汽车行业的缺芯、涨价潮有愈演愈烈的势头。从目前趋势来看，二季度已经无法摆脱困局。

近日，欧洲第二大芯片制造商意法半导体宣布，将从2021年6月1日起提高其所有产品的价格。原因是，随着全球半导体短缺加剧，材料成本在上涨，需求在激增。

意法半导体总部位于瑞士，专门为汽车应用制造功率分立器件和微控制器单元（MCU），和近年来逐步量产导入汽车的算力型SoC系统级芯片相比，MCU等常规汽车芯片是本轮缺货潮的重灾区。

过去，MCU市场价格相对较低、并且由于工艺相比较为落后，芯片代工厂的产能保障相对也较为薄弱。不过，MCU在整车中的用量要远高于SoC，任何一款MCU的缺货都会造成整车无法按时交付。

这也直接影响了新车的功能配置。

5月初，宝马X3 2021款车型上市，相比前款产品，取消了增强型驾驶辅助功能和主动巡航控制功能，同时相应下调了价格。原因是，为了应对芯片供应不足的问题。

高工智能汽车研究院数据显示，今年4月国内新车（合资+自主品牌）标配搭载ADAS（L0-L2级）上险量自2020年5月以来首次单月低于53万辆。预计，部分车企将考虑用于ADAS的MCU等芯片优先保障其他应用，从而降低对产量的影响。

“这是有史以来经历过的最困难的供应链和零部件问题，涉及整个汽车零部件范围。”不过，特斯拉发言人透露，通过迅速更换微控制器供应商，并开发新的固件，公司正在配合来自不同供应商的新芯片来降低芯片短缺造成的影响。

上述发言人指出，芯片供应链问题在未来几个季度仍可能影响后续的产能利用率恢复。一些机构也表示，芯片价格的持续上涨应该不会在短期内得到根本缓解，因为芯片代工厂扩大产能仍需要6至12个月的交货期。

一、后缺芯时代的产能洗牌

目前，汽车产业链最关键的话题，就是芯片紧张局面会持续多久？

全球最大汽车零部件供应商博世公司首席执行官最新表态，汽车行业关键的半导体供应可能会持续紧张到2022年，“未来几个月我们仍将面临困难”。

这直接影响了新车市场的供应，尤其是电动汽车以及智能汽车搭载芯片数量远高于传统燃油汽车，这也让积极处于产品转型阶段的汽车制造商措手不及。

根据高工智能汽车研究院发布的数据显示，今年4月国内新车（合资+自主品牌）上险量告别持续近一年的增长行情，首次出现环比下滑（除去春节假期影响）。

数据显示，特斯拉、日产、福特、大众、丰田等车企受影响最大，这几家企业4月的新车上险量环比下降幅度在5%-15%左右，其中，特斯拉还受到数起事故的负面影响，单月上险量环比下降超过60%。

更严重的是，近几个月来，科技巨头也在与汽车行业争夺芯片产能，从智能手机、平板电脑到游戏行业。不断飙升的需求也迫使汽车行业与这些科技公司争夺有限的库存，从而刺激了全球对产能的争夺。

上个月，福特汽车表示，芯片短缺将迫使其今年第二季度削减约50%的计划产量。该公司还警告称，影响可能会持续到今年下半年，甚至要到明年年初。

同时，苹果公司也表示，由于芯片持续短缺，其今年第二季度的销售额将损失数十亿美元。此外，索尼的游戏机产品也因为类似原因而面临长时间的交付延迟。

不过，芯片公司却因此受益。

德州仪器相关发言人表示，今年第一季度销售额和利润大幅飙升，原因是该公司去年采取的增加库存的战略，帮助该公司在全球芯片短缺期间更好地应对突然增加的巨大需求。

由于汽车、工厂、智能手机、个人电脑和其他消费电子产品芯片的强劲需求，该公司季度销售额达到42.9亿美元，同比增长29%，环比增长5%；实现季度利润17.5亿美元，较上年同期增长49%。

这得益于该公司的自有工厂，“这是我们的竞争优势之一，”上述发言人表示，公司已经计划继续增加产能到2022年上半年，包括全新的12英寸晶圆厂将加快投入生产。

重新进军芯片代工领域的英特尔，在几周前宣布正在与汽车制造商就生产汽车用半导体芯片进行谈判。“我们可以在6-9个月时间内为终端客户提供芯片，并将逐步对汽车行业开放芯片产能，为其他公司生产芯片。”

为了解决汽车行业芯片短缺的问题，英特尔已经计划在美国亚利桑那州投资200亿美元建设两座新的芯片工厂，从而有机会从台积电、三星等传统汽车芯片代工厂那里分到一杯羹。

此外，拥有晶圆代工厂的韩国三星，也在加快进行业务调整，希望抓住这一波汽车芯片短缺潮可能带来的市场格局的重构。

微控制器是汽车的关键部件之一，过去在欧洲市场，主要有NXP、英飞凌以及ST等多家公司控制，而在亚洲地区，来自日本的瑞萨电子、富士通是主要供应商。

在三星公司看来，过去在韩国，MCU在芯片行业的地位微不足道。数据显示，到目前为止，韩国汽车生产商接近98%的MCU需求依赖进口，而MCU是汽车传统众多ECU以及电子设备的重要元器件。

可以预见的是，在解决短期芯片供应紧张局面之后，整个行业将面临新一轮的产能洗牌，在此前已经洗牌的SoC细分市场（英伟达、高通等抢占NXP、瑞萨、TI的传统优势市场），将在MCU领域重演。

二、MCU是下一个SoC战场

现在，韩国首款本地化研发生产的汽车微控制器（MCU）即将投产。

公开报道称，基于32纳米工艺的微处理器由韩国半导体设计公司Telechips开发，三星电子在上个月已经开始芯片的试生产。

同时，基于与现代汽车的合作，三星电子正在投入研发高度集成化的下一代MCU，以取代现有整车上包括刹车、变速箱等单个部件所需的多个MCU。

“对于眼下的芯片短缺问题，传统的分布式电子架构也是驱动因素之一，”三星电子相关负责人表示，这也加速推动行业研发更高集成度的芯片，从而大幅削减未来智能电动汽车上搭载的数量（通常是传统燃油车的2-3倍）。

汽车行业正朝着“处理资源集中的方向发展，这将推动对高性能嵌入式微处理器的更多需求”，这将意味着整车未来需要更少的MCU，但对MPU的需求将会增加，并且产生更多的新需求。

此外，MCU和MPU之间的区别变得越来越模糊。附加额外的内存、算力已经成为行业的主流需求趋势，足够强大的MPU可以支持更复杂的应用。

此外，从商业角度来看，传统的汽车微控制器市场是不盈利的，因为它们的功能有限，不可扩展。但由于供需方面的持续不匹配，才造成眼下的短缺局面。另一个原因是，MCU大多数涉及高等级功能安全，这意味着更换周期长，开发成本高。

“现代摩比斯正在考虑全面导入，以便通过与本地供应商合作获得更多库存，”一位现代摩比斯公司代表表示，而三星已经通过与特斯拉合作，包括给奥迪等车企的供货，具备了汽车芯片的量产能力和经验。

而在中国市场，MCU的研发以及前装量产的浪潮也已经开启。这是汽车控制单元、雨刷、车窗、座椅、空调、驾驶辅助等多个功能部件的核心器件。

除了IGBT，比亚迪还生产汽车用MCU芯片。事实上，早在2007年该公司就正式进入了MCU的开发阶段，直到2018年，比亚迪半导体公司才推出了第一代8位汽车级MCU，一年后，又推出了第一代32位汽车级MCU。

数据显示，一位业内人士表示，目前国内90%以上的汽车级MCU芯片仍是进口的，但在未来5至10年内，国产芯片将开始进入替代周期。

和算力型的SoC（基于Arm等成熟IP核的开发）相比，车规级MCU的难点在于大多数要求做到零失效，品质达到AEC-Q100 Grade 1，使用周期15到20年，并且大部分用于关键安全功能的控制。

尽管最终的晶圆代工（大部分份额仍然是那几家芯片代工巨头掌控）仍然存在产能约束问题，不过，解决芯片的研发设计是走出的第一步。此前，芯旺微、赛腾微、四维图新旗下的杰发科技等公司已经陆续推出汽车级MCU产品。

一些国产MCU龙头公司、初创公司也在加快进入汽车行业。比如，兆易创新近日表示，车规级MCU正在研发中，未来将会立项专门研发车规级MCU，以满足汽车级产品认证、车身控制系统以及辅助驾驶系统等方面的应用。

成立于2019年8月8日的智芯半导体，核心团队来自世界知名汽车半导体公司，拥有完整的汽车MCU产品定义、芯片研发、软件及方案开发、市场营销20年实践经验。

从该公司官网了解到，公司主要研发设计应用于汽车系统的高可靠性微控制器MCU和微处理器MPU芯片，去年4月第一颗测试芯片完成设计，已委托晶圆厂进行生产。

高工智能汽车研究院预测，随着资本市场对于汽车芯片不同细分市场的理解越来越专业，继前几年边缘AI计算、高算力SoC投资热潮之后，针对MCU等更多种类关键汽车芯片的关注度正在上升。

同时，随着车端搭载传感器的复杂性和多样性的增加，未来新车将需要更多集中式高性能MPU+通用MCU来提供更高性能的冗余控制以及算力支持。

比如，去年上市的大众ID.3搭载的大陆集团网关高性能服务器（HPC）就是搭载类似的方案。考虑到过去传统MCU更多是针对某一项应用，跨域MCU也成为一种趋势。

比如，瑞萨在两年前推出的RH850/U2A，就是一款集成了基于硬件的虚拟化辅助功能，同时保持传统RH850产品的快速、实时性能的跨域MCU。

这种产品路线的演变，也为更多汽车MCU芯片初创公司带来了更多的机会，国产化替代也是大势所趋，从而真正实现国产汽车芯片核心链条的更大范围自主可控。

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