2021年開年之后，芯片行業(yè)出現(xiàn)了戲劇性的一幕，一直默默無聞的汽車芯片爆出極度短缺，一片小小芯片卡起了各大汽車巨頭的脖子。
比如大眾預(yù)計，第一季度將因為芯片短缺少生產(chǎn)10萬輛汽車，憤怒的發(fā)言人在公開場合表示，將考慮向準(zhǔn)備不周的博世、大陸等一級供應(yīng)商索賠。
除了拿供應(yīng)商撒氣，各汽車集團(tuán)八仙過海各顯神通。三星、SK兩大財閥與現(xiàn)代合作，一個出芯片一個出汽車；德國經(jīng)濟(jì)部長求援于中國臺灣省，請求臺積電優(yōu)先供貨德國汽車業(yè)；韓、德緊張，大陸也不例外，工信部春節(jié)前加班加點(diǎn)，與主要汽車芯片供應(yīng)企業(yè)代表座談交流。
那么，汽車芯片為何如此短缺？這在業(yè)內(nèi)引發(fā)了一場大討論，就現(xiàn)有報道來說，主要有三點(diǎn)：
首先是各種天災(zāi)人禍。新冠造成的混亂還沒結(jié)束，沒想到又來了日本的地震、德州的暴風(fēng)雪、中國臺灣島內(nèi)的缺水，讓芯片廠的產(chǎn)能一再縮減。
然后是臺積電之前的擴(kuò)產(chǎn)也不積極。汽車芯片集中在20~45nm成熟制程，并不算賺錢，投入產(chǎn)出比低。因此，臺積電擴(kuò)產(chǎn)不多，設(shè)備商供應(yīng)也少，甚至一些生產(chǎn)設(shè)備，都要去二手市場淘，造成了產(chǎn)能的不足。
最后是上游設(shè)備商，他們同樣面臨著和臺積電一樣的難題。上游設(shè)備商因為汽車芯片專用制造設(shè)備利潤率低，照樣也不愿意排單。晶圓廠試圖漲價加單施加“誘惑”，但設(shè)備商就算將產(chǎn)能轉(zhuǎn)為汽車芯片，也難盈利，同時，設(shè)備生產(chǎn)周期只會比芯片還要長，這也大大減緩了反應(yīng)時間。
芯片缺貨危機(jī)的爆發(fā)背景錯綜復(fù)雜，但危機(jī)的背后，有三個根源性問題，也是這篇文章要解答的問題：
缺貨的汽車芯片都不賺錢么？
產(chǎn)能為什么都集中到了中國臺灣？
汽車芯片的最終買家，汽車公司都跑哪里去了？
01. 汽車芯片危機(jī)的背后格局
汽車芯片種類繁多，但最缺的貨，是MCU。
MCU，又稱微控制器，簡單來講，可以理解為各類分散設(shè)備的“小腦”，用以實現(xiàn)其動作或功能。MCU應(yīng)用極廣，散布于消費(fèi)用、汽車用和軍用：小孩子玩的玩具火車，電力公司抄的電表，電子控制的汽車座位和導(dǎo)彈火箭，都裝著不同規(guī)格的MCU。排除安保級別最高的軍用MCU，消費(fèi)用和車用MCU是兩個完全不同的市場。
消費(fèi)用MCU場景分散多變，難度較低，壽命預(yù)期不長。小孩子玩火車可能幾天就玩壞了，轉(zhuǎn)向了下一個電子玩具，誰能抓住消費(fèi)場景的爆點(diǎn)，便能直上青云。
汽車用MCU也是分散多變，無論是座位、雨刷、空調(diào)、影音、動力，都離不開車用MCU的指揮，總的來說，一輛車少說幾十個MCU,多則上百個。這些芯片散布于汽車各個部分，雖然規(guī)格繁多，架構(gòu)不同，但難度卻是一致達(dá)到了苛刻的程度。
以市占率三成的全球MCU巨頭瑞薩為例，上級分包商對于車用芯片的公開要求是：-40～75℃、濕度95%、15～25KV的靜電環(huán)境中，必須要擁有20年質(zhì)保，不良率控制在100萬分之1以下。
這個良率要求是消費(fèi)用MCU的兩百倍乃至上千倍，即便如此，放到實踐中，汽車制造商的要求仍然是：零不良率。因為只要有1個芯片運(yùn)轉(zhuǎn)不良，就可能危及人的生命。
雖然難度如此之高，汽車芯片在產(chǎn)業(yè)鏈中的占位卻十分低下。MCU廠商，頂多居于博世、大陸等一級供應(yīng)商下面一級的二級供應(yīng)商，一些則是汽車廠的三級供應(yīng)商。在汽車產(chǎn)業(yè)層級森嚴(yán)的金字塔中，汽車芯片廠商甚至無權(quán)更改生產(chǎn)線工藝和流程，才好符合整機(jī)廠商的要求。
日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資深觀察家湯之上隆，在《日本制造業(yè)的敗北》中，即回憶了一個改革前完全沒有自主權(quán)的瑞薩。在美國財團(tuán)KKR收購被日本經(jīng)產(chǎn)省截胡后，瑞薩社長給買方打電話賠禮道歉：對于這樣的結(jié)果我們實在感到抱歉，主要原因還是我們沒有自主性。瑞薩在產(chǎn)業(yè)中的占位，由此可見一斑。
MCU的另一大特點(diǎn)就是芯片和整車廠綁定，形成寡頭市場，比如瑞薩與豐田聯(lián)盟，英飛凌與德系車企聯(lián)盟，通過這種聯(lián)盟三大MCU巨頭市占率達(dá)到了七成。這種產(chǎn)業(yè)鏈同盟，節(jié)約了大量的重新認(rèn)證、適用和安全成本，雙方互惠，格局十分穩(wěn)定。
但副作用是，作為整機(jī)廠商的三級供應(yīng)商，汽車芯片廠商是卑微的，沒有講價空間，他們甚至可能一年難得見幾次整機(jī)廠商。
門檻高、占位低、難賺錢，汽車芯片行業(yè)格局穩(wěn)固，這產(chǎn)生了一個極為負(fù)面的影響。消費(fèi)電子級的MCU廠商，與車用MCU廠商，幾乎井水不犯河水，這導(dǎo)致行業(yè)缺少新玩家，活力不足。
于是，任何一個芯片巨頭要在汽車芯片業(yè)擴(kuò)張，內(nèi)生增長很難，只能采取收購策略，因為時間是最大的成本。從2015年恩智浦收購飛思卡爾案，到2016年高通收購恩智浦案，再到2020年英飛凌收購賽普拉斯案，莫不如此。但資本運(yùn)作并不會增加產(chǎn)業(yè)供給，在短期內(nèi)更多是股東層的變動。
如果車用MCU維持這樣的局面，各國的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟各干各的，雖然擴(kuò)產(chǎn)艱難，但也不至于出現(xiàn)集體性缺貨。那么，為什么后來會發(fā)生日、德等汽車大國集體缺貨的局面？
02. 史無前例的分工大轉(zhuǎn)移
直接導(dǎo)致大缺貨的原因，還在于汽車芯片代工生產(chǎn)，被集中放在了臺積電這個籃子里。
汽車芯片大廠自己生產(chǎn)到把訂單轉(zhuǎn)移到晶圓代工廠的分工大轉(zhuǎn)移，始于十年前。那時，德日兩國的汽車芯片業(yè)都面臨著一個艱難的抉擇：
一，汽車業(yè)需求更多關(guān)于電能轉(zhuǎn)化的功率芯片，通用性較強(qiáng)。這類芯片研發(fā)，猶如看工齡和手藝的老師傅，越老越吃香。德日兩國起于第二次工業(yè)革命，電機(jī)是他們一貫的強(qiáng)項，能否抓住功率芯片的時代趨勢，直接關(guān)乎未來命運(yùn)。
二，同時，汽車業(yè)也需求更多MCU之類的數(shù)字芯片，但這些芯片是“利基的集合”，名目繁多的品種湊到一起，才能撐起一座座晶圓廠。臺積電等中國臺灣省代工廠，在數(shù)字芯片代工上的優(yōu)勢越發(fā)明顯：
以客戶為中心，不下場搶生意，不竊取資料；與ASML的結(jié)盟并下重金購買最先進(jìn)的工藝設(shè)備；軍事般的嚴(yán)苛運(yùn)營機(jī)制，像機(jī)器一樣嚴(yán)密運(yùn)轉(zhuǎn)的十萬青年十萬肝。這三大優(yōu)勢，都是汽車芯片大廠難以企及的。
應(yīng)該做出什么樣的選擇，已然十分明了。在接下來的十年中，汽車芯片廠商幾乎將所有先進(jìn)工藝制程的車用數(shù)字芯片的生產(chǎn)，都交予了臺積電和聯(lián)電。
德國的英飛凌早在2009年將65nm工藝的移動設(shè)備芯片交予臺積電，后在2012年認(rèn)證臺積電的車用MCU工藝。到了2018年，數(shù)字芯片生產(chǎn)任務(wù)的一半交給了外包。在當(dāng)年財報中，英飛凌還計劃在五年內(nèi)將這一比例提高至70%，而功率芯片只有至多15%的外包計劃。
轉(zhuǎn)型幅度更大的是日本瑞薩。2012年，瑞薩斷臂求生，裁員萬人，車用數(shù)字芯片被外包給臺積電，到了最近，瑞薩轉(zhuǎn)移了總計三成的芯片生產(chǎn)任務(wù)，其中MCU的外包比例直接達(dá)到了九成。
原來，七八個汽車芯片廠自己生產(chǎn)MCU，整機(jī)廠還算有多元的選擇，風(fēng)險被組合消減了。但在汽車MCU七成產(chǎn)能被轉(zhuǎn)與臺積電后，整機(jī)廠從一級、二級供應(yīng)商穿透過去，最后，實際上最為關(guān)鍵的元器件被放在了一個籃子里。
同時，汽車用MCU這類汽車數(shù)字芯片的特殊之處在于，汽車芯片轉(zhuǎn)與了所有的生產(chǎn)訂單，集中度很高，卻只占了臺積電3%的產(chǎn)能，量不大，價不高。也就是說，全球的汽車芯片大廠加到一塊，也養(yǎng)不起臺積電一座廠。碰到緊要關(guān)頭，汽車芯片這顆蛋，是首先被擠破的。
于是，汽車產(chǎn)業(yè)鏈看似還是多元化的，但穿透之后，實際上把雞蛋放在了一個斗爭激烈的籃子，對于任何一個產(chǎn)業(yè)巨頭來說，這都是非常危險的。問題是，難道汽車業(yè)的巨頭們都沒有注意到么？
03. 漫不經(jīng)心的汽車產(chǎn)業(yè)鏈
悲劇的是，汽車巨頭的佛系直接讓這場短缺危機(jī)愈演愈烈。
對于汽車芯片短缺危機(jī)，一部分整車商的態(tài)度是：一種是猝不及防，臨時甩鍋；
有整機(jī)廠聲稱，已在大半年前郵件告知博世和大陸要備貨，但是他們沒聽，于是危機(jī)爆發(fā)了。但一級供應(yīng)商卻哭笑不得，整車商則明明已經(jīng)預(yù)料到了一場危機(jī)，卻只是發(fā)了一封郵件，除此之外沒有任何動作。
一個細(xì)節(jié)是，汽車芯片廠說，整機(jī)廠問他們?yōu)槭裁床簧弦拱鄟碓黾赢a(chǎn)量，而實際上晶圓廠一天24小時根本不會停，夜班一直在上。這種漫不經(jīng)心在競爭激烈的消費(fèi)電子領(lǐng)域幾乎不可想象。
另一種是未雨綢繆，“跳躍”式、或“穿透”式管理供應(yīng)鏈風(fēng)險。
比如寶馬公司繞過一級供應(yīng)商直接向晶圓廠下單，在此次危機(jī)中無虞。更為精明的是豐田，這家日系車企對于汽車芯片廠商的嚴(yán)密控制已有十年，因而也是安然無恙。
從上個世紀(jì)六十年代開始，豐田力推精益管理制度，爭取在每個環(huán)節(jié)都抹掉不必要的時間和資源浪費(fèi)。這一制度在公司內(nèi)被稱為“準(zhǔn)時制”，模仿了超市控制進(jìn)銷存的方法，形成了一個便捷的電子看板系統(tǒng)。后來，包括準(zhǔn)時制在內(nèi)的豐田管理制度被普及于整個產(chǎn)業(yè)，當(dāng)時的一份調(diào)查顯示，美國公司施行該制度后，庫存減少了七成。
諷刺的是，豐田最先發(fā)現(xiàn)了精益管理制度的一個漏洞：庫存。精益庫存管理越是精細(xì)，那根弦繃得越緊，幾乎沒有任何容錯空間。而汽車產(chǎn)業(yè)鏈的層級又是如此繁復(fù)森嚴(yán)，信息很不透明，到了最后，哪一層都不想壓庫存，彈性越來越低，一碰到危機(jī)，說斷供就斷供了。
由此，在2008年金融危機(jī)后，豐田建立了一個名為“救援”的系統(tǒng)，深入了解其供應(yīng)商層級，將大約6800個零部件的供應(yīng)鏈信息存入數(shù)據(jù)庫中，使得公司能夠像股權(quán)穿透一樣摸清供應(yīng)鏈的實底，找出潛在的短缺。每天、每周和每月，豐田都會與產(chǎn)業(yè)鏈上的各級供應(yīng)商溝通，頻繁下達(dá)產(chǎn)量計劃，以保供應(yīng)。
在經(jīng)歷了2011年311東日本大地震救援瑞薩工廠后，豐田更加強(qiáng)了與汽車芯片廠的直接聯(lián)系，重金入股瑞薩，以把他們牢牢捏在手里。
這種嚴(yán)密的監(jiān)控，使得豐田在芯片短缺市況下，仍能保持業(yè)務(wù)連續(xù)性。在豐田最近的財報電話會議上，首席財務(wù)官表示，公司已確保了各種零部件1到4個月的庫存。
汽車產(chǎn)業(yè)精益管理制度的發(fā)明者，卻最先背叛了這個制度，這未嘗不是一種諷刺。長久以來漫不經(jīng)心、行動遲緩的汽車產(chǎn)業(yè)，最終被迫在芯片產(chǎn)業(yè)的巨變下，跟隨豐田和寶馬的腳步，走向新的變革。
04. 總結(jié)
本次汽車芯片缺貨危機(jī)，本質(zhì)上是對汽車產(chǎn)業(yè)鏈的一場極限壓力測試。危機(jī)的根源，早已深埋于長達(dá)十余年的兩大變革，一個是汽車產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)性變化，一個是電子產(chǎn)業(yè)分工史無前例的轉(zhuǎn)移。
缺貨的品種是頗為傳統(tǒng)的MCU芯片，恰恰證明，目前的汽車革命尚未進(jìn)行到一個徹底的階段，但是卻毫無疑問的來到了一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
一方面，尚未有一個更為簡潔有力的技術(shù)架構(gòu)和芯片品種替代這種零散瑣碎的MCU。另一方面，臺積電和設(shè)備商對MCU的態(tài)度猶如強(qiáng)弩之末，這或?qū)⑴まD(zhuǎn)此前已進(jìn)行十余年的分工轉(zhuǎn)移趨勢，但是如何保證自建產(chǎn)業(yè)鏈的相對經(jīng)濟(jì)性，仍是一個難題。
或許，要真正解決汽車芯片缺貨的長期性難題，汽車廠商還得向消費(fèi)電子公司來取取經(jīng)。
