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曹操讀書--知行合一,化于無形

全球芯片荒:科技發(fā)展與壟斷生產(chǎn)力的必然矛盾

作者 :鈦媒體 App 2021-10-27 08:50:47 審稿人 : admin 圍觀 : 評論

圖片來源@視覺中國vne曹操讀書網(wǎng)

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文丨芯鋰話vne曹操讀書網(wǎng)

“芯片荒”有多嚴(yán)重?中日美歐等四個(gè)主要汽車市場的9月銷量同比下降26%。vne曹操讀書網(wǎng)

在這場危機(jī)面前,人類顯得那樣弱小無力,已經(jīng)有很多學(xué)者站出來表示“芯片荒”可能仍將持續(xù)很長時(shí)間,短期內(nèi)我們將不得不繼續(xù)忍受這樣的局面。vne曹操讀書網(wǎng)

究竟全球“芯片”為何突然之間不夠用了呢?追根溯源,這完全是由于供需失衡所造成的。vne曹操讀書網(wǎng)

供給端,歐美企業(yè)幾乎壟斷了整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈,通過技術(shù)封鎖、客戶綁定,來壓制中國芯片企業(yè)的發(fā)展。中國幾乎是世界上芯片應(yīng)用量最高的國家,但國產(chǎn)替代率卻僅為個(gè)位數(shù),其中的苦澀無需多言。vne曹操讀書網(wǎng)

在原本的產(chǎn)業(yè)格局中,各鏈條有序發(fā)展,是并不存在“缺芯”這件事的。然而,隨著全球疫情爆發(fā),美國遭遇特大寒潮,日本瑞薩電子慘遭大火,全球“封測重鎮(zhèn)”馬來西亞疫情反彈,全球芯片產(chǎn)能釋放遇到了極大的考驗(yàn)。vne曹操讀書網(wǎng)

需求端,新能源汽車迅猛推進(jìn),一輛汽車中電子產(chǎn)品的比例顯著增加,促使全球芯片的應(yīng)用量被前所未有的放大。再加上物聯(lián)網(wǎng)、光伏能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,進(jìn)一步放大對芯片的需求。vne曹操讀書網(wǎng)

一邊是需求爆發(fā),另一邊是產(chǎn)能受制,“缺芯”的到來實(shí)屬必然。vne曹操讀書網(wǎng)

本質(zhì)而言,缺芯是因?yàn)槿蚩萍及l(fā)展與壟斷生產(chǎn)力之間存在無法調(diào)和的矛盾。歐美國家對于“芯片”技術(shù)的保護(hù),是造成這場危機(jī)的根本所在。vne曹操讀書網(wǎng)

解決“芯片危機(jī)”,需要的不是口號,而是切實(shí)的產(chǎn)能提升。縱觀全世界,中國無疑是解決芯片生產(chǎn)的最優(yōu)之選。vne曹操讀書網(wǎng)

由此來看,這場“芯片荒”極有可能加速中國芯片廠商的追趕速度,有利于在中國芯片企業(yè)全球市場站穩(wěn)腳跟。vne曹操讀書網(wǎng)

01、新能源帶來的改變

盡管疫情、暴雪和火災(zāi)削弱了全球芯片的產(chǎn)能,但“缺芯”的更核心因素依然還是因?yàn)樾枨蠖说耐蝗会尫拧?span style="display:none">vne曹操讀書網(wǎng)

2020年,全球新能源汽車滲透率僅為3.7%,但今年上半年這一數(shù)據(jù)飆升至6%,提升了2.3個(gè)百分點(diǎn)。具體來看,2021H1全球新能源汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)241萬輛,較去年同期增長170%。雖然這其中有去年疫情導(dǎo)致基數(shù)較低的因素,但新能源汽車銷量的增長卻是實(shí)打?qū)嵉摹?span style="display:none">vne曹操讀書網(wǎng)

眾所周知,新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的最大不同就在于動(dòng)力方式,差異于燃油系統(tǒng),新能源汽車用三電系統(tǒng)來提供動(dòng)力。所謂三電系統(tǒng)指的是由電池、電機(jī)、電控所組成的系統(tǒng)。vne曹操讀書網(wǎng)
來源:NE研究院,英飛凌季報(bào),國元證券研究中心vne曹操讀書網(wǎng)

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三電系統(tǒng)帶來的最大改變就是車規(guī)半導(dǎo)體數(shù)量顯著增加。長遠(yuǎn)來看,電動(dòng)化、自動(dòng)化、數(shù)字化三大方向促使新能源汽車的成本結(jié)構(gòu)發(fā)生了本質(zhì)變化。vne曹操讀書網(wǎng)

現(xiàn)階段,新能源汽車對于芯片的需求主要是由電氣化所催生。vne曹操讀書網(wǎng)

傳統(tǒng)汽車中,燃油發(fā)動(dòng)機(jī)約占汽車總成本的30%,是占比最高的;同樣的在新能源汽車中,電控系統(tǒng)也是成本占比最高的部分,僅電池一項(xiàng)達(dá)到汽車總成本的35%,電機(jī)、電控占剩余的30%成本。vne曹操讀書網(wǎng)

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電池系統(tǒng)控制化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;電機(jī)系統(tǒng)在接受電能后將其轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,驅(qū)使汽車前行;電控系統(tǒng)則是電機(jī)的控制器,由逆變器和控制器兩部分組成,逆變器負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)化為交流電,控制器則是通過控制變頻器頻率的升降來實(shí)現(xiàn)加速和減速的功能。vne曹操讀書網(wǎng)

整個(gè)三電系統(tǒng)中,涉及到多次電能轉(zhuǎn)換,就需要通過大量的功率半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)。據(jù)國際咨詢機(jī)構(gòu)羅蘭貝格測算,動(dòng)力系統(tǒng)的改變將會(huì)讓汽車中電子元器件的需求量猛增3.5倍,由640美元單輛提升至2875美元。vne曹操讀書網(wǎng)

具體來看,雖然內(nèi)燃機(jī)被更替,汽車將減少395美元的電子元器件,但電池控制和電動(dòng)力總成卻分別增加770美元和1860美元的電子元件成本。vne曹操讀書網(wǎng)

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縱觀全局,IGBT和MOSFET等功率器件的需求量隨著車輛電動(dòng)化的進(jìn)程而顯著增加。對于電動(dòng)化很低的微混汽車而言,IGBT組件的個(gè)數(shù)僅為2-3個(gè),而隨著電動(dòng)化程度的加深,馬達(dá)功率在120kW以上的電動(dòng)車IGBT組件的個(gè)數(shù)可能達(dá)到150個(gè)。vne曹操讀書網(wǎng)

這還僅僅是電力系統(tǒng)帶來的車規(guī)半導(dǎo)體數(shù)量增長,在汽車自動(dòng)化和智能化風(fēng)潮下,雷達(dá)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)芯片的需求量都將有所提升。vne曹操讀書網(wǎng)

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在燃油車上,車規(guī)半導(dǎo)體應(yīng)用數(shù)量很少,當(dāng)時(shí)的汽車的差異主要在油耗與質(zhì)量上。而隨著科技的發(fā)展,汽車已然擺脫了單純運(yùn)載工具的命運(yùn),而成為移動(dòng)出行大生態(tài)中的核心一環(huán)。vne曹操讀書網(wǎng)

在這個(gè)層面上,汽車芯片需求量迅猛增長將成為必然趨勢。vne曹操讀書網(wǎng)

02、粘在身上的牛虻

在大自然界中,有一種昆蟲叫做牛虻,他們以吸食家畜身上的血為生,危害家畜的健康。如今我們的新能源汽車發(fā)展火熱,但實(shí)則身上卻早已經(jīng)粘附了很多的“牛虻”。vne曹操讀書網(wǎng)

“碳中和”趨勢之下,新能源汽車有望成為增速最快的賽道,也是我國重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)方向。vne曹操讀書網(wǎng)

據(jù)工研院產(chǎn)科國際所數(shù)據(jù),從2018年開始,中國就超越日本成為全球新能源汽車銷量第一的國家。最新的2021年數(shù)據(jù)顯示,中國、日本、美國、德國、英國分別是新能源汽車銷量占比前五的國家。其中,中國以32.5%的市場占有率,遙遙領(lǐng)先于日本的17.9%和美國的16.3%。vne曹操讀書網(wǎng)

未來五年,中國電動(dòng)汽車銷量預(yù)期將從2020年的約100萬輛增加至2025年的420萬輛,將超過美國及歐洲電動(dòng)汽車銷量的總和,并將長期保持20%以上的行業(yè)增速。vne曹操讀書網(wǎng)

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傳統(tǒng)燃油車時(shí)代,發(fā)動(dòng)機(jī)就一直制約著我國汽車行業(yè)的發(fā)展,在電動(dòng)車拋棄發(fā)動(dòng)機(jī)后,實(shí)際上中國車企已經(jīng)與世界豪強(qiáng)站到了一個(gè)起跑線上,因此我們才會(huì)看到中國新能源車企的迅猛發(fā)展。vne曹操讀書網(wǎng)

然而,雖然發(fā)動(dòng)機(jī)的瓶頸消失了,但我們卻落入了車規(guī)半導(dǎo)體的新困境之中。vne曹操讀書網(wǎng)

一輛新能源汽車中,功率半導(dǎo)體的自主率僅為8%,儲(chǔ)存芯片的比例也為8%,信號鏈芯片和傳感器的自主率不足5%,控制類芯片的自主率甚至不足1%。整體來看,中國車規(guī)半導(dǎo)體的自主率在8%以下。vne曹操讀書網(wǎng)

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我國不僅是世界上最大的新能源汽車生產(chǎn)國,但同它還是最大的車規(guī)半導(dǎo)體進(jìn)口國。vne曹操讀書網(wǎng)

海關(guān)進(jìn)出口數(shù)據(jù)顯示,2019年中國集成電路進(jìn)口金額達(dá)3040億美元,超越原油成為進(jìn)口依賴度最高的產(chǎn)品,而集成電路出口金額卻僅為1100億美元,貿(mào)易逆差達(dá)到驚人的1940億美元。vne曹操讀書網(wǎng)

新能源汽車中,車規(guī)半導(dǎo)體是受益最大的一環(huán),而我國的車規(guī)半導(dǎo)體卻絕大部分采購自海外。正是由于缺乏自主替代能力,因此在海外疫情發(fā)生時(shí),我國汽車產(chǎn)業(yè)鏈才會(huì)同樣遭受“缺芯”困擾。vne曹操讀書網(wǎng)

海外半導(dǎo)體公司就好像牛身上的牛虻,吸食著中國新能源產(chǎn)業(yè)鏈的利潤。vne曹操讀書網(wǎng)

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03、“缺芯”是中國企業(yè)追趕的良機(jī)

半導(dǎo)體是由美國人發(fā)明的,并始終掌控者這一領(lǐng)域的控制權(quán)。vne曹操讀書網(wǎng)

上世紀(jì)80年代,尼康、佳能等一批日本企業(yè)依靠性價(jià)比,成功將美國光刻機(jī)趕出市場。在失去芯片制造端話語權(quán)后,美國通過扶持荷蘭阿斯麥公司的方式打擊對手,由此才有了阿斯麥EUV光刻機(jī)的絕世無雙。vne曹操讀書網(wǎng)

中國企業(yè)同樣遭到了歐美國家的封殺,華為、中芯國際都并未被平等對待。在芯片發(fā)展過程中,我國企業(yè)遇到的阻礙遠(yuǎn)比想象中的更大。vne曹操讀書網(wǎng)

坦率而言,目前我們在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的落后是全方位的,不光是買不到光刻機(jī),在電子特氣、CMP 拋光材料、濕化學(xué)品、光刻膠、EDA軟件等多個(gè)方面都存在缺口。產(chǎn)業(yè)鏈的羸弱導(dǎo)致國內(nèi)汽車芯片企業(yè)市場地位較弱,高附加值的產(chǎn)品占比極低。vne曹操讀書網(wǎng)

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車規(guī)芯片雖然沒有計(jì)算機(jī)芯片那樣復(fù)雜,但卻極為考驗(yàn)產(chǎn)品的穩(wěn)定性,中國企業(yè)也同樣面臨著不小的困難。車規(guī)芯片工作環(huán)境較為惡劣,需要適應(yīng)較大溫差,同時(shí)還要克服高振動(dòng)、多粉塵、油漬、多電磁干擾的問題。vne曹操讀書網(wǎng)

一直以來,汽車供應(yīng)商都有著極大遴選慣性,如果一家企業(yè)能夠順利進(jìn)入到車企的供應(yīng)商名單,那么通常都會(huì)源源不斷的獲得訂單,對于車規(guī)芯片來說同樣如此。vne曹操讀書網(wǎng)

一家企業(yè)想要成為全球知名車規(guī)供應(yīng)商,就需要通過AEC機(jī)構(gòu)的元器件認(rèn)證。雖然名義上這個(gè)認(rèn)證不是強(qiáng)制的,但車企及供應(yīng)商往往還是認(rèn)可這一標(biāo)準(zhǔn)的。vne曹操讀書網(wǎng)

AEC是美國汽車電子委員會(huì)的簡稱,由北美三大車企克萊斯勒、福特和通用汽車牽頭設(shè)立。在基礎(chǔ)本就很弱的情況下,中國車規(guī)芯片企業(yè)想要逆勢獲得認(rèn)可難度極大。由此不難看出,芯片制造是很難依靠單項(xiàng)技術(shù)突圍的,企業(yè)的強(qiáng)大往往依托于背后強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈群。vne曹操讀書網(wǎng)

在缺乏產(chǎn)業(yè)鏈支持的情況下,盲目的研發(fā)車規(guī)芯片對于中國企業(yè)而言并沒有經(jīng)濟(jì)效益,因此很長一段時(shí)間中我們做的都是技術(shù)附加值并不高的基礎(chǔ)產(chǎn)品。vne曹操讀書網(wǎng)

過去,國產(chǎn)車規(guī)芯片的痛點(diǎn)有兩個(gè),一方面是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈起步都比較晚;另一方面,缺乏賺錢效應(yīng),就算做出來也沒有人買,難以躋身國際汽車大廠的供應(yīng)商,缺少持續(xù)迭代的機(jī)會(huì)。vne曹操讀書網(wǎng)

疫情造成的“缺芯潮”其實(shí)給了中國芯片企業(yè)機(jī)會(huì)。由于新能源汽車使用全新的動(dòng)力系統(tǒng),實(shí)則縮小了全球玩家的差距,大家?guī)缀醵蓟氐搅送黄鹋芫€。vne曹操讀書網(wǎng)

一直以來,中國企業(yè)不缺少制造芯片的意愿,也不缺少資本的助力。但卻受制于技術(shù)封鎖,導(dǎo)致整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈較為落后。現(xiàn)如今,“缺芯”已經(jīng)不是短時(shí)間內(nèi)能夠解決的問題,在需求不斷增長的情況下,勢必需要新增產(chǎn)能來解決問題,這就給了我們發(fā)展的機(jī)會(huì)。vne曹操讀書網(wǎng)

去年9月,由科技部、工信部牽頭,70余家企事業(yè)單位共同組成的“中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”正式成立,這表明發(fā)展國家對于汽車芯片發(fā)展的重視。vne曹操讀書網(wǎng)

現(xiàn)階段,“缺芯”主要是由于汽車電動(dòng)化造成,而電動(dòng)化只不過是新能源汽車的第一步,隨著后續(xù)數(shù)字化、智能化的到來,汽車“含硅量”將進(jìn)一步上升。vne曹操讀書網(wǎng)

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尤其是自動(dòng)駕駛技術(shù),從L3到L5階段,計(jì)算量都將指數(shù)級增長,對于芯片算力的要求將是如今的上百倍。雷達(dá)芯片、傳感器、儲(chǔ)存芯片、計(jì)算芯片都極有可能出現(xiàn)巨大的缺口。vne曹操讀書網(wǎng)

科技發(fā)展是全人類努力的結(jié)果,技術(shù)封鎖只會(huì)制造麻煩,阻礙技術(shù)進(jìn)步。“缺芯”將極有可能成為中國汽車芯片企業(yè)發(fā)展的推手,從自主替代到走向全球,或許就在不遠(yuǎn)的將來。vne曹操讀書網(wǎng)

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    2021-10-24 11:58:04
  • 繼蘋果、亞馬遜后,阿里云積極入局,Arm服務(wù)器芯片有望增長十倍
    繼蘋果、亞馬遜后,阿里云積極入局,Arm服務(wù)器芯片有望增長十倍

    圖片來源@視覺中國文|楊劍勇近年來,除智能手機(jī)以外,ARM不斷向物聯(lián)網(wǎng)、PC、服務(wù)器等方向延伸,作為統(tǒng)治移動(dòng)芯片的霸主,向傳統(tǒng)CPU巨頭英特爾領(lǐng)地發(fā)起進(jìn)攻。如今,ARM生態(tài)不斷擴(kuò)展,從PC到云端再到邊緣、物聯(lián)網(wǎng)和超級計(jì)算在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域,吸引著包括蘋果、亞馬遜、英偉達(dá)、華為與阿里巴巴等眾多科技巨頭基于ARM設(shè)計(jì)通用芯片。在蘋果公司帶動(dòng)下,對ARM產(chǎn)業(yè)鏈影響深遠(yuǎn)從需要指出的是,蘋果基于ARM設(shè)計(jì)M1芯...

    2021-10-23 08:56:09
  • 新能源汽車的“柳州模式”:乘用車電動(dòng)化率達(dá)31.6%,五菱汽車接入量占比94.47%
    新能源汽車的“柳州模式”:乘用車電動(dòng)化率達(dá)31.6%,五菱汽車接入量占比94.47%

    10月22日,新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟2021年高峰論壇在柳州召開,《中國新能源汽車城柳州范本大數(shù)據(jù)報(bào)告》作為大會(huì)成果正式對外發(fā)布。數(shù)據(jù)顯示,截至今年9月底,柳州市新能源汽車保有量接近10萬輛,占全市汽車保有量的10.5%,每100輛出行車輛中,就有23輛是新能源汽車。自2018年至2020年,柳州市乘用車電動(dòng)化率分別為19.9%、24.7%和28.8%,2021年1-9月份,乘用車電動(dòng)化率上升至...

    2021-10-22 19:09:12
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