從2020年開始，缺芯的話題就沒有停歇，甚至愈演愈烈。芯片之于汽車產(chǎn)業(yè)究竟是一種什么樣的存在？它的缺失，究竟會(huì)導(dǎo)致車輛上的哪些系統(tǒng)無法制造、哪些功能不能實(shí)現(xiàn)？

在劉慈欣的科幻小說《球狀閃電》中，地球上的芯片被一種神秘力量摧毀，引發(fā)大面積災(zāi)難，三分之一國土的人們處于電力出現(xiàn)前的農(nóng)業(yè)社會(huì)里。有讀者不禁發(fā)出疑問，如果地球受到類似攻擊導(dǎo)致所有硅基芯片被毀，當(dāng)代社會(huì)會(huì)受到什么樣的沖擊？恐怕，網(wǎng)絡(luò)癱瘓、通信全斷等書中猜想，或許都將一一實(shí)現(xiàn)。

確實(shí)，當(dāng)下芯片已經(jīng)被看作科技產(chǎn)品迭代的風(fēng)向標(biāo)，也是開啟未來的關(guān)鍵“鑰匙”。一旦芯片缺失，那么帶來的影響是相當(dāng)嚴(yán)重的。

現(xiàn)在，這種危機(jī)正在肆虐汽車行業(yè)。

據(jù)Auto Forecast Solutions統(tǒng)計(jì)，截至今年8月9日，全球范圍內(nèi)因芯片短缺導(dǎo)致的汽車減產(chǎn)已達(dá)585萬輛。其中中國市場減產(chǎn)112.2萬輛。預(yù)計(jì)2021年全球汽車減產(chǎn)或?qū)⒊^700萬輛。而這種影響將持續(xù)到明年春天。

汽車芯片從未變得如此重要。

為什么會(huì)造成這種情況？芯片之于汽車產(chǎn)業(yè)究竟是一種什么樣的存在？它的缺失，究竟會(huì)導(dǎo)致車輛上的哪些系統(tǒng)無法制造、哪些功能不能實(shí)現(xiàn)？

按照功能劃分，汽車芯片大致可以分為三類：第一類負(fù)責(zé)算力和處理，比如用于自動(dòng)駕駛感知和融合的AI芯片，用于發(fā)動(dòng)機(jī)/底盤/車身控制的傳統(tǒng)MCU（電子控制單元）；第二類負(fù)責(zé)功率轉(zhuǎn)換，如IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）等功率器件；第三類是傳感類芯片，用于自動(dòng)駕駛各種雷達(dá)，以及氣囊、胎壓檢測等等。

而更細(xì)化的分類可以分為八個(gè)類別：高性能計(jì)算芯片（AI芯片/GPU）、微控制器（MCU）、存儲(chǔ)芯片（DRAM/Flash）、 CMOS圖像傳感芯片、顯示驅(qū)動(dòng)芯片、模擬芯片（包括無線通訊的功率放大器、音頻放大器、 傳感器等）、功率元器件、傳感芯片（壓力、流量、慣性、濕度、紅外等）。

據(jù)測算，平均每輛車搭載半導(dǎo)體約為1600個(gè)，這些半導(dǎo)體器件分布于汽車的各個(gè)設(shè)備與系統(tǒng)，主導(dǎo)它們協(xié)同工作的正是汽車芯片，如邏輯計(jì)算芯片、存儲(chǔ)芯片、微控制器MCU等。

從應(yīng)用的角度，汽車上小到胎壓監(jiān)測系統(tǒng)TMPS、攝像頭，大到整車控制器、自動(dòng)駕駛域控制器，都離不開各式各樣的芯片。可以說汽車的智能化就是芯片的智能化。

傳統(tǒng)汽車的芯片數(shù)量大約在500~600個(gè)左右，隨著自動(dòng)駕駛、新能源等功能的增加，現(xiàn)在的芯片數(shù)量大約在1000~1200個(gè)左右了。而一些以智能為主打的車型，則需要的芯片數(shù)量更多。

小鵬汽車創(chuàng)始人何小鵬此前曾表示，小鵬汽車跟中國、海外都在合作，一輛車現(xiàn)在有差不多1700顆芯片。

據(jù)Strategy Analytics統(tǒng)計(jì)，各級(jí)別汽車功能芯片搭載數(shù)量都在逐年遞增，目前汽車平均約采用25個(gè)功能芯片，一些高端車型已突破100個(gè)。而根據(jù)博世方面在2019年的預(yù)測，如今汽車自動(dòng)化程度越高，車輛上需要的傳感器就越多，預(yù)計(jì)在未來五年左右的時(shí)間里，每輛汽車平均使用的傳感器數(shù)量或?qū)⑦_(dá)到40-60個(gè)。

從2020年開始，缺芯情況就開始出現(xiàn)，甚至愈演愈烈。到底缺的是什么？

資深電動(dòng)汽車三電系統(tǒng)和汽車電子工程師朱玉龍告訴記者，事實(shí)上，缺芯潮可以分為三個(gè)階段。

第一階段發(fā)生在2020年12月，彼時(shí)大眾集團(tuán)、馬牌輪胎和博世開始從供應(yīng)鏈短缺的角度首次發(fā)布汽車行業(yè)缺芯的情況。當(dāng)時(shí)的主要說法是，由于受疫情影響，帶來供需錯(cuò)配導(dǎo)致的不平衡，汽車生產(chǎn)所需的汽車芯片，尤其是核心部件發(fā)動(dòng)機(jī)ECU（電子控制單元）和ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)）供應(yīng)短缺，導(dǎo)致全球汽車和零部件生產(chǎn)直接受牽連。 

第二階段則是MCU（微控制單元）芯片的緊缺，這個(gè)反映在2月份各個(gè)公司的調(diào)研報(bào)告里面。

當(dāng)時(shí)的瓶頸是臺(tái)積電，由于汽車業(yè)務(wù)僅僅占它3%的總收入，這個(gè)瓶頸一時(shí)半會(huì)沒有解決。隨著各國政府還有車企的斡旋，臺(tái)積電這塊的瓶頸逐步突破。

在這個(gè)階段，車企甚至開始了跨MCU平臺(tái)的準(zhǔn)備和切換，這不僅是從一個(gè)供應(yīng)商轉(zhuǎn)移到另一個(gè)供應(yīng)商的商務(wù)流程，還需要同時(shí)調(diào)整軟件和硬件等技術(shù)部分，難度很高，即使這樣車企也克服困難做完了。
目前經(jīng)歷的則是第三階段，由于東南亞疫情的加劇，以馬來西亞為中心的某汽車芯片供應(yīng)商的工廠，繼關(guān)廠停產(chǎn)數(shù)周后，再次被當(dāng)?shù)卣箨P(guān)閉部分生產(chǎn)線至8月21日。這直接導(dǎo)致了芯片供應(yīng)的惡化，并且從原先MCU擴(kuò)展到核心芯片也出現(xiàn)缺失。

芯片制造商停產(chǎn)導(dǎo)致了博世的ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)）/IPB（駐車制動(dòng)器）、VCU（整車控制單元）、TCU（變速箱控制單元）等產(chǎn)品的供貨困難，而博世作為全球最大的汽車零部件供應(yīng)商，其底盤和安全部件的供應(yīng)缺口，對(duì)于全球所有的整車企業(yè)來說，都產(chǎn)生了重大的打擊。
8月17日，博世中國副總裁徐大全發(fā)布了一條朋友圈，表示因?yàn)椤叭毙尽彼麄儔毫σ卜浅４?，甚至調(diào)侃想帶著領(lǐng)導(dǎo)跳樓。

博世的停產(chǎn)，主要是由于上游半導(dǎo)體供應(yīng)商的停擺。那么芯片的生產(chǎn)流程究竟是什么呢？

所謂封測包括封裝和測試，封裝是指將生產(chǎn)出來的合格晶圓進(jìn)行切割、焊線、塑封，再為通過加裝“外殼”為芯片提供物理保護(hù)并讓芯片電路與外部器件實(shí)現(xiàn)電氣連接。而測試顧名思義就是對(duì)封裝完畢的芯片成品進(jìn)行功能和性能測試了。

芯片產(chǎn)能不斷降低，價(jià)格卻在不斷提高。此前，特斯拉CEO馬斯克在網(wǎng)絡(luò)社交媒體中吐槽：“搶芯片就像搶廁紙?！?

為什么不能借機(jī)替換國產(chǎn)芯片呢？有專家表示，這個(gè)短期內(nèi)恐怕無法實(shí)現(xiàn)。

因?yàn)橄啾扔谙M(fèi)芯片及一般工業(yè)芯片，汽車芯片的工作環(huán)境更為惡劣：溫度范圍可寬至-40℃~155℃、高振動(dòng)、多粉塵、電磁干擾等。由于涉及人身安全問題，汽車芯片對(duì)于可靠性及安全性的要求也更高，一般設(shè)計(jì)壽命為15年或20萬公里?！败囈?guī)級(jí)”芯片需要經(jīng)過嚴(yán)苛的認(rèn)證流程，包括可靠性標(biāo)準(zhǔn) AEC-Q100、質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS 16949、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262等。

而從產(chǎn)能角度來看，建廠導(dǎo)入設(shè)備往往需要2年時(shí)間。還需要2~3年時(shí)間完成車規(guī)認(rèn)證并進(jìn)入整車廠供應(yīng)鏈。從實(shí)際效果來看，對(duì)眼下的芯片短缺危機(jī)緩不濟(jì)急。所以車規(guī)芯片較難通過新建產(chǎn)能迅速提升供給量，主要還是通過現(xiàn)有產(chǎn)能的供需調(diào)配。

不過面對(duì)未來，我國正在努力建立起一個(gè)完善的汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，解決我國汽車行業(yè)接下來發(fā)展中的短板。國內(nèi)車企中的比亞迪、上汽以及不少半導(dǎo)體企業(yè)已先后入局車規(guī)級(jí)芯片領(lǐng)域。

曾經(jīng)有英國媒體表示，一旦中國克服了芯片難題，芯片將變得一文不值。