总的观点：市场足够大，机遇与挑战并存
曾有过一篇《2020年汽车芯片行业现状及重点企业》本文算是更全面的梳理，及观念更新
01
基本情况
半导体产品根据应用领域可分为汽车、消费电子、通讯互联、工业物联网、航空航天等，这些领域对环境条件、可靠性、耐久性等指标的标准不同，按照从低到高的排列，大致是民用（消费）级、工业级、汽车级、军工级、航空航天级。
汽车是半导体的重要应用领域，目前汽车半导体的用量占到半导体总量的15%以上，是仅次于通信、计算机、消费电子后的第四大领域。汽车半导体从车载收音机、电子喇叭开始，到防抱死系统，电动助力、胎压监测、导航等一直提升到现在的智能驾驶、车联网等等。随着汽车智能化水平的不断提升，半导体的应用也越来越广泛。
汽车级半导体从性能角度看，要求高于工业级和消费级半导体。汽车半导体除了汽车行业通用的规范外，还有更严苛的车规级认证标准。比如故障率的要求是百万分之一，而消费级只要千分之一。从市场角度看，需求量高于军工级和航空航天级半导体。所以汽车半导体具有技术壁垒高与需求旺盛的特点。
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分类及公司
汽车半导体的种类比较多，按用途可以分为功能芯片（MCU）、传感器芯片、功率半导体、其他小类别半导体等，其中MCU、功率半导体和传感器三者的价值占单车半导体总价值的55%以上，是汽车中价值比重最大的三类半导体。相对于传统燃油车，新能源车的半导体成本增加明显，主要是在功率半导体、传感器半导体上，而与发动机相关的半导体成本则在不断降低。
微控制器(简称MCU)，广泛应用于车用仪表、车用防盗装置、充电器、胎压计、温湿度计、传感器等诸多汽车半导体领域。目前单车平均搭载数量超过20个，主要分为以下三类：8位MCU。主要应用于空调、雨刷、天窗、车窗升降、低阶仪表板、集线盒、座椅、门控模块等较低阶的系统控制。16位MCU。主要应用于引擎、齿轮与离合器、电子式涡轮系统、动力传动系统、悬架系统、方向盘、扭力、电子刹车等底盘系统控制。32位MCU。主要应用于仪表板、车身、多媒体信息系统、引擎、智能实时性安全系统、动力系统以及X-by-wire系统等的控制。
全球车载MCU市场占有率前
“我认为我们已经度过了最糟糕的时期，”丰田 汽车 全球采购经理Kazunari Kumakura近日公开表态，我们看到了复苏的迹象，并预计产量将从12月开始恢复。
过去一年时间，因疫情和全球 汽车 芯片短缺给 汽车 行业带来的巨大冲击，造成车企阶段性减产以及零部件供应商业绩低于预期的状态，或许很快就会得到缓解。
国际评级机构预测，随着新的芯片产能开始投产，全球芯片供应将从2022年年中开始全面改善。然而，在2023年中期之前，一定程度上仍然会出现结构性短缺。
按照高工智能 汽车 研究院监测数据显示，以国内市场为例，从今年3月开始，新车上险量连续数月小幅滑坡，但从9月数据（165.85万辆，环比增长7.28%）来看，下滑态势有止步的迹象。
不过，从目前情况来看，不同主机厂的芯片短缺情况会在接下来的四季度出现分化。 部分类似丰田（主要Tier1电装参股瑞萨）这样的厂商，可能会优先得到供应保障，而依赖第三方Tier1的车企，则需要被排队“分配”。
日本主要的 汽车 芯片制造商瑞萨电子上周三宣布，计划到2023年将 汽车 用芯片（尤其是高端MCU）和相关电子产品的关键部件供应能力提高50%以上。
“我们一直在增加市场供应，但需求也一直强劲。”瑞萨高级副总裁Takeshi Kataoka表示 ，公司还将把目前缺货严重的低端MCU产品产能提高约70%，主要是通过扩大内部工厂的产能。同时，高端MCU则将借助外部第三方芯片代工厂。
不过，按照瑞萨电子的评估，“至少要到2022年，才能解决需求供给失衡问题。至于具体时间是2022年下半年，还是2023年初，现在还无法做出准确的判断。”
英飞凌是另一家全球 汽车 半导体的重要供应商，尤其是大众集团这个大客户，后者去年开始上市的ID系列纯电动车中，英飞凌提供了超过50颗不同应用的芯片。
该公司负责人披露，目前一辆普通燃油车大概有价值450美元的半导体元器件成本，用于从信息 娱乐 系统到各种不同的车身控制等功能。而一辆智能电动 汽车 的芯片成本大概在900-1000美元左右。
在谈及结构性需求问题时，该负责人认为，短期内电动化需要的芯片（比如，功率半导体）短缺影响相对更小，而涉及到车身及控制类芯片影响更大，因为这些产品和消费类电子共通性更大。 “这也解释了为什么这一轮 汽车 减产潮 ，并没有对纯电动车产量产生明显的影响。”
英飞凌在去年完成对赛普拉斯半导体公司的收购，继续保持其在功率半导体和安全控制器领域的全球份额龙头地位，同时借助赛普拉斯的规模补充，跃居成为全球第一的车用半导体供应商。
近日，该公司宣布计划明年将原计划投资额增加50%至约24亿欧元，将主要用于厂房和设备等产能扩张项目。上个月，其位于奥地利的新工厂正式投产，投资约16亿欧元。按照披露的数据，英飞凌预计今年营收将达到110亿欧元，明年将继续增长15%左右。
影响后续产能供应的积极因素，来自于英特尔和三星。
英特尔在今年宣布未来十年在欧洲将投入800亿欧元开启 汽车 芯片扩产计划，并寻求为 汽车 行业提供代工业务。按照计划，英特尔将 汽车 行业视为关键的战略重点。
该公司CEO帕特·基辛格表示，到2030年，芯片将占 汽车 成本的20%，这一数字相较于在2019年的4%比例上翻了五倍。到2030年， 汽车 芯片市场规模将翻一番，达到1150亿美元。
而三星公司通过此前布局 汽车 座舱及ADAS芯片业务，以及为特斯拉代工FSD芯片已经尝到甜头。该公司目前正在制定新的 汽车 行业发展计划，壮大 汽车 行业的芯片代工业务，与台积电、英特尔进行正面竞争。
10月7日，三星公司对外确认将在2022年投产3纳米工艺，从2025年开始量产2纳米芯片，并且预计今年资本支出将达到370亿美元左右，目前，英伟达和特斯拉已经是合作伙伴。
此外，现代 汽车 上周披露，为了减少对第三方芯片供应商的重度依赖，计划自主开发芯片。目前，该公司正与韩国晶圆代工厂（有可能是三星）和芯片设计公司进行实质性合作谈判。
“芯片短缺最严重的时期已经过去，”现代 汽车 全球首席运营官（COO）José Munoz表示，原因正是类似三星、英特尔等传统芯片巨头为 汽车 行业扩大晶圆代工产能进行了大规模投资。
而对于 汽车 芯片行业来说，接下来还有一波技术升级战。
车规级、ISO26262等行业规范，是 汽车 行业的传统准入门槛。如今，辅助/自动驾驶、联网、软件更新使整车电子系统比以往任何时候都更加复杂和网络化。网络安全评估，正在成为 汽车 半导体设计的首要考虑因素。
目前，整车分布式ECU架构已经成为过去时，减少ECU的数量和集成度更高域控制器的上车，从同时运行多个虚拟机的域控制器，到用于传感器融合、制动、转向、信息 娱乐 、远程信息处理和车身控制的模块集成，加上OTA带来的迭代升级，也引入了更大的网络安全风险。
一项名为ISO21434的标准（道路车辆-网络安全工程），定义了 汽车 中所有电子系统、组件和软件以及外部连接的网络安全工程开发实践规范。这个标准在今年8月31日正式发布。
瑞萨电子在本月已经宣布，旗下 汽车 微控制器（MCU）和SoC解决方案将从2022年1月起，全面符合ISO/SAE 21434标准规范要求。 目前，该公司的16位RL78和32位RH850，以及R-Car SoC系列产品主要面向 汽车 行业。
按照公开数据，欧洲、日本和韩国自2022年7月起，对于新车型审批，要求整车企业配备获得 汽车 网络安全管理体系（CSMS）认证的硬件产品，对于 汽车 芯片厂商来说，将是一个新的时间窗口期，市场门槛也将越来越高。
“越来越多新的功能，如远程诊断、互联网服务、车内支付、移动应用程序，以及车路协同、车云互通等重度联网功能，都增加了车辆安全的攻击面。”业内人士认为，接下来在满足法规要求的前提下，车企和供应商将共同决定安全级别和成本之间的平衡。
NXP是全球第一家通过TÜV SÜD认证的 汽车 半导体供应商，符合最新的 汽车 网络安全标准ISO/SAE 21434。这意味着，接下来满足该标准的芯片，必须从原型设计阶段开始，一直到产品生命周期结束都必须考虑网络安全。
目前，对于车企和供应商来说，最快的方式就是从ECU/域控制器开始，同时增加硬件安全模块（HSM）以及安全软件堆栈，防止未经授权的车内通信和车辆控制访问。 目前，英飞凌、ST、瑞萨、NXP等几家 汽车 芯片厂商都有相应的产品线。
比如，英飞凌近日推出的SLS37 V2X硬件安全模块（HSM），适用于V2X的即插即用安全解决方案，基于一个高度安全、防篡改的微控制器，为V2X应用程序的安全需求量身定制。从目前行业进展来看，智能网关及车路云相关硬件会率先成为网络安全细分赛道的主力军。
以芯驰 科技 G9X智能网关芯片为例，作为面向新一代车内核心网关设计的高性能车规级芯片，采用双内核异构设计，搭载独立完整且支持国密标准的硬件信息安全模块HSM，满足高功能安全级别和高可靠性的要求。
同时，这款智能网关芯片提供对OTA固件数据的来源安全验证、传输安全加密和本地安全存储和完整性校验的支持。此外，HSM加密模块还包含了一个800MHz的处理器，可支持未来多种安全服务软件。
一、奥迪“缺芯”万人停工 一季度将减产
奥迪首席执行官Markus Duesmann接受英国《金融时报》采访时表示，由于大众集团的汽车芯片短缺，奥迪的生产速度已经放缓，目前1万多名工人已经停工。
他说道：“奥迪将竭尽所能，一季度的减产量要控制在1万辆以内。”
奥迪位于比利时的工厂
Duesmann将汽车芯片短缺形容为“危机中的另一场危机”。2020年，受新冠肺炎疫情影响，全球多个汽车产销大国需求下降，整车企业减产。当时，无论是车企还是供应商都在削减零部件订单，其中就包括汽车芯片。
随着疫情防控工作逐渐向好，去年下半年中国汽车销量出现回升，去年四季度甚至成为奥迪品牌有史以来销量最好的一个季度。Duesmann说道：“我们去年四季度的表现十分强劲，但在接下来几个月中不清楚会如何发展。”
他认为，汽车芯片供应链非常繁多，并且供应链很长。其中规模较小的供应商难以难以满足突如其来的需求增长。
Duesmann预计，奥迪目前所出现的芯片短缺会一直影响到二季度的汽车生产，但到二季度不会导致减产。
Duesmann分析称，展望全年，大众旗下品牌的整体产量不会因此受到影响，奥迪等品牌将在今年下半年增加产量。
二、全球多家车企受影响 芯片企业订单暴增除奥迪品牌之外，大众集团曾在表示，受芯片短缺影响，其在欧洲、北美和中国的工厂预计将减产10万辆汽车。
此外，福特昨天宣布，其在德国萨尔路易的工厂已经从昨天起关闭停产，日产和本田两家车企也宣布部分工厂将减产。
《华尔街日报》报道，面对芯片短缺问题，通用汽车在去年年底甚至要求供应商准备一年的芯片用量。
《金融时报》采访多家Tier 1，得到的结论是芯片短缺非常严重。
全球最大的汽车零部件供应商博世本月初表示，汽车芯片的供应已经“明显减少”。
车用半导体制造企业同样面临难题。
总部位于德国的英飞凌表示，正在调整产能以满足更加强劲的需求。但英飞凌也说道，虽然汽车行业正在快速复苏，但其对汽车行业长期的增长预期并没有发生变化。
恩智浦首席执行官Kurt Sievers去年年底接受德国媒体采访时曾经表示，客户的芯片订单量激增，导致了供应不足。由于恩智浦超过一半的业务都与汽车相关，订单通常需要三个月才能交付，且不能转移产能，因此芯片短缺问题短期内难以解决。
恩智浦位于美国亚利桑那州的工厂
Sievers还说道，一些客户订购时间“太迟了”，给供应链带来了“巨大压力”。
瑞萨电子则表示，目前已经通过提高产量解决汽车芯片需求的急剧上升所带来的压力。同时瑞萨电子也谈到，一些芯片外包给制造商制造，由于材料成本急剧上涨才导致短缺。
芯片制造企业早已看到全球汽车市场下降趋势，因此去年已经将新建产能或部分老产能转移至更赚钱的业务，例如智能手机芯片以及5G基带芯片。
同时，汽车芯片从开发到验证，周期非常长，想要跟踪汽车市场的变化非常困难。这就导致行业内无论是芯片厂商还是汽车厂商都没能准确把握市场脉络，做到供求平衡。
最终结果就是，汽车芯片的供需出现不平衡的状态。
三、电子部件至少占车辆成本40% 还将不断增长外媒彭博社的一篇报道显示，如今汽车电子零部件的成本价格已经占据汽车的40%，这还是燃油车的水平，如果电动汽车，这一比例将达到75%。而在本世纪初，电子零部件的成本仅占整车成本的18%。
根据研究机构Deloitte的报告，汽车电子零部件将成为半导体行业增长最快的分支，到2022年汽车半导体的市场将占据整个市场的12%。
从长远趋势来看，未来汽车电子零部件市场有着巨大的发展潜力。
不过在供应方面，半导体行业一直以来都比较谨慎，担忧供过于求。
四、车身控制系统缺芯片 车机和自动驾驶无影响当行业内汽车芯片出现短缺时，车东西就曾对国内汽车芯片短缺问题进行调查《深度：汽车缺芯真相》，发现车身控制系统芯片确实出现短缺，但通常认知度更高的车机芯片、自动驾驶芯片没有出现明显供应不足。
“我们这边一切供应正常，L2级自动驾驶控制器上的芯片都没问题。”一位美国Tier1企业的员工这样告诉车东西，“不管是计算芯片，还是其他电子元器件都没缺货。”
汽车的车机系统、自动驾驶系统、发动机控制系统、车身控制系统都会用到芯片，同时芯片又分为用作计算的主动芯片，比如各种SoC/MCU/CPU，以及为控制器提供支持的被动芯片，比如各种电容电阻。
在上述美系Tier1之外，车东西还跟一家头部新造车公司，两家自主车企的电子电气架构工程师、车联网工程师、自动驾驶工程师进行了交流，他们一致的反馈是，自动驾驶和车机系统上用到的主动芯片都没有缺货，比如高通的820A、英伟达的Xavier。
“据我了解目前车机系统控制器上，只有一些被动芯片存在短缺问题。”一家总部位于北方的自主品牌员工这样告诉车东西，“不过供应商会优先保证量大车企的供应，影响主要在中小车企。”
高通骁龙820A开发板
按照此前的媒体报道，这次南北大众出现停产，主要是因为大陆的ESC和发动机ECU两个系统中缺乏芯片供应而断供造成的。
上述新造车公司的工程师向车东西表示，“我们也确实遇到了一些短缺情况，主要是各种车身控制器、底盘控制系统缺乏芯片，主动和被动都有。”
首先，自动驾驶芯片和智能座舱芯片主要是英伟达、Mobileye 和高通这些玩家提供，而这些芯片在车上的占比并不算多，一辆车上安装一个自动驾驶芯片和智能座舱芯片就够用了，需求并不算大，因而不缺货也比较好理解。
英伟达自动驾驶控制器，带logo的主芯片是Xavier
而车企对于车身控制芯片的需求则比较多，新近生产的燃油车至少需要20个车身控制器，换言之也就是至少需要20个芯片，需求量相对比较大，因而存在短缺也有可能。而这些芯片的生产企业还是一些传统的车载芯片玩家如英飞凌、恩智浦、瑞萨、意法半导体等。
其次，用于计算的主动芯片比电容电阻等被动芯片更加关键。
“电容电阻断供，我们很快就能找到替代品。但计算芯片（主动芯片）就那么几个供应商，一旦短缺根本没有替代。即使有替代，对研发和生产流程也会产生很大的影响。”上述新造车公司工程师这样告诉车东西。
按照他的说法，替换一个电容电阻，车企只需要重做一两项测试即可。但是如果要替换一个嵌入式系统的计算芯片，从软件开发到后续的各种测试全部需要重做，极其复杂，所以车企只能停产等待。
再次，即使都是主动芯片，自动驾驶芯片和车机系统芯片则更为重要。
车辆的底盘控制系统、空调系统、车身硬件（比如车窗门锁）背后都有一个控制器，控制器内部会有一个计算芯片（或者是MCU）进行控制，这些芯片运算的软件相对简单，对算力的需求远远低于自动驾驶、车机系统（座舱）上的主动芯片。
所以即使是卡脖子，这些车身控制芯片相对容易被替代。并且长远来看，自动驾驶、车机系统的芯片将逐渐成为汽车的核心芯片，在中央计算架构的趋势下，一两颗主芯片完全可以把现在分布式电子电气架构上的所有MCU和计算芯片所取代。
这也是为什么特斯拉选择自己做FSD自动驾驶芯片，而不是车身控制芯片的原因。
汽车芯片的未来，大概率是握在能够提供大算力的芯片企业手中，现阶段不管是高通、英伟达，还是华为、英特尔，都在往这些方向发力。中国也出现了像是地平线、黑芝麻、芯驰等创企。
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