全稱是“絕緣柵雙極型晶體管”，是由 BJT(雙極結型晶體三極管) 和 MOS(絕緣柵型場效應管) 組成的復合全控型-電壓驅動式-功率半導體器件，其主要運用在新能源車上（重點，僅用于新能源車型！）

　　而IGBT芯片在功能上主要是MCU芯片所使用的功率變換器件，可在電驅系統中進行功率變換，提高用電效率和質量，因此也被稱為控制電能的超級開關。（也就是說這個是需要搭配MCU芯片的）

　　具體來說，IGBT是在MCU旗下的另一組芯片，可直接控制驅動系統直、交流電的轉換，決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等；得益于IGBT優異的電流輸出控制能力可提升新能源車的輸出功率，從而直接提升整車的加速性能。

●其他：中國芯片行業已開始發力

　　在過去，一輛車只要有一套好的三大件（發動機、變速箱、底盤）基本上能稱霸車壇。現如今，一輛車除了有著優秀操控性外，智能化也逐漸成為第四個大件。正是因為這些智能配置的普及，也讓車規級芯片產業逐漸龐大；而這一次全球性“斷供”所帶來的影響，不僅說明了車載芯片的重要性，同時也暴露出了全球芯片產業鏈的重大缺陷。

　　不過相信在經歷了這一次的風波，或許也會拍醒各位車企老爺們，如果想要做到高產量高質量的“現代”汽車，傳統的那一套可能真的行不通了。

　　同時對于傳統的芯片供應商來說，也是拍響了警鐘，雖然各家都在進行自我研發，但面對如此龐大的市場需求，依然顯得力不從心；再加上消費電子芯片大廠英偉達（NVIDIA）、英特爾（Intel）、高通（Qualcomm）各自宣布入局，這無疑進一步加劇了市場競爭力，而這時候唯有研發出效率更高/成本更低的車載芯片，才是硬道理。

（圖/文/攝：太平洋汽車網 熊睿鋒）