一場重塑汽車商業(yè)模式的突變

本文系基于公開資料撰寫，僅作為信息交流之用，不構(gòu)成任何投資建議。

缺芯自去年年底至今成為半導(dǎo)體行業(yè)最大的話題，投資人每次調(diào)研公司問的第一個問題必然就是“緊缺狀況怎么樣了？”；強(qiáng)如蘋果和英偉達(dá)也因?yàn)槿毙静坏貌幌抡{(diào)出貨量預(yù)期。但到了2、3季度，不僅僅是芯片、電子企業(yè)，汽車廠商因?yàn)槿毙径鴾p產(chǎn)甚至停工停產(chǎn)的消息屢屢登上熱搜。

大眾的第一個疑問是汽車，這玩意兒居然還要用到芯片？早些年吉利的李書福認(rèn)為造汽車就是四個輪子加沙發(fā)，自然也會有相當(dāng)一部分人以為汽車就是輪子＋發(fā)動機(jī)＋油箱，現(xiàn)在的新能源汽車也無非是把發(fā)動機(jī)換成了電池，那要芯片作甚。退一步說，就算汽車用到所謂的芯片，怎么還會因?yàn)樾⌒〉男酒．a(chǎn)，也算是活久見。

殘酷的現(xiàn)實(shí)情況是，早在去年下半年開始，缺芯已經(jīng)開始影響到下游多個行業(yè)，包括手機(jī)、電腦、智能家電等等，而被傷害最深的就是這所謂最不搭界的汽車行業(yè)。受到全球疫情影響，汽車銷量在去年一季度跌到歷史低點(diǎn)，好不容易等到需求端復(fù)蘇，結(jié)果碰上缺芯，從賣不動到?jīng)]貨賣，汽車行業(yè)沒有最慘，只有更慘。

今年全年汽車總產(chǎn)量的減產(chǎn)已經(jīng)是板上釘釘?shù)氖虑?。根?jù)伯恩斯坦咨詢的預(yù)計(jì)，2021年全球范圍內(nèi)的汽車芯片短缺將造成200萬至450萬輛汽車產(chǎn)量的損失，相當(dāng)于全球汽車年產(chǎn)量的近5％。

在當(dāng)下時點(diǎn)，可以說汽車最缺芯的時候已經(jīng)慢慢過去，所以當(dāng)前討論汽車缺芯絕對不在于推薦哪些公司因?yàn)樾酒緯虼斯蓛r暴漲（這個在2季度市場已然反映），也不是要去鞭尸汽車企業(yè)有多慘。而是從“汽車缺芯”這一黑天鵝事件，看到產(chǎn)業(yè)背后的深層次問題和研判未來行業(yè)變化的邏輯，因此重點(diǎn)落在啟示。

本啟示錄將由以下四個部分依次展開：

汽車缺芯原因的全方位解析

啟示1：重塑汽車商業(yè)模式的突變

啟示2：汽車結(jié)構(gòu)的歷史性革新

啟示3：汽車芯片的國產(chǎn)化緊迫性

01

汽車缺芯原因的全方位解析

【1】有悖常識，汽車從內(nèi)到外都離不開芯片

芯片往往和高科技電子產(chǎn)品聯(lián)系到一起，要么就是筆記本的CPU，要么就是智能手機(jī)里面的芯片，要么就是智能家居里的AI芯片。大家很難會將汽車和芯片放在一起討論，畢竟汽車主要靠的是三大件，這些以速度論英雄的鋼鐵之軀怎么還要芯片？

萬萬沒想到的是，汽車不僅需要芯片，而且需要很多。

其一，汽車上面的芯片價值量并不小，一臺手機(jī)的所有芯片價值也就百美元量級，但是一輛汽車的所有芯片價值高達(dá)數(shù)百美元，新能源汽車還要更多；

其二，汽車上面的芯片種類繁多，一輛10多萬的家用車就需要數(shù)百顆芯片。從胎壓監(jiān)測、天窗、車燈到倒車影像、倒車?yán)走_(dá)再到EPS，統(tǒng)統(tǒng)都需要芯片，就連汽車的遙控鑰匙，也離不開芯片。

輪子＋沙發(fā)，是上上個世紀(jì)的汽車了。

圖1：汽車芯片分布示意圖，資料來源：方正證券

【2】疫情成為汽車缺芯導(dǎo)火索

因?yàn)橥蝗缙鋪淼囊咔椋藗兊娜粘３鲂斜黄劝聪聲和ｆI，導(dǎo)致2020年一季度汽車的需求跌到歷史低點(diǎn)，新車賣不動，車企無奈砍掉了芯片的訂單。但是到了下半年，當(dāng)疫情蔓延態(tài)勢逐漸得到有效控制后，汽車行業(yè)迎來快速回暖，其恢復(fù)速度遠(yuǎn)超車企預(yù)期。短短兩三個月，到了9月份，當(dāng)月的汽車銷量已基本恢復(fù)到2019年同期水平。

圖2：全球汽車產(chǎn)銷量（萬輛），資料來源：Marklines，中信證券

本來需求恢復(fù)是車企夢寐以求的事情，然而意想不到的事情出現(xiàn)了，按照行業(yè)一般情況，車企要在整車出貨前5到6個月向芯片供應(yīng)商下單；但是上半年他們已經(jīng)砍掉了大部分芯片訂單，這時候再回頭來下單，時間上已經(jīng)嚴(yán)重滯后，結(jié)果就是車企的芯片訂單一窩蜂的到芯片廠來了，造車了訂單擁堵。

由于汽車的供應(yīng)系統(tǒng)相當(dāng)成熟，芯片的全球產(chǎn)能也一直比較穩(wěn)定，自然芯片廠無法滿足車企臨時性的大量訂單。按照常規(guī)邏輯，芯片廠應(yīng)該臨時增加產(chǎn)能，可惜一條芯片晶圓產(chǎn)線的投資動輒數(shù)十億元投資，并且還涉及眾多產(chǎn)業(yè)鏈，從規(guī)劃到晶圓生產(chǎn)，沒有個2年的時間是不可能的，遠(yuǎn)水難解近渴。

所以就出現(xiàn)了文章開頭的一幕，車企沒有芯片無奈只能減產(chǎn)、停產(chǎn)。表面上看，疫情確實(shí)打亂了車企和芯片供應(yīng)商的供需節(jié)奏，導(dǎo)致芯片供不應(yīng)求，但是揭開表象之后我們發(fā)現(xiàn)，疫情不過是汽車缺芯的導(dǎo)火索，以下的三點(diǎn)可能才是本次缺芯真正的“大雷”。

圖3：汽車芯片供應(yīng)鏈關(guān)系示意圖，資料來源：公開資料

【3】被扭曲的汽車供應(yīng)鏈

有個公開的行業(yè)秘密是，傳統(tǒng)汽車整車廠面對供應(yīng)商的時候，極為強(qiáng)勢。就拿上汽集團(tuán)為例，從他們的應(yīng)付賬款和應(yīng)收賬款的懸殊，我們可以腦補(bǔ)其供應(yīng)商的日子好不好過。

在《電動車爭霸賽進(jìn)入下半場，新王可能正在路上》一文中，我們有講到傳統(tǒng)車企將自身80％左右的精力放在供應(yīng)鏈上面，誓把供應(yīng)鏈做到極致，汽車行業(yè)的Tier 1零部件供應(yīng)商便是這個行業(yè)獨(dú)有的產(chǎn)物。

作為極致案例的是，豐田的“0庫存”管理辦法被業(yè)內(nèi)奉為圭臬，國內(nèi)車企爭相效仿。嚴(yán)格意義上說，“0庫存”管理并不是說完全沒有庫存，它由訂單和需求來驅(qū)動生產(chǎn)方式，致力于消除供應(yīng)鏈上面庫存的浪費(fèi)，使存貨保持在非常低的水準(zhǔn)，其實(shí)也屬于精益生產(chǎn)方式的范疇。說人話就是，盡可能少的向供應(yīng)商訂貨，最好是訂一臺就賣出一臺，達(dá)到用最小的資金占用量生產(chǎn)最多的產(chǎn)品。

正是基于“0庫存”管理辦法，讓豐田汽車在供應(yīng)鏈上面的成本長期低于同行，成為其核心競爭力之一。車企的這種產(chǎn)業(yè)鏈分工和“0庫存”的強(qiáng)勢管理辦法，確實(shí)有效提高了價格競爭力，所以各大車企屢試不爽，但是對于“高貴”的芯片行業(yè)，再次沿用這種恃強(qiáng)凌弱的策略是遲早會暴雷的，這場疫情就成為了導(dǎo)火索。

圖4：歷年上汽集團(tuán)的應(yīng)付和應(yīng)收賬款（億元），資料來源：公司年報(bào)

【4】芯片荒肆虐，汽車芯片顯得微不足道

從行業(yè)整體看，從2020年初開始，全球芯片的需求就在增長，主要需求大戶是智能手機(jī)。隨著智能手機(jī)開啟5G手機(jī)替換潮，其需要的芯片數(shù)量和產(chǎn)能相比4G手機(jī)都成倍的增長。疊加華為退出手機(jī)市場，使得手機(jī)廠商們都對華為讓出的大蛋糕虎視眈眈，提前拉貨芯片成為大家的共識，比如小米2020年的存貨相比2019年增加了27．9％。

與此同時，疫情期間大幅度催生了筆記本、Pad、攝像頭、耳機(jī)、服務(wù)器等與線上辦公、線上教學(xué)相關(guān)的電子產(chǎn)品需求，它們也搶占了大部分芯片產(chǎn)能。當(dāng)車企追加芯片訂單的時候，芯片工廠門口的電子產(chǎn)品采購人員已經(jīng)排起了長隊(duì)，車企再急也只能先來后到慢慢排著。

雪上加霜的是，汽車業(yè)務(wù)在整個芯片代工部分本來就是微不足道，在臺積電的營收中，汽車營收占比還不到5％，而且汽車業(yè)務(wù)毛利率在30％左右，無法跟手機(jī)芯片40％－50％的毛利相提并論，在產(chǎn)能吃緊的情況下，誰還顧得上汽車芯片，用行話說就是，你汽車訂單本來就是填產(chǎn)能的。

最后的結(jié)果也就是行業(yè)無一幸免，自今年一季度以來，大眾、豐田、通用、福特、本田、日產(chǎn)等數(shù)十家車企陸續(xù)宣布，因芯片短缺而暫停部分工廠的生產(chǎn)計(jì)劃，甚至涉及到多款熱銷車型。這輪汽車芯片荒持續(xù)時間之長、范圍之廣，令人乍舌。

圖5：2018－2021臺積電營收中汽車占比，資料來源：Bloomberg，信達(dá)證券

【5】災(zāi)難的8英寸

生產(chǎn)芯片的主流晶圓尺寸有6英寸、8英寸和12英寸三種，從下圖中我們看到，汽車芯片生產(chǎn)以8英寸晶圓為主。而在本輪缺芯潮中，8寸晶圓相對12寸就是重災(zāi)區(qū)。也就是說，毛利率并不高汽車芯片，還需要跟其他產(chǎn)品搶8英寸產(chǎn)能。

圖6：2020年全球晶圓產(chǎn)能中汽車占比情況，資料來源：SEMI

【6】長短料的影響

汽車芯片的種類非常多，汽車芯片廣泛應(yīng)用于汽車的車身、儀表及信息娛樂、底盤、智能座艙等等，按照功能可分為四類：功能芯片、功率半導(dǎo)體、傳感器芯片、主控芯片。

圖7：汽車芯片類型，資料來源：錦緞研究院

正是由于種類多，只需要缺其中的某幾顆關(guān)鍵芯片，汽車也無法交付。在這輪汽車缺芯潮中，最緊缺的芯片主要是MCU芯片，這也是汽車上最常見的芯片，從簡單的車窗控制、座椅控制到ESP、ECU都離不開它，約占到汽車芯片總量的30％，一輛車需要幾十到上百顆MCU芯片不等。

衍生出來一個問題，為什么最常見的芯片卻是最缺的？

究其原因，MCU芯片生產(chǎn)主要在海外。今年2月份暴雪襲擊美國，很多在德州的半導(dǎo)體工廠陷入癱瘓，三星、恩智浦、英飛凌等主要的芯片供應(yīng)商，被迫減產(chǎn)停供；還有日本福島縣的地震，也使得日本瑞薩電子臨時關(guān)閉自己的部分芯片工廠。

今年上半年以來，已有數(shù)十家芯片廠發(fā)布了漲價及調(diào)價公告，調(diào)價幅度甚至超過30％，缺貨還要漲價，也難怪車企哀怨連天。然而，這還沒結(jié)束，囤積居奇永遠(yuǎn)在緊缺的時候不會遲到，部分芯片經(jīng)銷商們玩起了當(dāng)年“姜你軍”、“蒜你狠”的把戲。哪款芯片最短缺，他們就炒哪款芯片，硬生生的把幾美元的芯片炒高到幾十美元，個別芯片甚至被炒到上百美元，最后相關(guān)部門不得不出面。

總而言之，疫情、需求錯配、極端天氣、倒?fàn)敹谪?，所有的一切都在加劇汽車芯片的短缺?/p>

02

啟示1：一場重塑汽車商業(yè)模式的突變

首當(dāng)其沖的是，車企推崇的“0庫存”的管理已經(jīng)無法適應(yīng)汽車的發(fā)展。對于芯片這類零部件，雖然從價值量占比而言并不高，但是過于追求供應(yīng)鏈成本給自己帶來的反倒是更大的風(fēng)險隱患。

與芯片代工合作需要更加開放。此前汽車芯片代工相對封閉，碰到突發(fā)情況，無法靈活應(yīng)對，未來車企如何與更多芯片供應(yīng)商平等合作，成為必須直面的問題。去年10月20號，吉利旗下的億咖通科技與Arm中國共同成立的芯擎科技，主要圍繞智能座艙、自動駕駛等汽車芯片領(lǐng)域的研發(fā)及量產(chǎn)；今年2月以來，長城汽車和上汽相繼宣布與地平線達(dá)成戰(zhàn)略合作。

最后，汽車芯片需要跟著芯片行業(yè)同步升級?，F(xiàn)在汽車芯片主要還是用的8英寸產(chǎn)線，但從技術(shù)角度，8英寸相對于12英寸已是“過去式”；從經(jīng)濟(jì)效率角度，各大晶圓廠若同為購買全新設(shè)備，新建12英寸產(chǎn)線比8英寸產(chǎn)線效率更高，同等產(chǎn)能下前者的投入更低，他們沒有理由再新建8英寸產(chǎn)能。

一言以蔽之，汽車需要放棄高高在上的姿態(tài)，和芯片行業(yè)需要形成更加緊密的共繁共榮的發(fā)展格局。

圖8：歷年全球8寸晶圓產(chǎn)能（百萬片／月），資料來源：SEMI

03

啟示2：汽車結(jié)構(gòu)的歷史性革新

【1】汽車雙E架構(gòu)新趨勢

所謂汽車的雙E架構(gòu)，指的是車內(nèi)電子電氣系統(tǒng)的布局方案。最早這個概念是由美國德爾福公司在2007年提出的，該電氣架構(gòu)致力于為汽車廠商提供一體化電氣系統(tǒng)布局方案，解決汽車的電氣化發(fā)展。最初的雙E架構(gòu)是分布式架構(gòu)，每個控制器針對一個功能，假設(shè)車型升級要多加一個功能，就增加一個控制器，簡單快捷。

在機(jī)械定義汽車的階段，因?yàn)殡娮与姎庠⒉欢?，分布式架?gòu)用起來還是游刃有余。隨著汽車智能化水平提高，面對著電子電氣元件爆發(fā)式增長，分布式架構(gòu)開始措手不及。今天的汽車不僅要充沛的加速度還要能眼觀四路、耳聽八方，能夠隨時實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動。

那么問題來了，這么多功能要實(shí)現(xiàn)，自然帶來ECU（電子控制單元）的數(shù)量急劇增加；車內(nèi)的線束復(fù)雜度上升；電氣設(shè)備維護(hù)更新變得繁雜。怎么保證這些功能在使用過程不發(fā)生“擁堵”情況，在處理復(fù)雜的指令的時候，如何同時調(diào)用不同的ECU功能，快速反應(yīng)？汽車電動化浪潮使得這個問題更加棘手。

這時候汽車雙E新架構(gòu)－集中式架構(gòu)橫空出世了，其邏輯是按照電子部件的功能將整車劃分為幾個域（比如動力總成域，車輛安全域，智能座艙域和智能駕駛域等），再采用有更加優(yōu)秀處理能力的域控制器（DCU）對每個域進(jìn)行統(tǒng)一控制。

集中式架構(gòu)的出現(xiàn)使得整車功能集成度得到顯著提高，單個ECU的作用被統(tǒng)籌管理整合，復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和控制功能被統(tǒng)一安排在DCU中，這個時候ECU更多的是在執(zhí)行DCU的命令。簡單比喻來說，以前是單兵單線作戰(zhàn)，各顧各的，碰到復(fù)雜任務(wù)無能為力，現(xiàn)在是統(tǒng)一指揮，并且分成步兵、騎兵等不同兵種，有組織的執(zhí)行不同的命令。

展望未來，人們對汽車的智能化需求越來越多，汽車接收和分析處理的信號變得更加復(fù)雜，汽車雙E架構(gòu)還會向多域控制器MDC演化。得益于汽車雙E架構(gòu)新趨勢，控制器的集成和域控制器的引入將同步影響芯片市場，DCU、ECU及其他電子設(shè)備將進(jìn)一步發(fā)展。

圖9：博世提出的汽車電氣架構(gòu)新趨勢，資料來源：博世官網(wǎng)

在傳統(tǒng)燃油汽車市場，汽車配置的芯片數(shù)量和類型已經(jīng)比較穩(wěn)定，但是在電動車上面，其芯片用量和種類都大幅度提升。一輛電動車需要的芯片大約是同級別燃油車的2倍。根據(jù)英飛凌的數(shù)據(jù)，從燃油車到電動車，單車半導(dǎo)體價值量將從457美元提升至834美元。

圖10：電氣化帶來單車半導(dǎo)體含量會快速提升，資料來源：英飛凌

更進(jìn)一步的看，汽車正在進(jìn)入智能化的下半場，軟件定義汽車成為未來發(fā)展趨勢，智能座艙、自動駕駛的發(fā)展對芯片的需求和要求不斷升級，芯片帶來的單車價值量還會再次提升，小小的芯片已然成為汽車的核心部件。

圖11：電子化／智能化帶來單車半導(dǎo)體含量會快速提升，資料來源：英飛凌

【2】芯片在雙E結(jié)構(gòu)中扮演核心角色

現(xiàn)代汽車工業(yè)發(fā)展幾十年，發(fā)動機(jī)、變速箱、底盤一直作為核心部件對待，芯片只是汽車上面很渺小的一部分，所以在傳統(tǒng)汽車的產(chǎn)業(yè)鏈中，車企不會涉足芯片，甚至不會直接跟代工廠接觸，直接向Tier1下單。

今天的智能汽車時代，三電系統(tǒng)取代傳統(tǒng)三大件成為汽車動力核心，芯片成為汽車新大腦。同時汽車電子電氣架構(gòu)的變革，原來車企與Tier1的供應(yīng)關(guān)系已經(jīng)無法適應(yīng)。結(jié)果就是越來越多有研發(fā)實(shí)力的車企，開始布局芯片，參與芯片設(shè)計(jì)、制造。特斯拉已經(jīng)為全球車企樹立了一個標(biāo)桿。

未來的汽車芯片要求功耗更低，性能更高，帶來制程的要求也更高?，F(xiàn)在越來越多的消費(fèi)電子龍頭切入汽車芯片：英特爾收購Mobileye進(jìn)軍汽車自動駕駛芯片、高通布局智能座艙芯片、英偉達(dá)發(fā)布自動駕駛芯片、華為推出智能駕駛計(jì)算平臺、百度自研昆侖芯片。

04

啟示3：汽車芯片的國產(chǎn)化緊迫性

【1】中國汽車工業(yè)大而不強(qiáng)，汽車芯片缺失是重要因素

回顧汽車產(chǎn)業(yè)的過去四十多年，從以市場換技術(shù)到合資建廠再到自主品牌崛起，中國汽車工業(yè)做大的目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)：我國汽車產(chǎn)量占全球汽車總產(chǎn)量的32．5％，是世界第一大汽車生產(chǎn)國。但是汽車工業(yè)做強(qiáng)的夢想還沒實(shí)現(xiàn)，芯片自給能力的缺失便是汽車工業(yè)大而不強(qiáng)的縮影。

圖12：2020年全球汽車產(chǎn)量Top15地區(qū)，資料來源：Wind

雖然國內(nèi)也有不少汽車芯片廠商，但主要集中于中低端器件，高端產(chǎn)品仍高度依賴海外大廠，總體來看，我國超過90％的汽車芯片依賴進(jìn)口。從全球格局看，海外頭部五家企業(yè)占據(jù)了全球50％的汽車芯片市場份額，芯片行業(yè)幾乎被海外頭部巨頭壟斷。

如今中國汽車工業(yè)換道到新能源汽車后，雖然擺脫了發(fā)動機(jī)、變速箱、底盤這三大件的落后局面，當(dāng)芯片突然又成為難以繞過的又一高地。未來在智能汽車時代，芯片的重要性凸顯，如果現(xiàn)在不去改變，那么汽車芯片長期以來依賴進(jìn)口的矛盾會日益嚴(yán)重。

另外，汽車由于極度強(qiáng)調(diào)安全性，所以也基本是認(rèn)證壁壘最高的門類，目前汽車芯片的車規(guī)級認(rèn)證主要依據(jù)由美國汽車電子協(xié)會提出的AEC－Q認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，其認(rèn)證周期長、費(fèi)用高昂。要想在認(rèn)證方面同樣不再受制于人，適時建立國內(nèi)車規(guī)級芯片標(biāo)準(zhǔn)體系和認(rèn)證測試能力也是十分必要。

圖13：2019年全球汽車芯片被海外巨頭壟斷，資料來源：ICVTank，前瞻網(wǎng)

【2】歷史級別缺芯敲響加速國產(chǎn)化的警鐘

面對全球疫情肆虐，我國眾多產(chǎn)業(yè)迅速恢復(fù)疫前水平，尤其是新能源汽車領(lǐng)域，逆市同比增長10．9％。不過面對缺芯的被動局面，我們目前還真的無能為力。

必須引起重視的是，汽車行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)中的重要支柱產(chǎn)業(yè)，汽車芯片的緊迫性遠(yuǎn)高于其他消費(fèi)類芯片產(chǎn)品。2020年我國乘用車銷售2017．8萬輛，單論汽車類零售總額就占到社會消費(fèi)品零售總額的10．1％。加上汽車工業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈極長，涉及鋁材、鋼材、塑料、橡膠、玻璃、半導(dǎo)體等，汽車工業(yè)的產(chǎn)值在工業(yè)總產(chǎn)值中占有相當(dāng)大的比重。

經(jīng)過蔓延全球的缺芯事件，各國也開始重視汽車芯片產(chǎn)業(yè)：2021年2月，歐盟19國公布新的芯片戰(zhàn)略；2021年2月25日，美國總統(tǒng)拜登表示，他將為強(qiáng)化美國芯片生產(chǎn)的立法尋求370億美金資金，借以大力強(qiáng)化美國芯片生產(chǎn)。

回到國內(nèi)，其實(shí)我們國家一直十分重視半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，自2003年開始，教育部設(shè)立集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)；到了2012年，又在普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄中將其調(diào)整為特設(shè)專業(yè)，重在培養(yǎng)芯片相關(guān)人才；2018年華為事件直接拉開了芯片轟轟烈烈國產(chǎn)化的序幕。

然而芯片行業(yè)的趕超不是一朝一夕之事，尤其是汽車芯片。當(dāng)前，國內(nèi)的芯片企業(yè)也趁著這波缺貨，開始啃汽車芯片這塊硬骨頭，代表上市公司有斯達(dá)半導(dǎo)、韋爾股份、兆易創(chuàng)新、北京君正、士蘭微、中穎電子、全志科技、紫光國微等等，他們要么已經(jīng)加大汽車芯片的國產(chǎn)替代，要么正在加大汽車芯片的設(shè)計(jì)、認(rèn)證流程。

有句話說得好，危機(jī)往往是轉(zhuǎn)機(jī)，我們拭目以待。