失芯疯：全球汽车芯片困在连环劫

　　在围棋中，有个术语叫“连环劫”，指围棋对弈中出现多个劫的局面，如三劫循环和四劫循环。棋手一旦入劫，生死难料。

　　当下，全球汽车芯片在疫情、火灾、干旱等多重不利因素的影响下，也陷入了重重困局之中，颇似围棋的“连环劫”。机构预计，今年全球因缺芯减产的汽车将超过810万辆，经济损失达6000多亿元人民币。

　　人们不禁要问，全球汽车芯片为何会如此短缺？正在遭遇“芯”荒的百年汽车业，何以渡劫？中国汽车芯片企业有能力使出化“劫”的神之一手吗？

1.鸡蛋装进了一个篮子

　　汽车缺芯的种子，早在13年前就埋下了。

　　2008年6月3日，在AnalystDay上，德国汽车芯片巨头英飞凌新任执行长PeterBauer宣布，65纳米以下制程将全数委由晶圆代工厂代工。台湾媒体一片欢呼，因为此举受惠最大的无疑是为英飞凌代工台湾晶圆双雄台积电和联电。

　　虽然上任还不到一个月，但PeterBauer雄心勃勃，他对记者们说，英飞凌不能自外于半导体产业的整并浪潮，所以必须更有效率地降低生产成本并提升毛利率。

　　此时，那场史无前例的金融危机还没有全面爆发，但经济下行的阴影已经开始笼罩在各行各业的头上，包括半导体。在当时看来，委外代工确实是降低成本的好办法，只是PeterBauer一定没有料到，当他往台积电这个篮子放了一个鸡蛋后，竟然由此拉开了汽车芯片分工大转移的序幕。

　　接下来，全球汽车芯片厂商几乎将所有先进工艺制程的车用数字芯片的生产，都交予了台积电和联电。

　　最夸张的是有日本半导体遗子之称的日本瑞萨。瑞萨电子诞生后的第二年，就遭遇了2011年的大海啸和福岛核辐射危机，由于接不到订单，一度濒临破产。

　　2012年，瑞萨断臂求生，裁员万人，车用数字芯片被外包给台积电。到了最近，瑞萨转移了总计三成的芯片生产任务，其中MCU的外包比例直接达到了九成。须知，在2015年以前，瑞萨电子曾多年位居全球车用半导体市占第一。

　　不只是英飞凌和瑞萨，恩智浦、德州仪器及微芯科技等芯片巨头也多采取晶圆委外代工策略。据台湾媒体报道称，全球近90%的车用微控制器（MCU）市场集中在6大厂，而在委外代工的车用芯片市场，台积电一家就拿下了70%的份额。

　　短短十年，全球汽车芯片制造巨头的鸡蛋就已经被装进了一家叫做台积电的篮子。

　　不过，台积电这个篮子实在有点大，即便是全球七成委外代工的汽车芯片，也仅占它全部产能的3%。远低于智能手机芯片的51%和高性能计算芯片的31%。

　　不仅量小，而且单价还低得可怜。台积电为英伟达代工的最新游戏处理器单价高达数百美元，而汽车普遍使用的MCU单价在1美元以下。在市场规模上，汽车芯片每年约为400亿美元，只占全球芯片市场的十分之一。相比之下，苹果公司单在iPhone芯片上的花费就可能超过汽车产业全年的总和。

　　可以说，在台积电这个篮子里，汽车芯片只能算是鸡蛋，消费芯片才是闪着金光的石头。在正常情况下，这种模式确实高效。可是当黑天鹅从天边飞来的时候，鸡蛋总是最先被牺牲的。

2.特朗普的枪声

　　在这轮全球汽车芯片大饥荒中，特朗普就是第一只黑天鹅。

　　2018年3月22日，这个有着一头金发的美国总统签署了一项震惊世界的备忘录，宣布对中国1300多种进口商品加征关税，涉及金额500亿美元。由此，特朗普打响了中美贸易战的第一枪。

　　紧接着，特朗普枪口一转，一枪就撂倒了中国第二大通信设备制造商中兴。射出的子弹正是“芯片禁令”。几个月后，特朗普故技重施，在加拿大机场以莫须有的罪名对华为董事，任正非的女儿孟晚舟实行拘捕。

　　前有中兴之鉴，华为不可能坐以待毙。作为当时世界第三大芯片采购商，华为在515禁令生效之前，突击下了很多订单，挤占了很多产能。2020年华为的年报显示，存货中的原材料相对于2019年增加了306.76亿元。

　　特朗普制裁华为的负面影响还不只如此，更重要的是，制裁破坏了半导体供应链的信任。特朗普就像一个拿着枪的醉汉闯进了校园，谁也不知道他的下一枪打向谁。于是，OPPO、vivo、小米、三星、苹果在内的手机厂商也恐慌性备货，有的备货半年，甚至说越长越好。同时手机厂商们纷纷扩大产能，提高手机出货量，以抢占华为空出的市场份额。

　　毕竟，在见识了“芯片禁令”的巨大杀伤力后，中国企业已然明白，芯片就是中国这个巨人的阿喀琉斯之踵。

　　机构调研显示，2020年中国各类芯片进口额增至3800亿美元，而手机大厂囤积芯片则进一步导致汽车行业无芯可用。市场的双向焦虑加剧了芯片的紧缺。2021年，中国主要手机厂商向上游提交的预测计划平均相比2020年增长了近50%，这显然会对汽车芯片形成严重的产能挤兑。

　　毫无疑问，在这一轮鸡蛋与石头的碰撞中，石头占据了绝对的上风，鸡蛋的生存空间被大大挤压。

　　不过这还只是明面上的危险，波涛汹涌的海面下潜伏着更大的结构性危机。

　　汽车芯片主要由8英寸晶圆制造，这个数据占到了79%。但在全球半导体领域，8英寸晶圆并不是什么先进技术，反而是有着30岁高龄的“过时”技术，现在所有芯片厂新建的都是12寸晶圆厂。

　　8英寸晶圆厂的高光时刻是2007年，也就是PeterBauer担任英飞凌新任执行长的前一年。彼时全球8英寸晶圆产线达到了顶峰——199条，产能也达到560万片/月的历史高点。此后产能便快速收缩，到2015年仅剩178条产线。

　　不仅数量少，而且设备陈旧。由于生产8英寸晶圆的设备早已停产，多数8英寸晶圆厂商的设备运行时间都已经超过了10年，大部分设备都过于老旧，难以修复，如蚀刻机、光刻机。无奈之下，晶圆厂只能去二手市场淘，可是二手设备不仅贵，也很缺货。

　　尽管产能跌跌不休，但市场对8英寸晶圆的芯片的需求却一路暴涨。2010～2016年间，超过20座6英寸晶圆厂关闭，这部分产品需求被转移至8英寸晶圆。到了2015年，人工智能装置数量飙升，指纹识别产品、电源芯片、智能设备MCU等需求大增，这些都需要8英寸晶圆。到2017年，8英寸晶圆的需求开始超过产能，缺口一度达到30%。而到了5G时代，对8英寸晶圆的需求也有增无减，比如5G手机在成熟制程以及8英寸晶圆上的用量都是激增的。

　　一方面是产能的急剧衰减，另一方面是需求的暴涨。8英寸晶圆如同一张被拉满了的弓，不知何时会崩断弓弦。

3.盘旋的新冠肺炎

　　墨菲说，如果事情有变坏的可能，不管这种可能性有多小，它总会发生。

　　很不幸，在8英寸晶圆这件事上，墨菲法则再次应验，这根弓弦即将被拉断。

　　2020年春节，当特朗普的黑翅膀还没飞过去的时候，一只更大的黑天鹅悄然而至，它就是新冠肺炎。

　　这场罕见的大疫情让全世界都陷入了恐慌之中，强烈的传染性和致死率让隔离成了控制疫情的最有效手段。这也导致全球经济陷入了大衰退，汽车制造业和旅游业、餐饮业首当其冲。当年一季度，全球汽车销售一度跌至冰点，芯片需求骤减，车企包括零部件企业撤销大量汽车芯片订单。比如在车用半导体销售份额中位居第一的英飞凌，位居第二的恩智浦半导体和第三的瑞萨电子都取消了对台积电的生产委托。

　　与此同时，大隔离却让线上业务蓬勃发展，PC、平板等电子设备，数据中心服务器销量激增，比如苹果 iPad 和 Mac 销量、英伟达数据中心营收均创下历史纪录。世界各地专职设计的半导体设计公司挤破头地委托台积电生产，转眼间就把车用半导体取消的订单给补了回来。

　　一减一增之间，台积电产能拉满，并没有少赚钱，甚至还由于消费类芯片单价更高，赚了个盆满钵满。

　　出乎全世界意料的是，中国大陆很快抑制住了疫情，下半年汽车销售迅速恢复。于是汽车上游厂商赶紧向芯片厂商下订单，但别时容易见时难，半导体是个周期性行业，其生产排期如复杂的高铁线一样严密，一旦中断很难再插进去。通常修正一个决策需要6个月的时间，可是车企们的芯片库存已经见底。

　　业内人士爆料称，为了拿到汽车芯片，一家芯片设计公司的老总，50多岁的男人，竟然在代工厂销售老总办公室里嚎啕大哭。这还不算最过分的，另一家芯片设计公司的老总直接给代工厂的高管跪下了。

　　尽管车企们急得如同热锅上的蚂蚁，但台积电等代工厂在增产汽车芯片这件事上却显得不温不火。在汽车芯片露出紧缺的苗头时，台积电总裁魏哲家也只是较为场面的说到，若能扩大芯片制造产能，将优先制造汽车芯片。

　　魏哲家并非见死不救，他只是在遵从最基本的经济学原理。因为汽车芯片高度定制化，产量低，价格更低，利润稀薄，对于台积电这种芯片制造商来说，造车规级芯片，就意味着同样的精力、同样产能投入到了收益更低的事情上。

　　至此，在特朗普和新冠肺炎这两只黑天鹅的接连横扫下，全球汽车芯片短缺已成定局。然而，这还不是最糟糕的时刻，对于车企来说，2021年才是更加艰难的一年。

4.水深火热的灾害

　　2021年2月份，当中国人还沉浸在春节的喜悦中时，大洋彼岸的美国德州发生了一场史无前例的大雪灾，造成了大面积停电，电价一度飙升百倍，人们甚至不得不点蜡烛取暖。

　　德州是美国的半导体重镇。受此影响，三星暂时关闭了奥斯汀的两家半导体制造工厂，而这两家工厂占了三星总产能的28%。不只是三星，汽车芯片主要供应恩智浦和英飞凌，也先后关闭或缩减了位于奥斯汀工厂的业务。其中，恩智浦奥斯汀工厂占公司总产能 30%。英飞凌则生产存储芯片，对汽车和工业行业至关重要。

　　这场大雪，直接让本就不富裕的全球汽车芯片产业雪上加霜。然而，祸不单行。一个月后，排名世界第三的汽车半导体供应商瑞萨电子位于日本茨城县的纳卡芯片工厂发生火灾，大量300毫米半导体芯片生产线受损。瑞萨总裁柴田英利忧虑地对外表示，恢复生产最快需要一个月，但要想恢复到火灾前的产能，则需要三四个月。

　　这不是日本芯片厂第一次失火。在这次火灾发生的半年前，日本AKM（旭化成半导体）唯一的晶圆厂发生火灾，持续91个小时的火情让核心晶圆厂损失殆尽，当时评估产能恢复周期超过半年。不过半年后，AKM宣布放弃这座半导体工厂的复原，原因是无尘室等受损严重。AKM涉及的业务很广，音响、家电、车用、安控等行业的芯片都有参与。它的倒下，无疑加剧了汽车芯片的短缺。

　　就在瑞萨电子发生火灾的一个月后，全球半导体重镇中国台湾发生了56年以来最大的干旱，连岛内最大的淡水湖日月潭都水位骤降，大面积干涸见底，多座水库水位告急。众所周知，晶圆厂是出了名的“水老虎”，生产一块8英寸的晶圆体，每小时耗水250吨；一块12英寸的晶圆体，每小时耗水500吨。仅仅是台积电只需2年便可消耗三峡大坝蓄水量级别的水资源。不得已之下，台湾当局决定抽取地下水，休耕停灌大量农田。但这显然是杯水车薪，缓解不了市场对“缺芯”的恐慌。

　　更让人崩溃的是，就在旱灾火烧眉毛时，台湾又爆发了德尔塔毒株的新冠疫情，单日新增数百个确诊病例。5月22日，台积电一名工程师确诊新冠。其后，包括内存厂商宇瞻、南亚科及台积电旗下的代工厂世界先进，均陆续有1名员工确诊。不久，台湾封测大厂京元电竹南厂的移工染疫事件导致了200多人被确诊。情势万分危急，如果新冠肺炎攻克了台湾半导体代工厂这道防线，不仅全球汽车业面临灭顶之灾，消费电子产品也无法幸免。

　　正当人们都把紧张的目光投向台湾时，6月1日，马来西亚突然宣布无限期封国。作为全球最大的车规级芯片封装国，马来西亚汇聚了英飞凌、意法半导体、英特尔等50多家跨国芯片巨头。封国这一举措直接扼住了全球汽车芯片的脖子。

　　更令人惊慌的是，马来西亚的疫情丝毫不受控制，单日新增确诊病例一路飙升，到8月16日达到了恐怖的日增1.97万例。当天，马来西亚总理穆希丁向最高元首阿卜杜拉递交辞呈，理由是自己抗疫不力。

　　第二天，博世中国副总裁徐大全发朋友圈，说想带着领导跳六楼。原因是，某半导体芯片供应商的马来西亚Muar工厂的3000多名员工中有上百人感染新冠，20余人丧生。博世公司部分产品线被政府命令继续关停数日。

　　徐大全并非哗众取宠。8英寸晶圆的结构性匮乏，两只黑天鹅接连肆虐，再叠加难以预料的雪灾、火灾和干旱。汽车芯片陷入了极度短缺，到9月份已经导致全世界的汽车减产了近700万辆。全球汽车业迎来了至暗时刻。

5.趁火打劫的投机商

　　如果短时间内实在不能增加供给，那么涨价便成了最直接的调节手段，这也是市场经济的规律所在。

　　自2020年底至今，芯片代工厂联华电子、力积电，以及瑞萨电子、恩智浦、意法半导体、英飞凌等芯片制造商纷纷发布涨价函，价格平均上调了10％至20％。英飞凌CEO Reinhard Ploss解释称，此前半导体价格低迷是当前出现芯片危机的原因之一，过低的交易价或影响厂商扩产动力。

　　芯荒之下，几乎所有的芯片厂都上调了价格。就连最近几年没有涨价的台积电也在8月份宣布将进行史上最大幅度涨价。从明年一季度起，价格将调涨10%—20%。当月，台积电市值历史性超过腾讯，成为亚洲主要证券市场中市值最高的公司。

　　芯片原厂看似涨幅不大，但在全球芯片极度短缺的情况下，这种涨价无疑会放大市场的恐慌情绪。到了分销商手里，芯片价格就是10倍20倍100倍的跳涨，最夸张的芯片竟然涨了600倍，而且车企还哭着抢着要。

　　36氪记者在华强北调查发现，有芯片经销商半年就赚了几千万元，赚了几百万元的就更多，他们一夜暴富的秘诀就是囤货炒货。市场越吃，他们就越囤，在巨大的利益面前，代理商和原厂都有参与。由于代理商了解市场需求和原厂产能，又拥有定价权和出货权，他们简直就是经销商的摇钱树。有的经销商为了抱上代理商的大腿，竟然花9万元请私家侦探跟踪了对方半年，抓住其私生活把柄后，以此作“要挟”促成“合作”。

　　谁也不知道芯片还要缺多久，但谁都知道芯片的暴利。市场的情绪性因素，恐慌、挤兑、投机，加剧了缺芯潮。于是就出现了多倍下单、长周期备货的现象，三个月、半年，甚至是更长的备货周期，而这种行为又加剧了芯片的短缺。

　　近一个月以来，虽然政府严厉打击囤积炒作芯片的行为，甚至还对哄抬汽车芯片价格的3家公司处以250万元人民币罚款。但整体上收效甚微，芯片价格依然一路飙升。毕竟在100倍的利润面前，投机商甚至愿意出卖吊死自己的绳子。当卖芯片比卖毒品还要赚钱的时候，你还指望投机商“放下屠刀，立地成佛”？

　　不仅中国投机商大肆囤货，这种恐慌情绪还蔓延到了全球各地，甚至一些跟芯片不相干的企业也开始囤积芯片。马斯克吐槽，他们抢芯片就跟大疫情爆发时，西方人冲进超市抢卫生纸一样。在中国香港，甚至发生了3名犯罪分子当街抢劫500万港元芯片的行为，其疯狂程度可见一斑。

　　事实证明，当大地哀鸿遍野之时，最先俯冲下来的不是天使，而是嗜血的秃鹫。经过全世界的投机商们的不懈努力，汽车芯片已经渐渐脱离了商品属性，成为了年度最佳理财产品。

　　既然汽车芯片如此稀缺，而中国又极为擅长把奢侈品卖成白菜价。那么在全球汽车芯片极端短缺的困境下，中国汽车芯片企业能否扮演救世主的角色，使出“神之一手”，拯救“芯荒”中的百年汽车业？

6.国产芯片难越关山

　　答案有点让人失望。

　　我们不仅无法救世界，而且自身还难保。事实上，我国车用芯片进口率达到95%，关键芯片产品几乎全部被海外企业垄断，而国内自主研发的汽车芯片大多用于车身电子等简单的系统，自主率不到5%。成都车展上，一位自主品牌的高层难掩悲伤，他说中国乘用车市场下半年将减产30%-40%，很多整车企业、经销商集团甚至会因为这次危机而彻底退出市场。

　　虽然本次缺芯的主角车规级MCU使用的多是28nm以上的成熟制程，但对工艺的要求极高，远超消费芯片。它需要经历-40~175（200）度的温差、50G的激烈震动、15-25Kv的静电等严苛考验，不良率还要低于百万分之一，设计寿命超过15年。

　　去年，一位半导体行业人士透露，虽然中芯国际也有8英寸的产能，但是制造技术还没能达到车规级要求。比如其在2015年宣布量产28nm，但直到两年后梁孟松加入时，还不得不用一年的时间将其良品率提到了80%以上。

　　业内人士曾一针见血的指出，即便在28nm以上成熟工艺，中国大陆的芯片代工厂也有不少功课需要补足。大家往往在某个工艺上做到“基本可用”就开始攻克下一个，而不是继续投入研发实力去做到“好用”。

　　的确，相比汽车芯片，消费芯片工艺要求相对低很多，利润率又高，在全球芯片短缺的背景下，谁愿意为了捡汽车芯片这个芝麻，而丢掉消费芯片这个西瓜呢？

　　就算有人心怀赤诚地做国产汽车芯片，但想要打进汽车供应链也并非易事。国内芯片企业进入汽车市场需要获得AEC-Q100等车规级认证，该认证由欧美相关机构掌控，一款芯片一般需要12-18个月完成车规级认证，费用约为5000万元。即使通过重重认证，还需要与汽车厂商或一级供应商进行约2~3年的车型导入测试验证。测试验证完成后，才算获得“陪跑”机会。

　　另外，国际上整车厂商和汽车电子厂商都建立了非常稳定的合作格局，一般不会轻易更换。比如2011年3月，受到丰田汽车“产线认定”的瑞萨那珂工厂在大地震中损毁严重，无法再为丰田生产ECU。但丰田并没有更换供应商或代工厂，而是当即派了2500名员工支援那珂工厂的复原。

　　在国内，即使部分造车新势力的配套体系门槛相对更低，但出于风险防范的考虑，敢使用国内新创业公司产品的车企终究还是少数。 这就陷入了一个恶性旋涡，国产汽车芯片即使做出来，但如果下游汽车企业不用的话，那就只是一块石头。

　　不难发现，尽管当前全球汽车芯片奇缺，但中国芯片厂商要想在全球汽车市场分一杯羹，仍然道阻且长。

　　芯荒之下，我们当不了救世主，我们只是随时会被人卡脖子的泥菩萨。

7.尾声

　　芯片之痛，非一日之寒。

　　2019年11月，就在中美贸易战陷入胶着时，已经从台积电退休一年半的张忠谋首次回到了台积电参加运动会。台湾媒体蜂拥而至，不过次日报道最多的不是运动会的成绩，而是张忠谋当时讲的这句话。

　　“一旦世界不安定的时候，台积电就会成为兵家必争之地。”

　　全世界所有人都知道，这位满头银发，步履蹒跚的老人所言非虚。彼时，中国的高科技公司轮番被美国暴击，特朗普把刀架在了他们的脖子上，而台积电就是这把刀上最锋利的刃，只不过刀把握在了美国人手里。

　　两年后的5月11日，美国、欧洲、日本、韩国、中国台湾地区等地的64家企业宣布成立美国半导体联盟。这些企业几乎覆盖整个半导体产业链，然而唯独没有一家中国大陆企业。6天后，美国参议院通过《无尽边疆法》，授权在未来5年内拨款1100多亿美元用于基础和先进技术的研究，自然也包括半导体。

　　《南华早报》评论称，美国半导体联盟的成立，使中国大陆更难摆脱美国主导的全球半导体供应链。疫情之下芯片产业链向中国转移的可能性终将被抹杀，中国在汽车工业上的芯片命脉将被美利坚精准地扼住咽喉。

　　如今，我们的新能源汽车蓬勃发展，自主品牌在海内外攻城略地。但如果我们无法在汽车芯片上做到独立自主，中兴的覆辙可能随时会在国产汽车身上重演。

　　山雨欲来风满楼。留给中国汽车芯片的时间不多了。

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　　参考资料

　　1.《英飞凌65纳米以下全委外，晶圆双雄将受惠》  中时电子报

　　2.《路透社：是特朗普加剧了汽车芯片短缺！》  EETOP

　　3.《台湾大旱加剧全球“芯荒” 当地芯片厂商面临供水紧张》  华尔街日报

　　4.《全球汽车缺“芯”，中国芯片制造难显身手的反思》  36氪

　　5.《专职外包的马来西亚，手握全球汽车芯片的命根》  瞭望智库

　　6.《全球缺芯关键时刻，台积电放出史上最大涨价》  财经

　　7.《2021，我在深圳卖芯片，半年挣了几千万》  36氪