今年来全球市场都爆出了汽车芯片短缺的问题,不知道大家有没有隐约被勾起了两年前中国手机被卡脖子的危机感,尤其是华为手机本来如日中天,却快被掐死了.......虽然说今年的汽车芯片芯片短缺是全球问题,但中国汽车会不会被卡脖子,依然是一个值得探讨的问题。
燃油车方面,由于中国的内燃机技术不够成熟,确实会被卡脖子,只不过由于中国汽车工业没有威胁到他们的地位,它们可以一直赚中国人的钱,所以矛盾少一点,但新能源汽车时代就不一样了,中国汽车工业将会是他们的强力竞争对手,难保卡脖子的矛盾不会发生。
开头就先下个结论吧:新能源汽车领域,目前依然无法完全国产化,依然存在被卡脖子的风险,不过相比手机产业,国产车卡脖子的风险会好很多。而且让人难受的是,其实中国新能源汽车产业存在被卡脖子的风险,依然是芯片问题!之所以卡脖子的风险小一点,是因为汽车芯片对制程的要求比较低。
01
还是芯片问题
汽车看似很复杂,其实也就几大件:动力来源装置,车身,底盘,汽车电子。
动力来源,燃油车是内燃机,是中国汽车工业的大bug,新能源汽车是动力电池,对中国非但不是bug,反而是优势。全球第一和第四都是中国的,也就是宁德时代和比亚迪,而且可以预期,未来中国在动力电池领域的竞争力只会越来越强。
不过这里有一个上游矿产资源的问题,在可预见的10年内,锂电池还是主力,那么未来锂矿资源就非常重要,好在中国的锂矿资源也还算丰富,只不过品位比较低而已,而且动力电池企业也在努力探索新的电池技术路线,比如钠离子电池等,这个问题暂时不大。
至于车身、底盘这些,就更不是问题了,是非常成熟的工业制造,对中国而言不是问题,反而是优势,无非是材料的问题,但材料其实也就是成本的问题。燃油车时代,国内企业已经做的很好了,新能源汽车这方面没有太大差别。
只不过中多出一个机会出来:汽车的轻量化。
由于新能源汽车的续航问题,动力电池会比较多比较重,而重量又会影响续航,所以车企都在努力探索车身轻量化,现在的方向是往全铝车身转型,这个确定性还是比较强大,后面再开专题讲这个。
然后最大大bug还是汽车电子,里面最主要的就是汽车芯片问题了。
02
为什么汽车芯片也会被卡脖子?
电动汽车对智能化的要求越来越高,对汽车芯片的需求量也越来越大,而这一块,依然是国内的薄弱方向。
对芯片行业比较了解的朋友,可能会有疑问:不是说汽车芯片对制程的要求比较低吗?一般28纳米就够用了,这个技术制程国内是可以掌握的,为什么还会被卡脖子呢?
其实这个问题,就是为什么芯片会被卡脖子?
除了芯片确实是技术含量更高,高端芯片就是工业明珠,位于技术链的顶层,需要基础材料,高端机床等各方技术的配合,而中国这方面相比欧美发达国家还有技术差距。技术的突破是需要一定的时间积累的。
还有一个非常重要的原因,则是市场问题。
在消费电子领域,硬件的性能提升总是会被软件的升级所持掉,这两者是捆绑销售的,最典型的就是PC的wintel联盟,每一次英特尔的芯片性能提升,最终都会被日益庞大的windows给吃掉了。
手机时代其实也一样,高通、ARM之类的芯片性能提升,最终都会被日益庞杂的手机操作系统和软件给吃掉。结果就是落后的芯片产能就是垃圾,系统会卡到你崩溃,消费者要想有良好的体验,就只能用最新的产品。
但芯片的研发又是一个非常耗钱的行业,现在一个晶圆厂的建设就得100亿美金以上的,不说这种砸钱生意,没有几家公司搞得起,而且也不是说投了钱就可以生产,必须有真真正正的技术突破,在技术突破之前,只能不断的砸钱,砸到高端芯片产能出掉了,才能赚钱,赚大钱。
这种玩法,绝大多数数企业是玩不起的,很可能芯片产能还没出来之前,企业就先挂了,何不如直接花钱买芯片。对大多数企业而言,赚钱才是目的,从谁手机买芯片不是买。
从市场经济角度出发,“造不如买”一定是最切实际的选择。
这就是为什么过去国产芯片一直起不来的重要原因,没有市场支持,除非是国家力量进行干预,不然没有几个企业承担的起这样的投入,汽车芯片同样如此。
本来汽车芯片的制程要求低很多的,28nm就可以满足大部分场景的使用了,但由于汽车汽车半导体市场实在不大,根据 IHS 数据,2020 年 全球汽车半导体市场规模为 380 亿美元,相比整个半导体市场5000多亿美元的规模实在不算啥。
手机半导体市场此前都没有很重视,更不要说汽车芯片市场了,所以国内庞大的芯片市场就白白让给了发达国家了。
但是随着国家对半导体产业的重视,以及新能源汽车时代的到来,汽车芯片的市场规模逐渐成长,以及中国绝对不能重蹈手机新卡脖子的覆辙,国内对汽车芯片也开始重视起来了。
03
新能源汽车需要哪些半导体元器件?
汽车芯片的主要增长来自于功率半导体,比如逆变器中的IGBT模块、OBC/DC-DC中的高压MOSFET以及辅助电器中的IGBT分立器件等, 用于大电流和大电压的环境。
在燃油汽车中,功率半导体的使用场景主要是启动、停止和 行车安全等领域,汽车半导体价值大概450美元左右,其中功率器件约为50美元,也就是占10%左右。
而新能源汽车主要是“三 电系统”,新增了DC-DC模块、电机控制系统、电池管理系统、高压电路等部件,对功率半导体的使用量大大增加,因为功率半导体的主要作用就是实现能量转换及传输。
混合动力汽车的功率器件占比增至40%左右,纯电动汽车的功率器件占比更是增至55%,目前一辆纯电动车的半导体单车价值大概750美元左右,其中功率半导体单车价值量就约为455美元。
而功率半导体又以MOSFET和IGBT为主。
现在IGBT主要玩家是英飞凌,国内的比亚迪也具有比较强大竞争力,不过目前比亚迪主要还是自用为主,这也是为什么这次汽车芯片短缺,比亚迪受影响比其他厂商小一些的原因。
汽车半导体市场另外一个非常重要的市场是MCU,这个就基本被国外的玩家垄断了,好在国内的中颖电子、兆易创新、解乏科技、东软载波、杰发科技等,也在努力的追赶。
当然了,今天不是要提示汽车芯片国产替代化的机会,虽然我们坚定的看好半导体国产替代化所带来的机会。
但说实话,如果要看芯片国产替代化,那重点要看的是手机芯片的,而不是汽车芯片的,那个市场规模更大,而且护城河更高。
今天就是探讨中国的新能源汽车未来会不会被卡脖子,目前还不能排除这个风险,但可预期的几年内,这个问题暂时不大,而且也相对好解决。
所以,卡脖子应该不会成为新能源汽车发展的限制,中国的汽车工业能不能起来,还是要看国产自主品牌如何跑的更快,造成更多好用又好卖的车型。