失芯瘋：全球汽車芯片困在連環劫

　　在圍棋中，有個術語叫“連環劫”，指圍棋對弈中出現多個劫的局面，如三劫循環和四劫循環。棋手一旦入劫，生死難料。

　　當下，全球汽車芯片在疫情、火災、干旱等多重不利因素的影響下，也陷入了重重困局之中，頗似圍棋的“連環劫”。機構預計，今年全球因缺芯減產的汽車將超過810萬輛，經濟損失達6000多億元人民幣。

　　人們不禁要問，全球汽車芯片為何會如此短缺？正在遭遇“芯”荒的百年汽車業，何以渡劫？中國汽車芯片企業有能力使出化“劫”的神之一手嗎？

1.雞蛋裝進了一個籃子

　　汽車缺芯的種子，早在13年前就埋下了。

　　2008年6月3日，在AnalystDay上，德國汽車芯片巨頭英飛凌新任執行長PeterBauer宣布，65納米以下制程將全數委由晶圓代工廠代工。臺灣媒體一片歡呼，因為此舉受惠最大的無疑是為英飛凌代工臺灣晶圓雙雄臺積電和聯電。

　　雖然上任還不到一個月，但PeterBauer雄心勃勃，他對記者們說，英飛凌不能自外于半導體產業的整并浪潮，所以必須更有效率地降低生產成本并提升毛利率。

　　此時，那場史無前例的金融危機還沒有全面爆發，但經濟下行的陰影已經開始籠罩在各行各業的頭上，包括半導體。在當時看來，委外代工確實是降低成本的好辦法，只是PeterBauer一定沒有料到，當他往臺積電這個籃子放了一個雞蛋后，竟然由此拉開了汽車芯片分工大轉移的序幕。

　　接下來，全球汽車芯片廠商幾乎將所有先進工藝制程的車用數字芯片的生產，都交予了臺積電和聯電。

　　最夸張的是有日本半導體遺子之稱的日本瑞薩。瑞薩電子誕生后的第二年，就遭遇了2011年的大海嘯和福島核輻射危機，由于接不到訂單，一度瀕臨破產。

　　2012年，瑞薩斷臂求生，裁員萬人，車用數字芯片被外包給臺積電。到了最近，瑞薩轉移了總計三成的芯片生產任務，其中MCU的外包比例直接達到了九成。須知，在2015年以前，瑞薩電子曾多年位居全球車用半導體市占第一。

　　不只是英飛凌和瑞薩，恩智浦、德州儀器及微芯科技等芯片巨頭也多采取晶圓委外代工策略。據臺灣媒體報道稱，全球近90%的車用微控制器（MCU）市場集中在6大廠，而在委外代工的車用芯片市場，臺積電一家就拿下了70%的份額。

　　短短十年，全球汽車芯片制造巨頭的雞蛋就已經被裝進了一家叫做臺積電的籃子。

　　不過，臺積電這個籃子實在有點大，即便是全球七成委外代工的汽車芯片，也僅占它全部產能的3%。遠低于智能手機芯片的51%和高性能計算芯片的31%。

　　不僅量小，而且單價還低得可憐。臺積電為英偉達代工的最新游戲處理器單價高達數百美元，而汽車普遍使用的MCU單價在1美元以下。在市場規模上，汽車芯片每年約為400億美元，只占全球芯片市場的十分之一。相比之下，蘋果公司單在iPhone芯片上的花費就可能超過汽車產業全年的總和。

　　可以說，在臺積電這個籃子里，汽車芯片只能算是雞蛋，消費芯片才是閃著金光的石頭。在正常情況下，這種模式確實高效。可是當黑天鵝從天邊飛來的時候，雞蛋總是最先被犧牲的。

2.特朗普的槍聲

　　在這輪全球汽車芯片大饑荒中，特朗普就是第一只黑天鵝。

　　2018年3月22日，這個有著一頭金發的美國總統簽署了一項震驚世界的備忘錄，宣布對中國1300多種進口商品加征關稅，涉及金額500億美元。由此，特朗普打響了中美貿易戰的第一槍。

　　緊接著，特朗普槍口一轉，一槍就撂倒了中國第二大通信設備制造商中興。射出的子彈正是“芯片禁令”。幾個月后，特朗普故技重施，在加拿大機場以莫須有的罪名對華為董事，任正非的女兒孟晚舟實行拘捕。

　　前有中興之鑒，華為不可能坐以待斃。作為當時世界第三大芯片采購商，華為在515禁令生效之前，突擊下了很多訂單，擠占了很多產能。2020年華為的年報顯示，存貨中的原材料相對于2019年增加了306.76億元。

　　特朗普制裁華為的負面影響還不只如此，更重要的是，制裁破壞了半導體供應鏈的信任。特朗普就像一個拿著槍的醉漢闖進了校園，誰也不知道他的下一槍打向誰。于是，OPPO、vivo、小米、三星、蘋果在內的手機廠商也恐慌性備貨，有的備貨半年，甚至說越長越好。同時手機廠商們紛紛擴大產能，提高手機出貨量，以搶占華為空出的市場份額。

　　畢竟，在見識了“芯片禁令”的巨大殺傷力后，中國企業已然明白，芯片就是中國這個巨人的阿喀琉斯之踵。

　　機構調研顯示，2020年中國各類芯片進口額增至3800億美元，而手機大廠囤積芯片則進一步導致汽車行業無芯可用。市場的雙向焦慮加劇了芯片的緊缺。2021年，中國主要手機廠商向上游提交的預測計劃平均相比2020年增長了近50%，這顯然會對汽車芯片形成嚴重的產能擠兌。

　　毫無疑問，在這一輪雞蛋與石頭的碰撞中，石頭占據了絕對的上風，雞蛋的生存空間被大大擠壓。

　　不過這還只是明面上的危險，波濤洶涌的海面下潛伏著更大的結構性危機。

　　汽車芯片主要由8英寸晶圓制造，這個數據占到了79%。但在全球半導體領域，8英寸晶圓并不是什么先進技術，反而是有著30歲高齡的“過時”技術，現在所有芯片廠新建的都是12寸晶圓廠。

　　8英寸晶圓廠的高光時刻是2007年，也就是PeterBauer擔任英飛凌新任執行長的前一年。彼時全球8英寸晶圓產線達到了頂峰——199條，產能也達到560萬片/月的歷史高點。此后產能便快速收縮，到2015年僅剩178條產線。

　　不僅數量少，而且設備陳舊。由于生產8英寸晶圓的設備早已停產，多數8英寸晶圓廠商的設備運行時間都已經超過了10年，大部分設備都過于老舊，難以修復，如蝕刻機、光刻機。無奈之下，晶圓廠只能去二手市場淘，可是二手設備不僅貴，也很缺貨。

　　盡管產能跌跌不休，但市場對8英寸晶圓的芯片的需求卻一路暴漲。2010～2016年間，超過20座6英寸晶圓廠關閉，這部分產品需求被轉移至8英寸晶圓。到了2015年，人工智能裝置數量飆升，指紋識別產品、電源芯片、智能設備MCU等需求大增，這些都需要8英寸晶圓。到2017年，8英寸晶圓的需求開始超過產能，缺口一度達到30%。而到了5G時代，對8英寸晶圓的需求也有增無減，比如5G手機在成熟制程以及8英寸晶圓上的用量都是激增的。

　　一方面是產能的急劇衰減，另一方面是需求的暴漲。8英寸晶圓如同一張被拉滿了的弓，不知何時會崩斷弓弦。

3.盤旋的新冠肺炎

　　墨菲說，如果事情有變壞的可能，不管這種可能性有多小，它總會發生。

　　很不幸，在8英寸晶圓這件事上，墨菲法則再次應驗，這根弓弦即將被拉斷。

　　2020年春節，當特朗普的黑翅膀還沒飛過去的時候，一只更大的黑天鵝悄然而至，它就是新冠肺炎。

　　這場罕見的大疫情讓全世界都陷入了恐慌之中，強烈的傳染性和致死率讓隔離成了控制疫情的最有效手段。這也導致全球經濟陷入了大衰退，汽車制造業和旅游業、餐飲業首當其沖。當年一季度，全球汽車銷售一度跌至冰點，芯片需求驟減，車企包括零部件企業撤銷大量汽車芯片訂單。比如在車用半導體銷售份額中位居第一的英飛凌，位居第二的恩智浦半導體和第三的瑞薩電子都取消了對臺積電的生產委托。

　　與此同時，大隔離卻讓線上業務蓬勃發展，PC、平板等電子設備，數據中心服務器銷量激增，比如蘋果 iPad 和 Mac 銷量、英偉達數據中心營收均創下歷史紀錄。世界各地專職設計的半導體設計公司擠破頭地委托臺積電生產，轉眼間就把車用半導體取消的訂單給補了回來。

　　一減一增之間，臺積電產能拉滿，并沒有少賺錢，甚至還由于消費類芯片單價更高，賺了個盆滿缽滿。

　　出乎全世界意料的是，中國大陸很快抑制住了疫情，下半年汽車銷售迅速恢復。于是汽車上游廠商趕緊向芯片廠商下訂單，但別時容易見時難，半導體是個周期性行業，其生產排期如復雜的高鐵線一樣嚴密，一旦中斷很難再插進去。通常修正一個決策需要6個月的時間，可是車企們的芯片庫存已經見底。

　　業內人士爆料稱，為了拿到汽車芯片，一家芯片設計公司的老總，50多歲的男人，竟然在代工廠銷售老總辦公室里嚎啕大哭。這還不算最過分的，另一家芯片設計公司的老總直接給代工廠的高管跪下了。

　　盡管車企們急得如同熱鍋上的螞蟻，但臺積電等代工廠在增產汽車芯片這件事上卻顯得不溫不火。在汽車芯片露出緊缺的苗頭時，臺積電總裁魏哲家也只是較為場面的說到，若能擴大芯片制造產能，將優先制造汽車芯片。

　　魏哲家并非見死不救，他只是在遵從最基本的經濟學原理。因為汽車芯片高度定制化，產量低，價格更低，利潤稀薄，對于臺積電這種芯片制造商來說，造車規級芯片，就意味著同樣的精力、同樣產能投入到了收益更低的事情上。

　　至此，在特朗普和新冠肺炎這兩只黑天鵝的接連橫掃下，全球汽車芯片短缺已成定局。然而，這還不是最糟糕的時刻，對于車企來說，2021年才是更加艱難的一年。

4.水深火熱的災害

　　2021年2月份，當中國人還沉浸在春節的喜悅中時，大洋彼岸的美國德州發生了一場史無前例的大雪災，造成了大面積停電，電價一度飆升百倍，人們甚至不得不點蠟燭取暖。

　　德州是美國的半導體重鎮。受此影響，三星暫時關閉了奧斯汀的兩家半導體制造工廠，而這兩家工廠占了三星總產能的28%。不只是三星，汽車芯片主要供應恩智浦和英飛凌，也先后關閉或縮減了位于奧斯汀工廠的業務。其中，恩智浦奧斯汀工廠占公司總產能 30%。英飛凌則生產存儲芯片，對汽車和工業行業至關重要。

　　這場大雪，直接讓本就不富裕的全球汽車芯片產業雪上加霜。然而，禍不單行。一個月后，排名世界第三的汽車半導體供應商瑞薩電子位于日本茨城縣的納卡芯片工廠發生火災，大量300毫米半導體芯片生產線受損。瑞薩總裁柴田英利憂慮地對外表示，恢復生產最快需要一個月，但要想恢復到火災前的產能，則需要三四個月。

　　這不是日本芯片廠第一次失火。在這次火災發生的半年前，日本AKM（旭化成半導體）唯一的晶圓廠發生火災，持續91個小時的火情讓核心晶圓廠損失殆盡，當時評估產能恢復周期超過半年。不過半年后，AKM宣布放棄這座半導體工廠的復原，原因是無塵室等受損嚴重。AKM涉及的業務很廣，音響、家電、車用、安控等行業的芯片都有參與。它的倒下，無疑加劇了汽車芯片的短缺。

　　就在瑞薩電子發生火災的一個月后，全球半導體重鎮中國臺灣發生了56年以來最大的干旱，連島內最大的淡水湖日月潭都水位驟降，大面積干涸見底，多座水庫水位告急。眾所周知，晶圓廠是出了名的“水老虎”，生產一塊8英寸的晶圓體，每小時耗水250噸；一塊12英寸的晶圓體，每小時耗水500噸。僅僅是臺積電只需2年便可消耗三峽大壩蓄水量級別的水資源。不得已之下，臺灣當局決定抽取地下水，休耕停灌大量農田。但這顯然是杯水車薪，緩解不了市場對“缺芯”的恐慌。

　　更讓人崩潰的是，就在旱災火燒眉毛時，臺灣又爆發了德爾塔毒株的新冠疫情，單日新增數百個確診病例。5月22日，臺積電一名工程師確診新冠。其后，包括內存廠商宇瞻、南亞科及臺積電旗下的代工廠世界先進，均陸續有1名員工確診。不久，臺灣封測大廠京元電竹南廠的移工染疫事件導致了200多人被確診。情勢萬分危急，如果新冠肺炎攻克了臺灣半導體代工廠這道防線，不僅全球汽車業面臨滅頂之災，消費電子產品也無法幸免。

　　正當人們都把緊張的目光投向臺灣時，6月1日，馬來西亞突然宣布無限期封國。作為全球最大的車規級芯片封裝國，馬來西亞匯聚了英飛凌、意法半導體、英特爾等50多家跨國芯片巨頭。封國這一舉措直接扼住了全球汽車芯片的脖子。

　　更令人驚慌的是，馬來西亞的疫情絲毫不受控制，單日新增確診病例一路飆升，到8月16日達到了恐怖的日增1.97萬例。當天，馬來西亞總理穆希丁向最高元首阿卜杜拉遞交辭呈，理由是自己抗疫不力。

　　第二天，博世中國副總裁徐大全發朋友圈，說想帶著領導跳六樓。原因是，某半導體芯片供應商的馬來西亞Muar工廠的3000多名員工中有上百人感染新冠，20余人喪生。博世公司部分產品線被政府命令繼續關停數日。

　　徐大全并非嘩眾取寵。8英寸晶圓的結構性匱乏，兩只黑天鵝接連肆虐，再疊加難以預料的雪災、火災和干旱。汽車芯片陷入了極度短缺，到9月份已經導致全世界的汽車減產了近700萬輛。全球汽車業迎來了至暗時刻。

5.趁火打劫的投機商

　　如果短時間內實在不能增加供給，那么漲價便成了最直接的調節手段，這也是市場經濟的規律所在。

　　自2020年底至今，芯片代工廠聯華電子、力積電，以及瑞薩電子、恩智浦、意法半導體、英飛凌等芯片制造商紛紛發布漲價函，價格平均上調了10％至20％。英飛凌CEO Reinhard Ploss解釋稱，此前半導體價格低迷是當前出現芯片危機的原因之一，過低的交易價或影響廠商擴產動力。

　　芯荒之下，幾乎所有的芯片廠都上調了價格。就連最近幾年沒有漲價的臺積電也在8月份宣布將進行史上最大幅度漲價。從明年一季度起，價格將調漲10%—20%。當月，臺積電市值歷史性超過騰訊，成為亞洲主要證券市場中市值最高的公司。

　　芯片原廠看似漲幅不大，但在全球芯片極度短缺的情況下，這種漲價無疑會放大市場的恐慌情緒。到了分銷商手里，芯片價格就是10倍20倍100倍的跳漲，最夸張的芯片竟然漲了600倍，而且車企還哭著搶著要。

　　36氪記者在華強北調查發現，有芯片經銷商半年就賺了幾千萬元，賺了幾百萬元的就更多，他們一夜暴富的秘訣就是囤貨炒貨。市場越吃，他們就越囤，在巨大的利益面前，代理商和原廠都有參與。由于代理商了解市場需求和原廠產能，又擁有定價權和出貨權，他們簡直就是經銷商的搖錢樹。有的經銷商為了抱上代理商的大腿，竟然花9萬元請私家偵探跟蹤了對方半年，抓住其私生活把柄后，以此作“要挾”促成“合作”。

　　誰也不知道芯片還要缺多久，但誰都知道芯片的暴利。市場的情緒性因素，恐慌、擠兌、投機，加劇了缺芯潮。于是就出現了多倍下單、長周期備貨的現象，三個月、半年，甚至是更長的備貨周期，而這種行為又加劇了芯片的短缺。

　　近一個月以來，雖然政府嚴厲打擊囤積炒作芯片的行為，甚至還對哄抬汽車芯片價格的3家公司處以250萬元人民幣罰款。但整體上收效甚微，芯片價格依然一路飆升。畢竟在100倍的利潤面前，投機商甚至愿意出賣吊死自己的繩子。當賣芯片比賣毒品還要賺錢的時候，你還指望投機商“放下屠刀，立地成佛”？

　　不僅中國投機商大肆囤貨，這種恐慌情緒還蔓延到了全球各地，甚至一些跟芯片不相干的企業也開始囤積芯片。馬斯克吐槽，他們搶芯片就跟大疫情爆發時，西方人沖進超市搶衛生紙一樣。在中國香港，甚至發生了3名犯罪分子當街搶劫500萬港元芯片的行為，其瘋狂程度可見一斑。

　　事實證明，當大地哀鴻遍野之時，最先俯沖下來的不是天使，而是嗜血的禿鷲。經過全世界的投機商們的不懈努力，汽車芯片已經漸漸脫離了商品屬性，成為了年度最佳理財產品。

　　既然汽車芯片如此稀缺，而中國又極為擅長把奢侈品賣成白菜價。那么在全球汽車芯片極端短缺的困境下，中國汽車芯片企業能否扮演救世主的角色，使出“神之一手”，拯救“芯荒”中的百年汽車業？

6.國產芯片難越關山

　　答案有點讓人失望。

　　我們不僅無法救世界，而且自身還難保。事實上，我國車用芯片進口率達到95%，關鍵芯片產品幾乎全部被海外企業壟斷，而國內自主研發的汽車芯片大多用于車身電子等簡單的系統，自主率不到5%。成都車展上，一位自主品牌的高層難掩悲傷，他說中國乘用車市場下半年將減產30%-40%，很多整車企業、經銷商集團甚至會因為這次危機而徹底退出市場。

　　雖然本次缺芯的主角車規級MCU使用的多是28nm以上的成熟制程，但對工藝的要求極高，遠超消費芯片。它需要經歷-40~175（200）度的溫差、50G的激烈震動、15-25Kv的靜電等嚴苛考驗，不良率還要低于百萬分之一，設計壽命超過15年。

　　去年，一位半導體行業人士透露，雖然中芯國際也有8英寸的產能，但是制造技術還沒能達到車規級要求。比如其在2015年宣布量產28nm，但直到兩年后梁孟松加入時，還不得不用一年的時間將其良品率提到了80%以上。

　　業內人士曾一針見血的指出，即便在28nm以上成熟工藝，中國大陸的芯片代工廠也有不少功課需要補足。大家往往在某個工藝上做到“基本可用”就開始攻克下一個，而不是繼續投入研發實力去做到“好用”。

　　的確，相比汽車芯片，消費芯片工藝要求相對低很多，利潤率又高，在全球芯片短缺的背景下，誰愿意為了撿汽車芯片這個芝麻，而丟掉消費芯片這個西瓜呢？

　　就算有人心懷赤誠地做國產汽車芯片，但想要打進汽車供應鏈也并非易事。國內芯片企業進入汽車市場需要獲得AEC-Q100等車規級認證，該認證由歐美相關機構掌控，一款芯片一般需要12-18個月完成車規級認證，費用約為5000萬元。即使通過重重認證，還需要與汽車廠商或一級供應商進行約2~3年的車型導入測試驗證。測試驗證完成后，才算獲得“陪跑”機會。

　　另外，國際上整車廠商和汽車電子廠商都建立了非常穩定的合作格局，一般不會輕易更換。比如2011年3月，受到豐田汽車“產線認定”的瑞薩那珂工廠在大地震中損毀嚴重，無法再為豐田生產ECU。但豐田并沒有更換供應商或代工廠，而是當即派了2500名員工支援那珂工廠的復原。

　　在國內，即使部分造車新勢力的配套體系門檻相對更低，但出于風險防范的考慮，敢使用國內新創業公司產品的車企終究還是少數。 這就陷入了一個惡性旋渦，國產汽車芯片即使做出來，但如果下游汽車企業不用的話，那就只是一塊石頭。

　　不難發現，盡管當前全球汽車芯片奇缺，但中國芯片廠商要想在全球汽車市場分一杯羹，仍然道阻且長。

　　芯荒之下，我們當不了救世主，我們只是隨時會被人卡脖子的泥菩薩。

7.尾聲

　　芯片之痛，非一日之寒。

　　2019年11月，就在中美貿易戰陷入膠著時，已經從臺積電退休一年半的張忠謀首次回到了臺積電參加運動會。臺灣媒體蜂擁而至，不過次日報道最多的不是運動會的成績，而是張忠謀當時講的這句話。

　　“一旦世界不安定的時候，臺積電就會成為兵家必爭之地。”

　　全世界所有人都知道，這位滿頭銀發，步履蹣跚的老人所言非虛。彼時，中國的高科技公司輪番被美國暴擊，特朗普把刀架在了他們的脖子上，而臺積電就是這把刀上最鋒利的刃，只不過刀把握在了美國人手里。

　　兩年后的5月11日，美國、歐洲、日本、韓國、中國臺灣地區等地的64家企業宣布成立美國半導體聯盟。這些企業幾乎覆蓋整個半導體產業鏈，然而唯獨沒有一家中國大陸企業。6天后，美國參議院通過《無盡邊疆法》，授權在未來5年內撥款1100多億美元用于基礎和先進技術的研究，自然也包括半導體。

　　《南華早報》評論稱，美國半導體聯盟的成立，使中國大陸更難擺脫美國主導的全球半導體供應鏈。疫情之下芯片產業鏈向中國轉移的可能性終將被抹殺，中國在汽車工業上的芯片命脈將被美利堅精準地扼住咽喉。

　　如今，我們的新能源汽車蓬勃發展，自主品牌在海內外攻城略地。但如果我們無法在汽車芯片上做到獨立自主，中興的覆轍可能隨時會在國產汽車身上重演。

　　山雨欲來風滿樓。留給中國汽車芯片的時間不多了。

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　　參考資料

　　1.《英飛凌65納米以下全委外，晶圓雙雄將受惠》  中時電子報

　　2.《路透社：是特朗普加劇了汽車芯片短缺！》  EETOP

　　3.《臺灣大旱加劇全球“芯荒” 當地芯片廠商面臨供水緊張》  華爾街日報

　　4.《全球汽車缺“芯”，中國芯片制造難顯身手的反思》  36氪

　　5.《專職外包的馬來西亞，手握全球汽車芯片的命根》  瞭望智庫

　　6.《全球缺芯關鍵時刻，臺積電放出史上最大漲價》  財經

　　7.《2021，我在深圳賣芯片，半年掙了幾千萬》  36氪