今年,几乎所有的汽车厂商都受到了一个灾难性影响——缺“芯”。没有芯片,就造不出车来。所以很多新车的交车周期延长,优惠减少,个别4S店甚至已经到了无车可卖的地步。那么,芯片对汽车而言到底有多重要?今天这篇文章,我们好好聊一聊这些事。
在一般人的眼里,芯片是电脑或者手机才用得上,但实际上,在今天,芯片已经无处不在。比如大到智能冰箱、智能空调,小到智能马桶盖、智能热水壶、门禁卡,芯片涵盖了我们生活的方方面面。电子化、智能化程度越高的事物,所需要的芯片越多。尤其现在的新车,都装配大量智能驾驶辅助功能,如果没有芯片,我们就回到了刀耕火种的石器时代。
汽车上的芯片大致分为三种,第一是负责算力和处理的AI芯片,第二是负责功率转换,第三是传感类芯片,其中数量最多的芯片要数MCU了。MCU又称微控制器,可以理解为各类分散设备的“小脑”,用以实现其动作或功能。汽车用MCU分散在座位、雨刷、空调、影音、动力等多个部分,一辆车包含几十甚至上百个MCU。
一台汽车只靠一块芯片是远远不够的,对于传统燃油车,每台车所需要的芯片数量在500-600个,如果是新能源车则需要更多,每台车大概需要1000-1200个。
如果是主打车机智能,自动驾驶等,则需要更多芯片。比如小鹏汽车创始人何小鹏就曾表示,智能电动汽车需要芯片累计1700多片,汽车智能化程度越高,对芯片的依赖性越强。
仅一台车所需要的芯片就如此之多,全球这么多的车企,每个车企下面又有几十个车型,这对于芯片需求绝对是一个天文数字。可见芯片短缺对于汽车的影响是非常大的。
说到这个问题就不得不提到制作芯片的重要材料——晶圆。无论是电脑手机的芯片,还是汽车上大大小小的芯片,都是通过对晶圆进行切割得到的,难道芯片短缺是由于原材料晶圆的不足而导致的吗?并不是。晶圆当中最重要的成分是硅,而硅在沙子当中就能获取,因此全球晶圆每年的晶圆产量是很大的。
原材料有了,那生产加工这一环节就成了关键,放眼全球,有能力加工晶圆的企业很多,但是制作高端芯片的企业却寥寥无几。以目前华为、苹果、高通的高端芯片为例,芯片基本都是5nm、7nm制程的,而车规级芯片一般都是28nm制程起步,一些基础功能的微控制器,由于技术老旧,有些甚至超过了1微米。这就出现了一个问题,在同样大小的晶圆上进行切割,能够切割出更多的5nm、7nm制程的芯片,同时这些高规格芯片的市场价格也远远高于低柜格芯片。
目前拥有5nm、7nm制程芯片制作能力的厂商,主要的订单都来自于手机、电脑等高端芯片,为汽车供应芯片的基本都是东南亚的一些厂商,但是由于疫情的持续影响,工厂都是处于停工的状态。而在此前,各大车企对疫情的预判有误,本以为购车需求会有所回落,芯片的采购量也相应下调,但出乎意料的是疫情并没有降低人们买车的热情。因此,各大车企所采购的芯片严重不足,马来西亚、印度、泰国、越南等国又因为反反复复的疫情,迟迟不能复工,导致了此次全球大规模的汽车芯片荒。
芯片可以代替吗?
首先我们要知道,其实诸如台积电这类的厂商是完全可以生产车规级芯片的,不过因为制作高端芯片的收益更高,而且疫情导致很多人长期足不出户,极大刺激了手机、平板电脑等移动设备的销量,所以他们一定会优先满足这一类的生产,而汽车芯片的占比,对于他们来说,基本是可有可无的。
另外一点,相比于电子产品类的芯片,汽车芯片要求非常严格。电子产品的芯片,可能出问题造成的后果不大,但是汽车对芯片的故障基本是“0容忍”,比如一个自动驾驶芯片坏了,就意味着你的车在高速上使用这个功能就会出人命。
而且,汽车芯片的工作环境要更加恶劣,车规级芯片必保证在零下40度到零上155度的范围内,还能够正常工作,除了温度,还有灰尘、电磁干扰以及频繁的震动等等都是一般芯片所不能承受的。车规级芯片还必须满足一个重要的指标,也就是和汽车本身拥有相同甚至更长的使用寿命,一般车规级芯片的寿命都要在15年以上。
简而言之,汽车芯片的要求那么严苛,门槛那么高,自然就不可能像手机电脑这种低规格的芯片那么容易制造了,最后就“物以稀为贵”。
在这里不得不提一句,我国汽车芯片严重依赖进口。据了解,我国95%以上的汽车芯片需要进口,每年进口汽车芯片的金额超过千亿元。随着“缺芯”的情况愈演愈烈,“天价”汽车芯片仍然被疯抢。
这场波及全球的芯片荒,暴露了在全球分工合作背景下,没有谁能够独善其身。站在国际的角度看,车企对风险的预判能力不够,导致在自然灾害面前,无法获得稳定的供应链;从中国视角看,虽然我国在工业上已具备全产业链能力,但依旧在芯片等高科技制造领域无法自给自足。在国内疫情已经得到控制的情况下,却因为其他供应商所处的国家疫情肆虐,芯片荒依旧要持续相当长的一段时间。
目前各大国内汽车厂商都在积极加大研发方面的投入,诸如汽车发动机、变速箱、动力电池等汽车核心部件已经逐渐摆脱了卡脖子的局面,我们也期待有一天,在我国的汽车上都能装上中国“芯”。
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