-汽车芯片之渴愈演愈烈，预示着即将爆发的汽车半导体大市场。集微咨询（JW Insights）认为，在汽车电动化、智能化的带动下，2025年全球汽车半导体市场规模将达到735.2亿美元，2021年到2025年，CAGR达到10%；
-汽车的电动化、智能化浪潮之下，汽车芯片产业生态是其中最大的一个变量。这场危机则暴露出IDM长期的“轻晶圆厂”战略带来的局限性—对于少数几家代工厂的依赖，会带来整个行业的生产瓶颈，这样给汽车半导体的整体生态系统埋下脆弱因素；
-汽车产业需要一个彻底的战略转型，即从技术、商业模式、组织模式、供应链管理等多个层面进行协同变革，才是解决供应链安全问题的治本之道。
汽车行业缺芯其实并不是新鲜事，半导体行业本身就是典型的周期性行业，过去一两年疫情等因素的叠加性，全球车企遭遇一波严重的芯片缺货危机。在此背景下，芯片厂商也开始把汽车芯片作为下一个重点市场，英特尔新组建汽车团队，台积电、三星也纷纷加码汽车芯片业务，但是随着芯片对于汽车越来越重要，单纯依靠晶圆厂扩产显然不能解决根本问题。
要解车芯之渴，需要一场产业链解构式的重组。因为从内燃机到电驱动的核心技术的转换，必将伴随供应链的重新构建。
即将爆发的汽车半导体市场
为什么这一波汽车缺芯如此惨烈？集微咨询（JW Insights）认为，汽车半导体的紧缺，首要原因还是需求的快速增长。
美国半导体产业协会（SIA）今年2月发布的数据显示，2021年全球半导体销售额达到了5559亿美元，同比增长26.2%，刷新了历史记录。
总体来看，去年全球共售出了1.15万亿片芯片，其中增长最快的是“汽车级”芯片。汽车的电动化、智能化革命是一次百年一遇的产业变革，从内燃机到纯电驱动，从分布式架构向集中控制，汽车正变成继电脑、智能手机之后第三代大型移动智能终端。这一变革将引发一系列的产业链锁反应，带动更多上下游产业的变革。芯片产业生态就是其中最大的一个变量。
缺芯阴影自2020年下半年起笼罩全球车企，汽车芯片供应的紧缺甚至让部分车企停摆，这让产业界意识到必须要做出改变。因为随着汽车电动化渗透率的不断提升以及自动驾驶等级的提高，汽车内的芯片含量不断提升。而随着自动驾驶级别的提高将不断推动汽车半导体含量的增加。集微咨询（JW Insights）的数据显示，2021年到2025年，全球汽车半导体市场规模将以10%的CAGR增长；到2025年，全球汽车半导体将达到735.2亿美元的市场规模。
Gartner也指出，接下去全球汽车销量增长将放缓，汽车制造商将通过更多关注软件来减少嵌入式硬件，但是，由于对自动驾驶、更低排放和更高能效的强烈需求，汽车芯片市场将迎来快速增长期。Gartner预计，到2030年将达到1166 亿美元的市场规模，2020年这一数字为387亿美元。
全球汽车半导体市场预测（以应用划分，单位：10亿美元）
数据来源：Gartner
其中，ADAS应用对于半导体的拉动最为显著，到2030年相关收入预计将比2020年增长310亿美元。汽车电动化的部分是半导体的第二大增长动力，到2030年相关收入预计将比2020年增长261亿美元。
2020年至2030年全球汽车半导体营收情况（以器件划分）
数据来源：Gartner
从半导体器件来看，汽车电动化智能化进程中，分立器件、功率半导体是最大的增量，Gartner预计，在2020-2030年的十年间的累计额外收入将增长204亿美元，到2030年达到 265 亿美元。这也将是整个汽车半导体市场中收入规模最大的市场。
汽车深陷缺芯背后：汽车芯片IDM的“轻晶圆厂”战略
需要强调的是，汽车的缺芯问题并非最近才有，只是近两年来各种因素的叠加，让缺芯问题尤为突出。半导体本来就是周期性很强的行业，周期一般是4-6年，每个周期都是从芯片短缺开始启动。
而“供给跟不上需求”曾是困扰全球汽车行业很长一段时间的主旋律。上一次比较大的缺货行情是在2008年次贷危机发生后，次年全球汽车销量下降了13.5%，美国更是下降了34%，下游客户大举砍单，但到2010年，全球汽车总产量迅速恢复，增长了26%。需求暴增导致了半导体的缺货，但那一次半导体缺货恢复比较快，而且主要是在Tier1和芯片公司之间解决的，车企的感受不强。
最近两年来汽车行业深陷缺芯泥潭的背后，汽车对芯片需求量的激增是重要的一方面。IC Insights发布端最新汽车芯片市场分析表明，2021年全球汽车芯片的出货量达到524亿颗，与2020年相比，汽车芯片出货量增长了30%，该出货量增幅也是迄今为止最高的，远高于去年全球芯片出货总量22%的增幅。
但更重要原因在于供应端。以缺货最严重的MCU芯片为例，行业三驾马车瑞萨、恩智浦和英飞凌都是采用IDM模式，扩产速度相比代工厂要更慢，也更谨慎。瑞萨目前的计划是到2023年才能将其车用MCU 产量提高 50%。
根据英飞凌财报数据，在全球车用半导体领域，2020年，英飞凌、恩智浦、瑞萨、德州仪器和意法半导体五大厂商占据了近一半的市场份额（48.4%）。MCU方面，市场集中度更高，瑞萨、恩智浦、英飞凌、德州仪器、微芯科技五大厂商占据的份额更是高达86.7%。
而值得注意的是，尽管作为IDM，这五家厂商同时也将部分芯片的制造交给第三方代工。事实上，当前全球主流的IDM厂商都采用一个长期战略——“轻晶圆厂”战略，即将部分芯片生产外包给拥有这些先进工艺节点的代工厂。除了意法半导体（ST）至今仍保持较高水平的垂直整合（大部分内部生产，小部分外包），其余均选择将生产大量外包，其中台积电和联电是两大主要代工厂。
MCU方面，台积电是一个非常集中的代工供应来源，其制造的产品占当前所有汽车MCU外包比重的约70%。
集微咨询（JW Insights）认为，这场危机则暴露出IDM长期的“轻晶圆厂”战略带来的局限性——对于少数几家代工厂的依赖，会带来整个行业的生产瓶颈，这样给汽车半导体的整体生态系统埋下脆弱因素的种子。
而看到了过去两年汽车芯片行业短缺，以及对于汽车芯片未来市场潜力的看好，各大芯片供应商在过去一年里掀起了一轮轮扩产潮。但是仅仅依靠扩产，能从根本上解缺汽车缺芯的问题吗？
扩产能从根本上解汽车缺芯之痛吗？
英特尔CEO帕特·盖尔辛格（Pat Gelsinger）曾预测，到2030年，芯片将占高端汽车物料清单（BOM）的20%以上，比2019年的4%增长5倍，与此同时全球各行业对芯片需求也在持续增长；到2030年，汽车芯片的总体市场规模增长将超过一倍，达到1150亿美元，约占整个芯片市场的11%。集微咨询也认为，200毫米（8英寸）圆产能的紧缺将贯穿整个2022年。
此外，汽车芯片的供应链管理也为车企提出了挑战。为了解决缺芯问题，车企采取自研芯片或者绕过tier1直接和芯片厂商联系等方式，将会使车企对应的供应链上游公司大幅上升，进一步增加供应链管理的复杂度。根据地平线的数据统计，传统汽车使用的分布式ECU计算架构需要大约70到300颗MCU，对应的芯片种类也特别多，且大都是基于成熟工艺，没法充分利用新的工艺制程带来的高阶产能。而对应地，主机厂所需要管理的芯片型号往往要超过1000种，芯片供应链管理的复杂可想而知，但凡有一颗芯片供应出现问题，就会影响整车的生产，其供应链安全就很难保证。同时，我们看到，电动化、智能化的趋势将迫使车企开始自研芯片，以更好地保证自身的供应链以及产业控制权。
与此同时，汽车自身的电动化智能化革命也在对供应链管理提出新要求。比如，随着汽车智能化等级的深入，以往的分布式架构从技术上将难以为继，电子电气架构的变革势在必行，即从分布式计算架构走向域控制器架构，最终走向集中式的中央计算架构。这个过程中，车内芯片的使用量也将大大集成。在中央计算平台架构下，一辆智能汽车只需要2-4颗SoC芯片，10-20颗高性能MCU芯片。同时，计算集中化也让汽车的智能得到质的提升。
目前，从供给端来看，针对下游芯片缺货带来的爆炸性需求，台积电、英特尔、三星、格芯、联电等晶圆厂都发布了规模空前的投资扩产计划。
2021年4月，台积电表示将斥资28.87亿美元扩充南京厂28纳米成熟制程，扩增月产能4万片;同年11月，又宣布于日本兴建300毫米（12英寸）晶圆厂，月产能约4.5万片;同时于中国台湾地区建立7纳米及28纳米晶圆厂，均计划于2024年竣工。
三星2021年5月也宣布计划将系统半导体和代工领域的投资规模增加到171万亿韩元；2021年10月，三星计划在2026年前将晶圆代工产能提高到目前的3倍;2021年11月，三星斥资170亿美元，兴建以5纳米先进制程为主的300毫米（12英寸）晶圆厂。
2021年4月，联电与联发科等大型芯片厂共同携手，扩充位于中国台湾的台南科学园区300毫米（12英寸）厂产能。
格芯2021年6月宣布计划在新加坡投资超过40亿美元，用于建设新晶圆工厂和扩大产能；2021年7月，格芯投资10亿美元在美国纽约上城建造晶圆厂，新工厂能够每年新增15万片晶圆的产能。
英特尔则在2021年3月公布了“IDM 2.0”战略，宣布在美国亚利桑那州投资200亿美元，新建两座晶圆厂；2021年9月，英特尔宣布将在欧洲地区扩产，并向汽车制造商开放该公司在爱尔兰的半导体工厂;2021年10月，英特尔在法国和意大利增设工厂，并在德国建立一个主要生产基地。
今年2月18日，英特尔更宣布其IFS（Intel Foundry Services，英特尔代工服务事业部）正在组建一个专门的汽车团队，为汽车制造商提供完整的解决方案。除了晶圆及芯片封装代工，还将为汽车制造商提供设计服务和英特尔的IP。意味着英特尔成为全球首家直接面向汽车制造商，从IP、设计服务、晶圆及芯片封装代工的全链条汽车芯片“新玩家”。
集微咨询（JW Insights）认为，智能电动汽车对于芯片的需求增量无疑是惊人的，扩大产能势在必行，但是，从车用半导体的整体产能来看，大概仅有三成产能是在代工厂，大部分产能都集中在IDM大厂，尽管瑞萨、英飞凌、恩智浦等也都有扩产计划，但其扩产速度往往比代工厂更慢且更谨慎，仅靠产能扩充是不足以完全匹配需求的增长的。
集微咨询（JW Insights）认为，汽车产业需要一个彻底的战略转型，即从技术、商业模式、组织模式、供应链管理等多个层面进行协同变革，才是解决供应链安全问题的治本之道。而这场百年一遇的汽车智能化浪潮，给了国内的汽车产业链一次崛起并跻身国际行列的机会。
