換上了國產「芯」，理想ONE能繞過急哭車企的「缺芯」難題嗎？

5月25日，理想汽車釋出2021款理想ONE，使用了兩顆地平線最新款「征程3」自動駕駛專用晶片，這也是地平線征程3晶片的首次量產上車。

在軟體定義汽車的智慧汽車時代，晶片的需求量大幅上升。理想汽車選擇與國內AI晶片供應商地平線合作；蔚來汽車的晶片供應商有高通和英偉達；小鵬汽車正在自主研發自動駕駛專用晶片；奇瑞汽車與半導體公司飛思卡爾合作……

2021款理想ONE使用兩顆地平線最新款征程3晶片

然而，目前汽車行業的「缺芯」難題，並非高精尖的晶片，而是MCU、GPU等普通晶片。但，即便是這種基礎晶片，短期內也難以擴大產能。

有業內人士向紅星資本局指出，目前晶片供應緊張，一是因為半導體企業對汽車市場復甦估計不足，加上汽車智慧化程度提升，晶片需求猛增；二是車企按照生產計劃訂貨，訂單包括全年的用量；三是有的車企採用豐田的「零庫存」供應鏈管理模式；四是全球晶片產能集中在臺積電，其產能不足，而新建項目需要時間；五是相比消費電子晶片，車晶片的產值和利潤回報有限，圓晶廠缺乏動力；六是作為晶片原料的晶圓價格大幅上漲。

與晶片企業深度合作

能解決車企缺芯難題嗎？

據介紹，地平線「征程3」晶片採用16納米工藝，基於地平線自主研發的BPU2.0架構，AI算力達到5 TOPS，支援高級別輔助駕駛、智慧座艙、自動泊車輔助等多種應用場景。

在今年的上海國際車展上，理想汽車就與國內邊緣人工智慧晶片企業地平線開展深度合作，使用其全系列征程晶片打造可持續進化的智慧汽車。

2021款理想ONE 圖據官網

然而地平線、英偉達、Mobileye等公司只設計晶片，並不自己製造。半導體從業者林先生告訴紅星資本局，晶片廠商設計完成晶片後，首先需要模擬看模擬情況下能否實現預期功能，然後找臺積電、三星、聯電、中芯國際這樣的代工廠先做一批樣品demo進行實際測試，各項測試指標達標後再批量下單給代工廠，最後自己售賣和分銷商售賣。

汽車製造廠商向晶片公司購買晶片，有技術的設計自己的應用方案，沒有技術的就向晶片廠商購買他們的解決方案。

因此設計晶片並不能解決「缺芯」問題，問題出在製造環節。「舉個例子：我研究了一道菜，菜譜也寫好了但我不會做飯，得請飯店幫我做出來，但是人家不給我做。晶片就是菜，晶片設計就是菜譜，飯店是代工廠。」

近期，多家車企因「缺芯」減產停產。

據報道，現代汽車已經暫停部分工廠的生產；豐田關停了在日本的兩家工廠；東風本田和廣汽本田工廠將在5月底、6月初進行員工休假調整；6月上旬，鈴木將暫時停止三家汽車工廠的運轉，停工時間最長可能達數日；奧迪1萬名員工將被迫採用非全日制工作制；福特、通用和捷豹路虎也都曾先後因為晶片短缺中斷生產……

還有訊息顯示，一汽大眾因10種晶片資源短缺，將影響29款車型的生產，預計第二季度產能將由原來的61萬輛縮減至40萬輛汽車，減產比例達到30%。

據瞭解，本次短缺的晶片主要是應用於ESP（電子穩定控制系統）和ECU（電子控制模組）中的8位功能MCU（微控制單元）。此外，掌握汽車影象功能的GPU（顯示晶片）也較為短缺。這些晶片的緊缺，主要受前端生產工序晶圓產能不足的影響。

8英寸晶圓短缺

車企「加單」無望

中國汽車流通協會常務理事賈新光告訴紅星資本局，晶片供應緊張原因複雜。

從需求端來看，市場對汽車市場復甦估計不足，晶片需求猛增。加上車企都是按照生產計劃訂貨，訂單包括全年的晶片用量，且部分車企採用豐田的「零庫存」供應鏈管理模式，晶片庫存嚴重不足。

首先是電動車產銷量上升，增加了晶片需求量。據推算，單臺傳統燃油車的晶片使用量是1400顆左右。智慧化程度更高的純電動車，如特斯拉，如果將感測器算進來，一臺Model 3使用的晶片數量達到了近2000顆。

2020年疫情爆發後，很多車企選擇「砍單」。與此同時，消費電子需求爆發，家電產業火熱，晶圓工廠紛紛停止了車規級晶片的流片，將產能轉移給了這些產品。然而汽車消費的復甦超過預期，2020年全球新能源汽車累計銷量313萬輛，同比增長42%。這時候車企發現，庫存晶片嚴重不足，而想要「加單」，晶圓工廠已經沒有額外的產能了。

從供應端來看，賈新光告訴紅星資本局，全球晶片產能集中在臺積電，其產能不足，而新建項目需要時間。目前，消費電子產品晶片熱銷，汽車晶片批量小、要求高，比如要求高低溫、耐震、電子相容，因此臺積電缺乏改善供應的積極性。

臺積電生產的晶片 圖據IC photo

此外，汽車晶片比起消費電子新品在製造端要求更多，但產值和利潤回報有限，所以晶圓廠傾向於擴建或新建代表更先進製程、更高工藝水平和更高利益回報的12英寸晶圓產能。

中國國際經濟交流中心總經濟師陳文玲指出，汽車晶片產量不足的主要原因是8英寸晶圓短缺。

紅星資本局瞭解到，8英寸晶圓產品包括模擬晶片、感測器、驅動晶片、MOSFET等功率器件。從應用層面，這些晶片以模擬的感測與電源、功率應用為主，這正是loT（物聯網）感測裝置、電動車和節能裝置必須的晶片品類。而8英寸晶圓代工產能緊張已經持續了數年，現在愈演愈烈。

如今，作為晶片原料的晶圓價格大幅上漲。根據Counterpoint研究報告，8英寸晶圓代工廠的部分產品與去年下半年相比已經漲價30%-40%。而晶圓代工廠聯電、世界先進、力積電、中芯國際、格芯等都幾乎再次提高報價。

除了上述原因，賈新光還指出，晶片生產專業性極強，需要專業人才、高水平研發，生產工藝極其複雜，主要裝置為外國壟斷，自己生產難度極大。晶片生產投資巨大，需要1000億元以上，臺積電擴建南京工廠，一條生產線200億元（還是28納米制程），建一個整車廠不過100億元。

此外，車規級IGBT（絕緣柵雙極型電晶體）晶片PPM（每一百萬個產品中的不良率）要求為零，即每100萬個交付不良品率小於1，消費電子類別PPM則要求小於200。他認為，考慮到高技術要求與生產成本，「汽車企業自己生產是不合算的。」

晶圓代工廠紛紛擴產

成熟製程產能其實大於需求

作為全球最大的8英寸晶圓生產方，臺積電董事長劉德音在今年3月底的臺灣半導體協會的年會上明確指出，「成熟製程（例如28nm）的吃緊看似供不應求，但其實全球的產能仍大於需求。」

就在5月20日，美國商務部召開半導體峰會，臺積電會後聲明表示，臺積電將2021年MCU（微控制單元）產量較2020年提升60%，較2019年提升30%。

MCU主要採用的成熟製程正在擴充產能，不過這些產能要到2022年下半年-2023年才能投產。

4月22日，臺積電臨時董事會上核准了一筆高達28.87億美元的預算，其中包括將在南京建設多條28nm製程（8英寸晶圓）產線。計劃在2023年達到「月產4萬片」。

臺積電稱，半導體產業產能短缺情況將延續至明年，成熟工藝更可能缺到2022年，而臺積電成熟工藝新產能將於2023年開出。

賈新光告訴紅星資本局，雖然這一製程的晶片比臺積電在臺灣生產的最尖端技術5納米要落後好幾代，但是此次增產的28納米產品卻是全球最為短缺的汽車晶片。

去年4月28日，總投資10億的長沙比亞迪半導體8英寸晶圓生產線項目在長沙經開區正式動工。

去年5月30日，西部半導體積體電路高科技產業園項目開工儀式在四川省綿陽市舉行，總投資高達80.26億元，涵蓋積體電路（晶片）研發、設計、製造、生產等環節，計劃建設起一個年產能最高可達60萬片的8英寸晶圓的產業叢集。

中芯國際聯合CEO趙海軍在去年第四季度的電話財報會議上透露，公司在2021年底以前，將擴充4.5萬片的8英寸月產能；另外12英寸也將擴充1萬片/月。此前，中芯的8英寸晶圓的月產能，已經達到了25萬片規模。

世界先進買下了友達位於竹科L3B廠廠房及設施，可實現8英寸月產能4萬片，預計2022年完成交割，最快2022年底有望量產。

紅星新聞記者 吳丹若

責編 任志江 編輯 鄧凌瑤

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