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羅蘭貝格最近寫的這篇文章《Steering through the semiconductor crisis A sustained structural disruption requires strategic responses by the automotive industry》，確實(shí)挺有意思。文中描述的和我們當(dāng)前看到的情況有點(diǎn)相似。

羅蘭貝格的觀點(diǎn)主要有：

●預(yù)計(jì)全球半導(dǎo)體短缺將持續(xù)到2022年以后，汽車行業(yè)和許多其他行業(yè)的芯片危機(jī)將持續(xù)數(shù)年-2019年的汽車銷量下跌使得芯片供給顯得充分，但2020年上半年劇烈收縮和后期報(bào)復(fù)性反彈，清空了整體的芯片庫存，預(yù)測帶來的影響會(huì)延續(xù)1-2年。

●從2020年到2022年，芯片需求是按照每年17%的速度增長（這里主要指從2020年Q4開始的），而芯片供應(yīng)量每年增長只有6%。

●汽車芯片的短缺最主要的原因：最大的短缺出現(xiàn)在老一代芯片上（分布式架構(gòu)下的ECU里面的MCU、電源芯片），以及傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車所依賴的傳統(tǒng)半導(dǎo)體。但目前新增的產(chǎn)能，主要是面向新一代集中式架構(gòu)（Domain甚至是Zone架構(gòu)）中建立起來的，從實(shí)際結(jié)果來看，新增的投資將不會(huì)給原本的短缺帶來緩解。

▲圖1.芯片供應(yīng)情況（需求和供給的匹配）

Part 1 芯片供需的錯(cuò)配

從技術(shù)來看，當(dāng)前大部分整車企業(yè)的分布式汽車架構(gòu)依賴于ECU技術(shù)，這套系統(tǒng)由許許多多的微控制器（MCU）所構(gòu)成，每個(gè)MCU都只有有限的計(jì)算能力，汽車行業(yè)大概占了MCU的40%的需求。

也就是說，這幾年汽車行業(yè)增加的購買MCU的需求，和其他行業(yè)的需求并不同步，芯片制造企業(yè)并沒有動(dòng)力去擴(kuò)充這些舊工藝的產(chǎn)能。

根據(jù)羅蘭貝格的調(diào)研來看，目前在消費(fèi)電子設(shè)備，同樣也需要越來越多地采用較老技術(shù)（40-90nm工藝）的芯片，當(dāng)然這些產(chǎn)能并不是用來制造MCU的，而是為了3D音頻、快充和5G等，需要電源芯片、射頻和音頻半導(dǎo)體。

因此，在產(chǎn)能有限，不得不靠搶占資源的過程中，消費(fèi)電子廠家，由于付錢爽快，壓價(jià)低（具有更高的購買力和議價(jià)能力），會(huì)進(jìn)一步放大汽車和工業(yè)芯片的短缺。

▲圖2.不同產(chǎn)品的半導(dǎo)體制程工藝

展望未來，汽車芯片企業(yè)還發(fā)現(xiàn)一個(gè)最為實(shí)際的問題：汽車行業(yè)正在發(fā)生面向智能汽車的轉(zhuǎn)變，過渡到新的電子架構(gòu)，如Domain和Zone架構(gòu)。對芯片的新增需求主要是高算力的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)取代原有的ECU。汽車芯片廠家，會(huì)非常敏銳地關(guān)注這種轉(zhuǎn)移和變化，圍繞自動(dòng)輔助駕駛技術(shù)，信息娛樂系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)管理，OEM 會(huì)直接找芯片供應(yīng)商去談未來的合作，自然搞得清楚哪些是暫時(shí)的需求，哪些是長期的需求。

這種內(nèi)卷，最主要是新造車企業(yè)，從開始就和分布式架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念保持了一定的距離，所以可以快速往集中式架構(gòu)遷移（最主要是組織形態(tài)問題），由于在分布式架構(gòu)的坑里時(shí)間比較短，所以相對受芯片供應(yīng)影響較小，這也使得傳統(tǒng)OEM不得不拿出額外的動(dòng)力向集中式架構(gòu)的過渡。

備注：目前來看2022年Q3左右，三電跨域架構(gòu)就出現(xiàn)了，2023年年底到2024年初第一代具備中央計(jì)算平臺(tái)的架構(gòu)就能SOP，真的很卷。

▲圖3.不同的電子電氣架構(gòu)

當(dāng)所有人開始從「just-in-time」切換到「just-in-case」的方式去采購芯片的時(shí)候，客觀上造成了訂單的擁擠，也讓訂單的市場化調(diào)節(jié)機(jī)制失效了，這必然會(huì)造成潛在需求巨幅波動(dòng)和將來的需求低迷。

我覺得整個(gè)邏輯是這樣的：整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)，由于消費(fèi)電子和IT技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得芯片制造的產(chǎn)能的投資通常重點(diǎn)拓展前沿制造能力，從臺(tái)積電和三星這樣的巨頭來看（還有身后的弟弟們），投資先進(jìn)半導(dǎo)體工藝產(chǎn)能可以最大限度地延長資產(chǎn)的使用壽命，保護(hù)數(shù)十億美元的投資，并優(yōu)化降低長期制造成本。

2020-2022年先進(jìn)制造工藝的年復(fù)合增長為26%，而汽車電子需要的工藝產(chǎn)能每年只有2%左右，這在客觀上也打了汽車行業(yè)的臉-堅(jiān)持自己的緩慢節(jié)奏，從而在芯片業(yè)不受待見。

▲圖4.芯片整體的工藝變化

還有各種奇怪的突發(fā)事情，使半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的中斷變得越來越頻繁。比如各種各樣的氣候變化（半導(dǎo)體制造中心東南亞更危險(xiǎn)熱帶風(fēng)暴，中國臺(tái)灣嚴(yán)重干旱對水密集型半成品的影響）和疫情的因素，還有政治不確定性上升等因素，這些的對半導(dǎo)體制造的影響越來越大。

▲圖5.這個(gè)世界并不是風(fēng)調(diào)雨順的

Part 2 中國汽車的芯片替代方案

和全世界的汽車產(chǎn)業(yè)問題相似的，中國也新涌現(xiàn)出來很多很多芯片汽車，可以用千帆競渡來形容。

很多的公司的模式，都是從單品類開始拓展，而且圍繞汽車芯片的可靠性和穩(wěn)定性要求，很多都是依靠40nm以上的工藝來做的，這些汽車芯片的產(chǎn)能是有限的。甚至更為殘酷的是，中國新造車企業(yè)和合資企業(yè)更內(nèi)卷，除了少數(shù)底盤、安全氣囊的MCU和安全件，好多的功能正在被快速集成。

我們可以算一算下面這些數(shù)據(jù)：

●哪些ECU是短期內(nèi)不可替代的？他們的數(shù)量有多少，可替代的空間有多少？

●通往Zonal架構(gòu)的OEM動(dòng)作有多快，幅度有多深，隨著一兩家快速跑起來，后面的有多快？