FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨
谢林君 罗颖洹 黄守道 廖小平 黄丽华
上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007
摘 要： 持续三年多的芯片短缺危机，给汽车行业带来了深刻的影响。本文从芯片分类及其制造过程、市场供需环境等剖析芯片紧缺原因，得出随着新能源汽车的高速发展和汽车产业结构升级，汽车芯片需求将大幅上升，建议从政策层面、企业层面、政产学研融合方面，加强对国内芯片行业的扶持与政策倾斜、加快政产学研深度融合，集中优势资源，全力推进芯片国产化，助力我国从汽车工业大国向汽车工业强国转型发展。
关键词：汽车芯片 车规级芯片 芯片国产化 半导体
1 引言
2020年以来，新冠疫情、美国百年一遇的冰雪极端风暴、日本半导体巨头瑞萨电子发生重大火灾等种种因素叠加，全球汽车芯片供需不平衡问题严重凸显。因芯片短缺，大众、通用、福特、丰田等全球几大头部车企都受到了较大影响，全球的汽车行业也因此影响巨大。
以2021年为例，根据汽车行业数据预测公司Auto Forecast Solutions发布的数据显示，全球汽车市场因缺“芯”累计减产量约为1,020万辆。其中，欧洲地区减少约300万辆，北美地区减少约310万辆，亚洲地区影响居首位，减产量超过360万辆。中国的减产量约为198万辆，约占全球汽车减产量的19%。
同时，汽车行业正发生着产业结构大变革，由传统燃油发展方向向电动化、智能化、网联化和共享化（简称“新四化”）方向快
速转型发展。“新四化”的快速发展使得每
辆车的芯片使用种类及数量以几何倍数迅速
增长，助推了全球车规级芯片的需求急速增
长；芯片已成为影响全球汽车产业链持续健
康发展的关键因素。
2 汽车芯片产业现状及缺芯原因分析
2.1 汽车芯片分类
芯片，又被称为微电路、微芯片、集成
电路，是半导体元件产品的统称。按照国际
标准分类方式可以分为：集成电路、分立器
件、传感器、光电子；按照不同应用场景来
分类，可以分为：民用级（消费级），工业
级，车规级，军工级等。汽车芯片是指车体
汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置
的半导体产品，一般可以分为5大类：计算
芯片（大脑）、存储芯片（脑皮）、感知芯
片（五官）、通讯芯片（手脚）、能源芯片
（心脏）等。
2.2 汽车芯片产业格局现状
以欧、美、日、韩等为代表的发达国家
半导体前十大供应商：恩智浦、瑞萨电子、
英飞凌、意法半导体、博世、德州电子、安
森美、罗姆半导体、东芝、亚德诺等，占据
了全球汽车芯片市场的80%以上市场份额。
其中，排名前三的荷兰恩智浦（NXP）、德
国英飞凌（Infineon）和日本瑞萨（Renesas）
分别占14%、11%和10%的市场份额。而
我国自主汽车芯片产业规模仅约4.5%，进
口率达90%以上。
根据IHS Markit的数据统计，2020
年全球汽车芯片市场规模为374.3亿美元，
2021年达到了442亿美元，汽车芯片在半
导体细分领域中已成为增速最快的部分，预
计2030年全球汽车芯片市场规模有望达到
Discussion of the Breakthrough Method of Automobile "Chip Shortage" from the Perspective of Supply and Demand
Xie Linjun Luo Yinghuan Huang Shoudao Liao Xiaoping Huang Lihua
Abstract： T he chip shortage crisis lasting more than three years has had a profound impact on the automobile industry. This paper analyzes the reasons for chip shortage from the perspective of chip classifi cation, manufacturing process and market supply and demand environment, and concludes that with the rapid development of new energy vehicles and the upgrading of automobile industry structure, the demand for automobile chips will rise signifi cantly.
The article suggests how to strengthen the support and policy incline of domestic chip industry and accelerate the deep integration of government, industry, university and research from the perspective of policy level, enterprise level and integration of government, industry, university and research.
It will concentrate superior resources and fully promote the localization of chip to help our transformation from an automobile industrial power to an automobile industrial power.
Key words：automotive chip, automotive scale chip, chip localization, semiconductor
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1123亿美元。
2.3 汽车芯片需求端分析
根据中国汽车工业协会的2018~2022年产销数据统计分析（如下图1），国内汽车销量2021年再次同比稳步增长，结束了自2018年以来的连续三年下降趋势。2022年，国内汽车产销分别完成2702.1万辆和2686.4万辆，同比增长3.4%和2.1%，保持了恢复增长态势，对应车规级芯片需求也稳步上升。
图1 2018～2022
年国内汽车产销数据
汽车的零部件结构在近几年也发生了重大变化。随着智能网联、新能源汽车的快速发展，汽车的自动化、智能化程度不断提高，就这要求汽车需要用到更多规格高、算力强的车规级芯片，汽车芯片的使用数量及种类也相应地快速上升。根据中国汽车工业协会统计分析，在2017年传统燃油汽车芯片平均使用数量是580颗，新能源汽车芯片平均使用数量是813颗。而2022年，传统燃油汽车和新能源汽车的芯片平均使用数量提升至934颗和1459颗，分别增长了61%及79%。图2 2017与2022年汽车搭载芯片
芯片数量对比
在新能源汽车细分领域，根据中国汽
车工业协会的数据统计，2020年至2022年
呈现了指数级产销数量增长（如图3），
2020年国内新能源产销分别为136.6万辆
和136.7万辆。到2022年，国内新能源产
销分别为705.8万辆和688.7万辆，同比
2021年增长96.9%和93.4%，市场占有率
达到25.6%，带动了国内汽车芯片的需求连
续三年“飞跃式”增长。
图3 2020～2022年国内新能源汽
车产销数据
此外，汽车整车制造企业以往采用JIT
（Just in time）生产方式订购，尽可能地
减少库存压力。缺芯问题爆发后，整车企业
大量囤货，将安全库存线提升到3-6个月，
由此导致长鞭效应(Bullwhip Effect指供
应链上的需求扭曲放大的现象)下过量下单，
进一步抬高了需求。由于汽车的供应链比较
成熟，芯片的全球产能也一直比较稳定，对
比下芯片厂商无法满足车企临时性的大量订
单需求，从而也拉大了芯片供需差距线。
2.4 汽车芯片供给端分析
全球芯片出货量接近一半来自
和韩国，台积电和三星的高端芯片制造更是
占据全球的70%，其中台积电占据50%左
右的市场份额。
芯片生产、制造工艺复杂，周期长，是
一个点“沙”成金的制造过程。完整的芯片
产业链主要包括芯片的设计、制造、封测、
测试四个主要环节。芯片产业链中的一个重
要瓶颈是芯片制造，不仅技术门槛高、投资
周期长，且投资规模大、至少以百亿起步。
芯片制造中比较关键的一环为晶圆制
备。目前行业上主要的晶圆分为6英寸
（150mm）、8英寸（200mm）和12英寸
（300mm）三种，分别对应生产不同制程
的芯片。汽车芯片主要使用的是8英寸晶
圆，消费电子类芯片如智能手机、PC、平
板电脑等主要使用的是12英寸晶圆。8英
寸晶圆对应的成熟制程芯片，晶圆代工厂建
厂比较早，大多超10年以上，且部分设备
相对老旧，产能提升空间有限。消费电子类
的芯片对应12英寸晶圆因需求量大，长期
占据晶圆厂及晶圆设备厂的大量生产投入等
资源。
以台积电为例，2020年台积电最大的
营业收入是手机业务，占比48%，第二大
业务是HPC（高性能计算机），占比
33%，然后是loT（物联网）8%、DCE（数
字通信设备）和汽车芯片3%。
2020年以前，资本市场上80%的投资
集中在28nm以下的先进制程上，对应12
英寸晶圆为主。而8英寸晶圆的设备生产等
投入及预期积极性则不高，扩产谨慎，但
80%以上的汽车芯片需求在55nm制程（对
应8
英寸晶圆为主）以上。因此，就汽车芯表1 汽车芯片的分类
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片产业而言，投资与市场需求出现了严重错配。
不够路绮欧2020年始，受疫情及自然灾害等影响，主要芯片厂商恩智浦、英飞凌、瑞萨等供应商的生产制造、封装测试厂等陆续出现产量下降、工厂关停等情况，芯片产出受限。同样受疫情的影响，居家办公等因素推动了计算机类、消费电子类芯片的需求快速增长，各类芯片厂商将部分芯片产能倾斜给了消费类等非车规级芯片。疫情等因素的叠加影响下，加大了芯片供给端的产能缺口。
3 应对策略探讨
3.1 政策层面
3.1.1 政策引导
半导体产业链长且广：上游包括EDA 软件/IP模块、半导体设备和材料，中游是芯片设计、制造、封装和测试，下游是各类电子产品，涉及大量材料、设备和配件、软件和IP模块。
汽车芯片短缺，表面上看是供需失衡、汽车行业结构性调整等因素导致；深层次来看，也反映出了我国在半导体产业的国际竞争力、影响力、话语权等不足。且汽车芯片种类繁多，单靠企业层面“单打独斗”，不利于形成强有力的本地化供应链体系的产业集，需从政策层面上给予引导与扶持，逐步推进形成强有竞争力的本地化半导体产业供应链及产业集。
3.1.2 人才培养
人才是强国之本、竞争之基、转型之要。芯片全产业链包含了设计、晶圆制造、封装测试等环节，加强芯片半导体专业人才队伍建设及培养，补齐各环节体系的人才短板。各环节中的专业化人才是推动国内芯片行业进一步向前发展的最大动力。
根据中国半导体协会预测，中国芯片专业人已超过25万人，到2025年的人才缺口将达到30万人。坚持产业需求导向，从政策层面上引导建立更加完善的产教融合人才培养方案，探索产教融合机制，双向赋能、协同育人、协同创新；构推进产教融合，产业界、科研界、教育界协同合作，打通产业与高校的人才传输壁垒，实现人才链、创新
链和产业链的紧密耦合。
3.2 企业层面
3.2.1 建立数据库，推进芯片破黑
汽车整车企业应当建立其芯片应用方案
的基础信息数据库，根据芯片供应情况制定
芯片的破黑替代或国产化替代策略。深入挖
掘芯片破黑替代及国产替代方案，打破集成
陷阱，从零件功能分解出发，基于用户使用
场景，逐一分析实现该功能的芯片原理，通
过功能拆分、硬件冗余、软件备份、芯片降
维、芯片分立方案替代等技术手段逐一寻求
可国产替代的芯片和工程策略，进一步推进
芯片破黑替代或国产化替代，降低对进口芯
片的依赖及其供应紧缺对整车制造的影响。
3.2.2 联合协同开发
早在2013年，特斯拉早与Mobileye
合作，研发了L2级别的芯片产品，而其第
一款自研的AP芯片Autopilot HW3.0是
从2015年到2019年历经历了五年时间。
国内汽车主机厂进行芯片领域研发比较领
先的比亚迪半导体，其自研的国产芯片也
是经历了比较长的技术研发及验证。汽车
制造企业与产业链企业进行纵向资本合作，
也是现阶段国内车企完善自身芯片供应链
的选择方式之一。
此外，打破芯片原有开发模式，强化与
国内半导体企业开展深度战略合作，结合汽
车产品架构，零部件模块化、平台化进行横
向的应用设计开发，破除原来各类汽车功能
模块搭载使用“五花八门”的不同芯片型号
的局面，也是现阶段国内车企推进芯片国产
化开发及应用的较优方案。
构建基于国产芯片的方案，携手国内芯
片企业，面向车用场景并结合国产芯片方案
重新定义芯片，协同定制开发，加强协同与
整合，形成基于用户场景和体验需求进行芯
片选型及定制化开发的新模式，进一步解决
汽车企业受限进口芯片的困扰。
4 结语
全球汽车产业已进入了百年大变局的状
态，特斯拉等新势力崛起，互联网、半导体
等科技巨头跨界强势进军汽车产业，汽车产
业竞争格局重塑、核心价值链重构。面对全
球汽车芯片出现的“芯片荒”局面，大力推
进国产汽车芯片发展，建设本地化半导体产
业供应链及产业集，促进我国集成电路产
业的创新发展，努力实现“后发赶超”，对
我国自主汽车的“跨代竞争”具有重要的战
略意义。
参考文献：
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及建议[J].时代汽车，2022年第6期，26-
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[7]潘建亮. 从丰田宣布9月份全球减产40%
看芯片短缺未来走势[J].汽车工业研究
.
作者简介
谢林君： （1991—），助理工程师，主要从事方
向为汽车供应链管理及能力发展。
黄守道： （1983—），工程师、经济师，主要从
事方向为汽车产业链发展规划及产业链
国际化拓展。
廖小平： （1975—），工程师，主要从事方向为
汽车供应链管理。
黄丽华： （1995—），助理工程师，主要从事方
向为汽车供应链管理。
通讯作者
罗颖洹： （1987—），高级工程师，主要从事方
向为汽车供应链管理及能力发展。
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