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本文来自微信公众号:十一车 (ID:autoknows),作者:乔伊,原文标题:《一脸懵,芯片“荒”就要结束了?》,题图来自:视觉中国
卡尔·本茨永远不会想到,有一天他搞出来的,深刻改变人类出行方式的汽车,在二十一世纪的第三个十年,会被一个叫芯片的东西,给按在地上反复摩擦。
这样的实力不对等发生在汽车新四化的时代。电动化、网联化、智能化和共享化,这四个“化”的推进,从汽车的技术、科技、使用模式,乃至供应链集成的发展方向,完全打破了以往的造车模式。而芯片,几乎贯穿了这四个“化”在汽车设计、制造应用中的所有角落。
一方面,这源于汽车的整体技术从纯机械向智能化的发展趋势中,芯片成为了智能汽车制造的重要组成部分。更重要的是,产业链趋向于全球化,导致严重依赖芯片供应商的汽车企业,因为缺芯而造成了严重的影响。
缺芯的影响有多大?
在芯片荒最严重的去年年中,大众曾关闭了墨西哥与美国的工厂;福特暂停或削减了8家北美工厂的生产;即便是被认为受缺芯影响最小的丰田,也遭遇了停产及生产规模的缩减。当然,停产的远不止这几家企业。当时,英特尔公司CEO帕特·基辛格曾表示,“全球芯片供应短缺可能会再持续两年。”也就是说,芯片荒要到2023年才会有所好转。
但现实情况是,似乎芯片供货速度的恢复,比原先预计的要早得多。就在最近,包括宝马、奔驰等一众欧洲汽车品牌都宣布拥有了足够多的芯片。而市场也表示,在今年的下半年,汽车制造所用的芯片产量也趋于平衡。
所以,芯片制造,是怎么恢复的?
可以造,但不优先造
从2020年开始,芯片制造厂商似乎与天灾人祸紧密关联。这其中包括了东南亚的芯片制造工厂,因为疫情而造成的大面积停工;也包括了美国、韩国、日本等多家全球芯片的重要供应商先后发生的火灾意外。尽管不愿意看到,但我们得承认,这样频繁发生的意外,确实可能成为全球芯片,尤其是汽车芯片短缺的重要原因。
目前,智能化程度高的汽车所采用的芯片可以分为三种类型。其一,是担负日常控制功能的MCU芯片;其二,是担负智能座舱、智能驾驶辅助功能的AI芯片;而其三,则是负责传感器、导航等功能的功率半导体。这三种芯片规格不一,制造的难度也不一而足,要说最缺的,可能就是应用在车身、底盘和控制系统上的MCU芯片。
但如果说这将真正影响到产能,似乎也并没有那么严重。其实在去年,全球芯片的销售额达到了5559亿美元,同比增长了26.2%。与之处于同比例增长的,就是创了历史新高的1.15万亿片芯片销量。当然,这其中包含的是所有类型的芯片,比如手机、电脑等电子产品所需的芯片。
为什么全球芯片产能并不差,但用在车上的芯片却又缺了很多。我认为其中有几个重要的原因:
首先,是因为汽车对芯片的需求突然变高。传统燃油汽车,全车芯片总量在500~600个左右。而随着电动化与智能化的普及,汽车的芯片数量爆发式增长,以小鹏某一款车为例,全车芯片总量达到了1700个。更重要的是,智能汽车的堆料“军备竞赛”依然如火如荼,未来智能汽车对于芯片的需求肉眼可见地增长。芯片产能的下降,以及汽车对芯片的需求的快速提高,此消彼长,形成了巨大的真空地带。
其次,通常意义上,汽车所用的车规级芯片总市场的规模,并不能与其他的消费电子产品相比。2021年,全球一共卖出了8105万辆车,如果我们假设每辆车使用500个芯片计算,总计需要405亿块芯片,与全球芯片产能相比,并不能算是一个很大的量级(即便芯片数量翻番,依然规模有限)。显然,汽车市场并不是芯片企业跑量的最重要市场。因此,在受到外部环境影响而导致芯片产能萎缩的大环境下,可能向汽车行业倾斜产能,并不是一个优先选项。
再次,以往汽车使用的车规级芯片并不需要很高的精度,一般大量需要的产品为65nm,最好的也仅仅是28nm等级,与那些动不动就要突破7nm、5nm的芯片相比,并不需要太复杂的工艺。而如今,7nm、5nm的芯片在全球范围内都算是顶级“尖货”,想要为汽车提供,从源头上产能就很难满足。
这些制造工艺相对不那么先进的芯片,价格一般在1-3美元左右,利润非常低。但因为使用在车上,需要更严苛的技术指标。这些指标需要芯片克服严寒、高温、粉尘等考验,并要求拥有15-20年的设计寿命。这些不挣钱,但事多的造芯要求,使得其不是一类需要优先被设计制造的芯片种类。
而这样的成本与收益比例也衍生出了一个问题,就是没有人会愿意投入巨资去建造一家生产利润不高、但要求很高的车规级芯片工厂。而缺芯带来的芯片单价暴涨,也导致芯片厂商只需生产少量芯片即可获得更大利润,自然也不会多生产去降低自己的利润率了。
求人不如求己
缺芯对汽车产业的影响有多大?其实可能并没有想象得更大。
尽管在去年买车的人看来,或多或少的都经历了简配的事儿。但车企,尤其是那些以往都能跑得起量来的车企,受到的影响着实有限。以德系豪华车的招牌BBA为例,尽管除了宝马之外,奔驰与奥迪的整体销量都出现了一定的下滑。但三家车企营收都在上涨,利润更是大幅提高。同时,德国汽车的另一个支柱品牌大众,在相较2020年度减产了60万台的基础上,也获得了不小盈利。
除此之外,丰田、福特、特斯拉,甚至Stellantis全都在市场上获得了增长,有些还拥有了两位数、甚至三位数的数据增长。为什么在全球因缺芯而少造了1000多万辆车的环境下,企业仍然能盈利?这其中,车企的策略调整起到了重要的作用。
比如,之前提到的配置调整,价格调整;而更重要的是,很多车企直接放弃了销量不好的车款,将芯片资源集中投放在了可以卖得动的车型之上;再比如,特斯拉就优化了汽车软件的算法,以释放更多的算力,在芯片减少的情况下,提供智能化水平依然领先的汽车产品。这无疑会让坐等着收缩产能,提高利润的芯片企业们,感受到压力。
但这些,依然只是车企们在缺芯环境之下的权宜之计,并不能持久。关键的是,要改变自身对于芯片产业链的依赖程度。毕竟,既然要卷,必然要先掌握足够的资源。
去年8月,特斯拉在AI Day上发布了Dojo D1芯片,率先应用在了一款机器人之上。但谁都知道,这款拥有7nm工艺,包含 500 亿个晶体管, BF16 / CFP8 峰值算力达 362 TFLOPS,FP32 峰值算力达 22.6 TFLOPS的芯片,最根本的目的,其实就是为特斯拉想要实现的自动驾驶技术,提供算力支撑。
同样搞了7nm芯片的,还有中国的汽车企业。就在去年末,吉利就宣布自研的7nm芯片——SOC“智能座舱芯片”即将量产;更远的2025年,吉利还计划推出5nm芯片,以为智能驾驶提供算力支持。
此外,最近刚刚市值破了万亿的比亚迪,则早早地就开始了自己的芯片研发制造之旅。目前他们已经有了一部分芯片(如IGBT)的设计制造能力,同时在电源管理芯片上,具备了可以向其他企业供货的能力。而在目前最紧缺的MCU芯片上,也有了自己的设计能力,未来只需找人代工,即可实现自给自足。
显然,把汽车智能化的命脉握在自己手里,是一个非常明智的做法。根据美国调查公司Gartner的判断,汽车前十名的汽车制造商中,将有一半实现芯片自研。显然,这将会引发一场巨大的市场环境变化。
变化的点在于,当汽车公司拥有了核心芯片自研的能力,将会进一步地推动汽车智能化,并加速在堆料方面的内卷进程。而当芯片被越堆越多,车规级芯片的需求也将变得越来越大。市场规模将有可能追上电子消费品对芯片的需求。
也就是说,汽车企业推动着芯片市场的不断发展。而想要通过压缩产能提高利润的芯片企业,则有可能因为整车厂的芯片自研不断推进,而被排挤出这个市场。总之,谁都不愿意放弃一个必然快速增长的市场。
这就是为什么从2021年开始,芯片供应商向汽车行业提供出货量直接提高了30%的原因;也就是为什么,原本预计在2023年才有可能被填补完整的车用芯片市场,却急着在2022年的下半年就要实现更大供货量的原因。
当芯片不缺了,汽车市场会怎样?
既然芯片已经成为了汽车智能化时代最重要的核心生产资料,以及制约因素,那如今要关心的是,当芯片逐渐不再短缺以后,汽车工业将向何处去。其实在这里讨论的问题,主要涉及的是产能、售价、未来发展方向三个方面。
首先,从产能上来说,芯片供需量的平衡,甚至倒置,都无疑会释放汽车制造商们早已经被限制的产能。也就是说,2021年少造的1000多万辆车,将会在芯片供应量满足后慢慢被补平(当然零部件供应充足也是前提条件),甚至再获得突破。但问题是,这是否是汽车厂商真正需要的?
简单来说,既然限制产能,调整配置,专注生产更受欢迎的产品,已经可以为车厂赢得更大的利润。那么参照芯片,造得少,卖价高的逻辑来说,也许这一条路线也同样会被车企持续地坚持下去。
毕竟,商业的最核心点在于利益的最大化。因而,多造车、多卖车,可能还不如少造车、造精品,多赚钱的收益更大。如果在这个思路之下,过剩的芯片反而会产生收益更低的局面。从而让芯片的价格在车企自研芯片大规模上市之前,产生周期性的波动。
当然,如果这样的造车逻辑成立,就会引发第二个问题:汽车的售价是否会跌?
芯片数量的减产,导致了芯片价格的暴涨,从而引发了车价普遍上涨的连锁反应(比如某些芯片单价从原先的10元上涨到了2500元)。但对于部分汽车厂商来说,首先从他们的利润与成本的对比值上来说,并非完全不可承受;其次,通过一定的单车价格上涨,汽车企业也将一部分压力转嫁给了市场。
因此,在调整产能、精化生产的前提下,造车成本可以被更大化地节省下来,价格也有机会被降低。但如果市场对于这样的涨价不敏感,则汽车品牌可以延缓降价速度,从而保证自己的更大收益。当然,市场蛋糕就这么大,难免有人要从车价的角度“卷”起来。显然,这是更多普通消费者所希望看到的。
最后,从技术的发展角度来说,智能汽车所需的芯片类型不同。比如用于智能驾驶的指令处理器则基本被英伟达、地平线这样的大厂给包了,车机系统则基本都首选高通的芯片。在市占率上,这些芯片厂牌都处于统治级的位置。
而在自研芯片上,很多车企虽然都瞄准这些核心部件,但给出的研发周期都是两年甚至三年的一个中期计划。这些中期计划是需要持续投入的,一旦过程中产生任何问题,都会影响最终的研发进程及结果。而如果在周期内,这些大厂牌推出了更优质、更先进的芯片,则又会把他们放在尴尬的位置。而选择从更低端、更容易研发的零部件芯片入手,则只能起到低端替代的作用,并不能快速的替代核心零部件,这是一个好的思路。
更重要的问题是,以目前智能驾驶技术的发展水平来看,当前所用的智能芯片的算力已经达到了要求。以蔚来所采用的4颗Orin芯片,1000TOPS的算力来看,在目前各家厂商可实际应用的智能驾驶辅助技术,几乎都受困在L2级的水平上来说,应该是完全够用了。
因此,巨大投入且没有更大突破的芯片自主,也并非是一个更高效的生意。如福特与通用一样,选择美国的格芯公司,以及荷兰的恩智浦半导体公司这样的伙伴合作,可能是一个高效的解决方案。
当然,这其中还包括一个可以思考的问题在于,先有鸡还是先有蛋?
也就是,究竟是芯片技术再次突破,推动智能驾驶技术的再次演进?还是智能驾驶技术先领先,倒推芯片技术的跟上。就目前来看,也许这个行业中需要一个如乔布斯的苹果般的,能够石破天惊的新技术诞生。毕竟,想要依靠芯片企业切香肠式的市场策略来实现这样的突破,可能并不容易,毕竟摩尔定律从现在来看其实是有其瓶颈与天花板存在的。
总而言之,对于智能电动车来说,堆料、堆算力提高了对芯片的需求,而减少芯片供给则提高了芯片供应商的利润率。这是一个很难平衡的点,双方都在为自己的利益最大化而做着努力。但当车企有了自己的芯片设计制造能力后,平衡会再次打破。目前看来,这样的博弈仍在继续。而何时能找到一个令双方都满意的平衡点,显然才是恒久解决汽车芯片荒的最好方法。
但不管怎么说,持续了2年多的缺芯僵局,终于向着可以解决的方向推进了。
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