本文來自格隆匯專欄：半導體行業觀察，作者：杜芹DQ
汽車缺芯的事情沒想到如此嚴重，2022年，芯片短缺仍在影響汽車行業，而且這不是短期能解決的問題，大大小小的汽車製造商仍然受到嚴重缺乏半導體的影響。福特去年減少了約125萬輛的銷量。大眾汽車比計劃產量少了115萬輛，通用和豐田少了110萬輛，而Stellantis少了約100萬輛。而汽車廠為了避免這種缺芯的被動局面，做出了不少史無前例的應對之策。
尋找汽車芯片的替代品或者暫配某些功能
由於長期的全球芯片短缺繼續影響汽車生產，現代汽車正在考慮採購家用電器IC控制器。家用電器IC控制器比汽車芯片製造商提供的更普遍。消息人士稱，現代希望更換的芯片用於輔助功能而非主系統，這意味着更換是可能的。
汽車中使用的大多數芯片都暴露在極端温度下，並受到很大的外部衝擊，因此與消費電子和電器中使用的芯片相比，它們需要遵循更高的可靠性和安全標準，例如ISO發佈的標準。但是，用於前照燈和尾燈的芯片不需要遵循更高的標準，因為它們不影響汽車的主要功能。消息人士稱，這家韓國汽車巨頭正在進行測試，看看這些控制器是否可以替代其目前使用的控制器，並從汽車芯片製造商處採購。
同樣的，日產也在考慮為目前定製的芯片使用替代芯片。
而在此之前，多家汽車廠因為缺芯，不得不放棄了一些汽車上的功能：
2021年10月下旬，寶馬宣佈將在多款車型的中央信息顯示屏上移除觸摸屏功能，任何無法獲得觸摸屏的人都將獲得500美元的信用額度，但也是影響了訂購車輛的人羣；
2021年夏天，通用汽車表示將取消其音頻系統中的高清收音機選項，因為它無法獲得提供此功能所需的依賴於芯片的硬件，通用汽車將為受影響卡車的買家提供50美元的信用額度；
2021年中旬，通用汽車的一些車型已經不提供無線充電技術。任何購買其中一輛沒有無線充電板的車輛的用户都將獲得75美元的信用額度。2021年11月15日，通用又宣佈，大多數通用SUV和皮卡將失去加熱和通風的座椅，這種變化將持續到整個2022年的車型，加熱方向盤也將在11月下旬開始淘汰，客户將獲得150至500美元的信用額度；
據FleetNews在去年10月份報道稱，梅賽德斯-奔馳在不得不取消各種車型的一些功能。包括無線智能手機充電板、免提後部訪問系統、一些LED大燈和一些音頻系統。
4月，保時捷吿訴其美國經銷商，Macan SUV的流行選擇，即18向可調座椅，將在幾個月內無法提供，因為汽車製造商無法獲得芯片。
可以説，缺芯使得汽車廠深受其害。在這樣的背景下，我們也看到了汽車廠商所做的努力。
繞過Tier 1，直接找芯片設計廠商
過去18個月證明了傳統汽車供應鏈存在漏洞，全球最大的Tier 1廠商博世認為，汽車行業的半導體供應鏈不再適用。所以，現在汽車製造商開始轉而思考半導體供應的新思路，他們開始繞過Tier 1，直接去找芯片設計廠商。
在這樣的背景下，不少車廠與上游SiC企業達成了多年的供應協議。其中包括：Wolfspeed已經與通用達成了SiC供應協議；ST是雷諾-日產-三菱選擇的SiC技術合作夥伴，2021年6月，雷諾集團和意法半導體又宣佈，雙方達成了戰略合作，意法半導體將確保在2026-2030年滿足雷諾的寬禁帶（第三代半導體）器件產量需求；2021年3月25日，德國緯湃將為現代提供800V碳化硅逆變；2021年8月，羅姆已與中國汽車大型企業吉利在節能性高的新一代半導體領域展開技術合作。
更深入的一點，汽車廠商開始參與到芯片設計的研發流程中，如北汽與imagination甚至成立了芯片公司；多家車企也與黑芝麻、地平線這樣的自動駕駛AI芯片廠商建立了合作關係。
躬身自研，打入半導體供應鏈
關於整車廠，還有一個趨勢就是，他們自己已經打入半導體供應鏈。這其中代表的當屬特斯拉、比亞迪、中車時代。這種將芯片設計引入內部的模式，或者俗稱的“OEM-Foundry-Direct”模式，並非汽車行業獨有，隨着半導體市場正在發生一些變化，它在科技公司中得到加強。台積電和三星等半導體芯片代工廠提供了使用尖端製造工藝的途徑，而其他半導體供應商也提供了先進的知識產權，使定製芯片設計相對容易。
特斯拉從2016年起就開始組建由傳奇芯片設計師Jim Keller領導的芯片架構師團隊，以開發自動駕駛芯片。2019年特斯拉終於推出了該芯片，作為其硬件3.0 (HW 3.0)自動駕駛計算機的一部分。看起來，HW 4.0 的下一代芯片仍將由三星以5nm製造，儘管之前聲稱它將由台積電以7nm製造。
比亞迪的車規級IGBT已大規模量產和整車應用，而且正在計劃自建車規級SiC產線。
中車時代已經建立了中國首條8英寸車規級IGBT芯片生產線。東風汽車與中車共同成立的智新半導體在今年7月7日正式量產下線首款車規級IGBT模塊產品，未來將逐步供給東風汽車。
2018年，北汽新能源就開始了對SiC控制器的開發，北汽新能源也是國內最早整車搭載SiC材料控制器並進行量產的企業之一。2019年初開發出了第一台完全自主開發的SiC電機控制器樣機。電機控制器是控制新能源汽車核心動力的大腦。目前北汽新能源已成為國內少數全面掌握純電動汽車三電核心技術、集成匹配控制技術的國內新能源汽車企業。
更多的車企在背後造芯，基本你叫得上的名字都在造芯了。還有蘋果等造車和造芯的新加入者。
車廠投資第三代半導體企業
第三代半導體如SiC等對汽車的重要性不言而喻。隨着SiC產品良率的不斷提升以及供應鏈的完善也顯著地降低了SiC的成本，而且，隨着新能源車銷量的快速提升，SiC在電驅動、OBC和充電樁等部件中的應用也將為SiC打開更加廣闊的市場。國內SiC企業這幾年大力發展，逐步取得了汽車廠的認可，我們看到，越來越多的汽車廠正在用真金白銀重視起SiC等的第三代半導體企業。
2022年2月16日，瞻芯電子宣佈完成由小鵬獨家投資的戰略融資。瞻芯電子致力於開發碳化硅功率器件、驅動和控制芯片、碳化硅功率模塊產品。目前已掌握6英寸SiC MOSFET和SBD工藝，以及SiC MOSFET驅動芯片。而在此前，北汽投資的北京安鵬行遠新能源產業投資中心（有限合夥）也投資了瞻芯電子。此舉也表明瞻芯電子完全自主研發的SiC MOSFET、SBD，以及驅動和控制芯片產品和技術，獲得了主流新能源汽車企業的高度認可。
2021年12月29日，長城汽車作為領投方入股SiC襯底企業河北同光股份。此次長城汽車投資同光股份，將加強長城汽車對碳化硅產業上下游、器件應用的佈局。按照長城汽車的2025戰略，到2025年，要實現全球年銷量400萬輛，其中80%為新能源汽車，未來五年，累計研發投入達到1000億元。而大算力芯片和碳化硅等第三代半導體關鍵核心技術領域正是長城汽車2025戰略中重點發展方向之一。目前由長城汽車全新孵化的獨立運營品牌沙龍汽車發佈的首款高端車型機甲龍已應用了碳化硅產品，後續的系列車型也將規模化的應用碳化硅產品。
這樣的案例不勝枚舉。上汽投資了SiC功率器件生產製造商積塔半導體；吉利與芯聚能半導體、芯合科技等，合資成立了SiC芯片代工公司廣東芯粵能半導體有限公司；日本電裝（DENSO）和豐田合資成立MIRISE公司，其中一個研究領域就是SiC和Ga基功率半導體。
與代工廠簽訂協議
儘管芯片製造商已承諾在未來幾年擴大數十億美元的產能，但新產能的上線還需要一些時間。一個半導體制造廠，或晶圓廠/代工廠，耗資100億至200億美元，需要3至5年才能建成。而汽車廠也開始越來越多地推動與全球代工廠合作以確保芯片供應。
福特汽車和GlobalFoundries於11月18日簽署了一項不具約束力的協議，該協議可能涉及增加福特當前產品線的生產能力，並就可能對未來汽車至關重要的幾類芯片進行聯合研發，福特概述了將與 GlobalFoundries 聯合研究的三類芯片：自動駕駛芯片、車載數據網絡芯片和電池管理芯片。不過兩家公司沒有透露交易的任何條款，也沒有説明福特是否提供資金或其他承諾來為格羅方德當前或未來的任何工廠儲備產能。兩人只表示，“戰略合作”不涉及公司之間的任何交叉所有權。
福特總裁兼首席執行官im Farley表示：“我們必須創造與供應商合作的新方式，讓福特和美國在交付客户未來最看重的技術和功能方面擁有更大的獨立性。”“這項協議只是一個開始，也是我們垂直整合關鍵技術和能力計劃的關鍵部分，這將使福特在遙遠的未來脱穎而出。”
汽車製造商也可能更傾向於建立自己的芯片工廠，就像豐田汽車在1989年開始在廣瀨工廠生產芯片時所做的那樣。為了自主可控，特斯拉甚至有意要收購晶圓廠，2021年5月份，據特斯拉供應鏈諮詢公司Seraph Consulting 稱，特斯拉也在考慮收購一家代工廠。台灣的業內人士聲稱，台灣芯片製造商Macronix International Co.可能會向特斯拉出售一家這樣的代工廠。
寫在最後
芯片短缺的趨勢正在緩和，2022年1月，工信部汽車工業發展情況新聞發佈會上，工業和信息化部裝備工業一司司長王衞明表示，“當前，全球主要芯片企業已經在逐漸加大汽車芯片生產供應，新建產能也將於今年下半年陸續釋放，預計2022年汽車芯片供應短缺情況將會逐漸緩解。”
通過此次芯片的短缺，使得汽車廠開始審視供應鏈的問題，認識到需要平衡準確性和敏捷性的新規劃範式，並做出了長久的應對之策。在大多數情況下，芯片製造商傳統上是汽車製造商的3級或4級供應商，這意味着他們通常需要一段時間才能適應影響汽車市場需求的變化。供應鏈缺乏可見性使汽車原始設備製造商希望更好地控制其半導體供應。
根據Gartner的數據，到2025年，芯片短缺以及電氣化和自動駕駛等趨勢將推動前10大汽車原始設備製造商 (OEM)中的50%設計自己的芯片。因此，這將使他們能夠控制自己的芯片。Gartner還預計，從芯片短缺中吸取的教訓將進一步推動汽車製造商成為科技公司。
