本文來自企鵝號C次元，作者丨 。
責(zé)編丨崔力文
編輯丨別致
區(qū)區(qū)兩年時間，從“旱死”到“澇死”——實際上都是作的…
“之前有好幾年，我們拿貨的價格一直穩(wěn)定在60美分（每片）。兩年前最離譜一段，曾經(jīng)有過60美元一片的市價。我們公司有一段，被迫以30~40美元的價格強吃過一些……然后前兩天有代理打電話問，30美分一片愿不愿意簽長期供貨協(xié)議？”
“所以呢，你們簽了？”
“簽？我謝謝他全家！去年初就開始準(zhǔn)備國產(chǎn)替代了，一直在做認(rèn)證和測試，最遲今年底就和鬼佬‘say goodbye’！”
上月末，筆者聯(lián)系到一位在浙江某Tier2工作的朋友，想要了解最近關(guān)于“芯片供應(yīng)過剩”的信息。
盡管這番回答多少讓人感覺“不按套路”，但卻在無意中揭露出了某種事實——車規(guī)級半導(dǎo)體市場，甚至往上延伸到整個全球芯片產(chǎn)業(yè)，正以一種意想不到的方式，迎接一場新的劇烈動蕩。
01
從緊缺到過剩
持續(xù)近2年的缺芯周期內(nèi)，國內(nèi)企業(yè)吃盡了強勢供應(yīng)商們的苦頭。以上面這位朋友為例，他所在的企業(yè)，曾在2021年下半年，敏銳地意識到了即將全面爆發(fā)的芯片短缺危機，然后及時找到了海外供應(yīng)商，希望簽個長期協(xié)議。
盡管已經(jīng)做好了不對等條款的思想準(zhǔn)備，但后來卻發(fā)現(xiàn)，供應(yīng)商開出的商務(wù)續(xù)約條款已經(jīng)不能算是“不對等”那么簡單，簡直如同不平等條約一般了。
▲小小的芯片，缺貨的時候卻能卡死整車生產(chǎn)。圖為英飛凌的OptiMOSTM P2，用于汽車電源MOSFET。本圖并不暗示文中提及的供應(yīng)商與英飛凌有關(guān)，僅為對不了解車規(guī)級半導(dǎo)體的朋友，說明其大致形態(tài)
比如說，要求乙方一次性認(rèn)購大約等同于此前一年所需的量，然后支付差不多一年貨款那么多的保證金等等。當(dāng)然，供應(yīng)商也沒有能力立即弄出一年的貨，實際上也是按月交付。于是這個保證金實際上就是“預(yù)付款”了。
按道理說，這已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)的“不平等條約”了，但后續(xù)還會給你整出新的幺蛾子。
在22年的5月，下游用戶反饋稱，發(fā)現(xiàn)一款器件疑似有問題。但乙方考慮到當(dāng)時處于缺芯高峰期，為了避免誤會，所以決定先不通知供應(yīng)商，自己做測試確定實錘。
但后面聯(lián)系供貨方的過程，既無契約精神的昭示，也處處顯露出老一代教科書上對“丑惡資本家嘴臉”的寫實——
一開始先推卸責(zé)任，甚至在被要求調(diào)查時，態(tài)度極端消極。然后，當(dāng)乙方拿出各種檢測報告等證據(jù)，甚至直接指出問題在封裝環(huán)節(jié)存在技術(shù)缺陷后，直接干脆承認(rèn)了問題，然后當(dāng)起了那不怕開水燙的死豬。最后，他們給出的解決“方案”，大致有兩個：
一是認(rèn)為故障復(fù)現(xiàn)的概率不大，“并不非常影響使用”，所以乙方可以繼續(xù)合同——簡單說就是要求你就當(dāng)沒這回事。
▲實際上，海外車規(guī)級芯片巨頭，也需要將自己的設(shè)計送去晶圓工廠進行代工。在全球產(chǎn)能緊缺時期，傲慢的另一面也是其無能為力，以及不負(fù)責(zé)任的甩鍋態(tài)度
而如果乙方不愿意接受上一種處置，堅持要討個說法，那么工藝上可以暫停發(fā)貨，等到技術(shù)上可以解決相關(guān)問題后，再繼續(xù)供貨。至于已出貨的器件，可以到那時候再約定進行賠償。
看著第二種方案很有擔(dān)當(dāng)不是？那樣想就錯了，實際上這是威脅乙方要斷貨。因為以當(dāng)時的業(yè)務(wù)狀況，供應(yīng)商那邊是無法保證問題什么時候能夠解決的。換而言之，就是拖著，等到你“想通”為止。
所以我們可以想象，這家中國企業(yè)有多憤怒。盡管他們的訂貨實在不能算多，金額也算不上高，但畢竟是許多年的老生意，店大欺客借著供應(yīng)緊張的機會來要挾這一套，搞得實在太過明目張膽了點。
而剛好在去年第二季度，有一家國內(nèi)無晶圓公司來推銷自己的產(chǎn)品，余怒未消的公司老總，立即放下了以往對“技術(shù)已得到長期驗證”“久經(jīng)市場考驗的海外巨頭”等等的固執(zhí)，開始和那家國內(nèi)企業(yè)密切接洽起來。
至于有問題的那批芯片，當(dāng)然是只能捏著鼻子繼續(xù)忍著，但畢竟是準(zhǔn)備好了國產(chǎn)替代。而一旦國產(chǎn)器件能夠按期完成對應(yīng)的測試和匹配，開始穩(wěn)定供貨，則至少這家企業(yè)會第一時間切換供應(yīng)商。而原來的器件如果有剩，則會毫不遲疑地通過中間渠道送回市場甩賣。
▲不久前，國內(nèi)的晶圓代工巨頭中芯國際，把已經(jīng)成熟的14nm業(yè)務(wù)從主頁上“下架”——這既有避免被美國盯上的考慮，也有著28nm業(yè)務(wù)已經(jīng)忙不過來的現(xiàn)實
而談到這里，想必很多人已經(jīng)了解這場所謂的半導(dǎo)體“產(chǎn)能過剩”的本質(zhì)了。
無論是始于2021年中延續(xù)至2023年初的車規(guī)級半導(dǎo)體短缺，還是全球各半導(dǎo)體生產(chǎn)國基于前述問題產(chǎn)生的應(yīng)激式產(chǎn)能擴張，再經(jīng)由美國試圖謀求技術(shù)霸權(quán)，強迫三星、臺積電到其本土強推的非商業(yè)理性產(chǎn)能擴充的最后“臨門一腳”——這一切奠定了全球汽車芯片，乃至于整個半導(dǎo)體市場，未來將持續(xù)至少數(shù)年的“黑暗時期”。
02
車規(guī)級的挑戰(zhàn)
盡管我們總是對7nm以下先進制程半導(dǎo)體國產(chǎn)化的問題，感到憂心忡忡，畢竟在美國的一再施壓下，無論ASML還是其他幾個主要半導(dǎo)體制造設(shè)備供應(yīng)國，已經(jīng)達成了對華技術(shù)封鎖的統(tǒng)一戰(zhàn)線。
但商用半導(dǎo)體實際存在必須采用7nm以下先進制程的“高端”芯片，以及28nm以上制程但用途廣泛的“低端”器件。
“高端”的問題，自有高端的解法，先進制程芯片的制造，需要專門的設(shè)備以及整套復(fù)雜而且煩瑣的工藝流程。目前我們還有以光刻機為主的多個環(huán)節(jié)需要攻克。但也必須看到的是，這類“高端”器件，只占到全部市場運用的不足半成。實際上絕大部分市場需求，都指向了對制程不怎么講究的“低端”芯片。
當(dāng)然，所謂“高端”和“低端”實際只是對制程工藝的粗暴描述。在車規(guī)級領(lǐng)域，“低端”的要求也著實不低。國內(nèi)企業(yè)想要借著當(dāng)前的機遇期，搶下這個市場，仍需要付出相當(dāng)?shù)呐Α?/p>
▲在汽車發(fā)展和進化的道路上，伴隨架構(gòu)刷新、系統(tǒng)集中化的，是對半導(dǎo)體器件需求的成倍增長
按照功能種類劃分，汽車半導(dǎo)體大致可以分為功率器件（IGBT、MOSFET等）、計算控制芯片（MCU、SoC等）、存儲芯片（DRAM、NAND、NOR等）、傳感器芯片（CMOS、雷達芯片、MEMS等）、通信芯片（總線控制、射頻芯片）等主要大類。
看上去是不是覺得，這些與家電、消費電子類產(chǎn)品上用到的半導(dǎo)體器件，似乎也沒啥不同么？差異當(dāng)然是有的，最主要的區(qū)別在于產(chǎn)品的一致性、可靠性，對使用環(huán)境要求，以及故障率等等。
換而言之，汽車用到的半導(dǎo)體器件，有著遠比消費類電子產(chǎn)品、家電，乃至于工業(yè)設(shè)備上的同類產(chǎn)品，更高的標(biāo)準(zhǔn)。
從適用范圍上劃分，半導(dǎo)體器件主要分為消費級、工業(yè)級、車規(guī)級和航宇/軍工級四個大類，技術(shù)難度與要求是依次增加的。拿車規(guī)級半導(dǎo)體與消費級半導(dǎo)體比較，前者對產(chǎn)品的可靠性、一致性、穩(wěn)定性與工作溫度范圍這些，都有著極其嚴(yán)格的要求。
▲抱歉，又得拉不相干的英飛凌出來了——圖為英飛凌的PMB8760 v1.14，主要用于車載音響系統(tǒng)控制。小小的這一片，由于其使用場景是汽車，所以各方面的標(biāo)準(zhǔn)比之商店里售價昂貴的音響系統(tǒng)，不可同日而語
之所以要求和標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，是因為汽車的安全與諸如手機之流的消費電子產(chǎn)品，在安全問題上面臨完全不一樣的狀況。手機在使用過程中，因為某個半導(dǎo)體器件的故障發(fā)生黑屏，無非是等系統(tǒng)自動重啟。但同樣的問題發(fā)生在行駛的車輛上，則可能存在嚴(yán)重事故隱患。
由于汽車安全關(guān)系到駕駛者乃至行人的生命財產(chǎn)安全，所以必須對產(chǎn)品嚴(yán)格要求，車規(guī)級是京詞語軍工/航宇級。國際汽車電子協(xié)會對車規(guī)半導(dǎo)體，有三個主要標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范，分別為：
1.AEC-Q100，美國汽車電子協(xié)會制定的器件的基本可靠性標(biāo)準(zhǔn)；
2.ISO26262，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的器件功能安全保證級別；
3.IATF16949，國際汽車工作組制定的符合零失效Zero Defec的供應(yīng)鏈質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
盡管規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并不是一碼事，但簡單粗暴地理解起來就是，各方對車規(guī)級半導(dǎo)體器件的基本要求就是，較之消費級和工業(yè)級同類產(chǎn)品，可以承受更嚴(yán)苛的工作環(huán)境、不良率更低、可靠性更佳，使用壽命也更長。
舉個例子，車規(guī)級半導(dǎo)體器件要求具有遠寬于消費級半導(dǎo)體的工作溫度區(qū)間要求——消費級產(chǎn)品的工作溫度一般要求在-30~85℃區(qū)間，而車規(guī)級要求能夠拓展至-40~125℃區(qū)間仍可以正常工作。
▲車規(guī)級半導(dǎo)體的環(huán)境適應(yīng)性能與可靠性要求，僅次于航宇/軍工級，但后者的需求量遠不及前者，對價格也相對不敏感
而在器件不良率上，消費級半導(dǎo)體的不良率≤200DPPM就可以了，但車規(guī)級半導(dǎo)體的不良率要≤1DPPM，這就意味著每百萬個器件只能有一個不良品。此外車規(guī)級半導(dǎo)體的工作壽命一般要超過15年，消費級對壽命的要求通常3~5年即可。
相對于量小且可以不計成本的軍工/航宇級半導(dǎo)體器件，大批量且對技術(shù)要求極其嚴(yán)苛的車規(guī)級，才是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)真正的標(biāo)桿。
而這個板塊的市場，也長期被歐洲以及日本的無晶圓廠所把持，NXP、法意半導(dǎo)體（ST）、Infineon、瑞薩、德州儀器（TI）等五大巨頭，占據(jù)了全球車規(guī)級芯片過半的市場份額。
而這也是，中國企業(yè)想要實現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主的最重大挑戰(zhàn)之一。
“時間進入2023年年中，持續(xù)近兩年的車規(guī)級半導(dǎo)體供應(yīng)混亂已成為過去，芯片供應(yīng)問題不再是制約各國汽車生產(chǎn)的重要問題。但供應(yīng)鏈仍然會受各方威脅影響，只不過少數(shù)威脅是偶發(fā)性的，而非此前那種系統(tǒng)性的。”
全球知名汽車行業(yè)分析機構(gòu)S&P Global Mobility，在其最新的行業(yè)報告中，為曾經(jīng)浩蕩的“缺芯”事件，畫上了最后的句點。盡管在中國國內(nèi)，早在小半年前，就已沒有人愿意再去關(guān)心這件事了。
但報告里沒有提到更不方便提到的是，兩年以來，因為“缺芯”而地位強勢的供應(yīng)商。還有數(shù)年以及，被焦慮感籠罩，開始日益肆無忌憚的美國政府。
▲國內(nèi)企業(yè)完全自主（從設(shè)計到生產(chǎn)）的IGBT器件
無論未來的市場會如何變換，很多事情已經(jīng)不可能回到兩年以前了，因為中國的芯片已經(jīng)借機崛起，取代海外供應(yīng)商的位置。這些再疊加上，臺積電與三星，分別位于亞利桑那和得克薩斯建設(shè)中的晶圓工廠，那么產(chǎn)能過剩的結(jié)果就是理所當(dāng)然的，而且未來還會更加地過剩。
本文曾經(jīng)專門整理了一個，國內(nèi)目前提供車規(guī)級半導(dǎo)體器件的企業(yè)名單，以及各種MCU/MPU/DSP/FPGA/SoC器件的型號清單。所有信息均為公開資料檢索和搜集，并且整理得來。
然而在仔細考慮風(fēng)險后，將這一部分完完全全從文中挖出。于是此文就變成了，徹徹底底地務(wù)虛向了。至于原因，以前也說過，這里就不再重復(fù)了。
在當(dāng)今的全球分工體系中，芯片產(chǎn)業(yè)，實際上是與其他產(chǎn)業(yè)緊密鎖死的一環(huán)——供需雙方其實都是彼此綁定狀態(tài)，并不是甲方乙方那種絕對不對等的狀況。
畢竟，絕大部分芯片制品最后都要落實到商業(yè)化大規(guī)模運用階段，需要被安裝到各種消費電子產(chǎn)品、家電、工業(yè)設(shè)備，以及汽車、船舶、飛機等交通工具里面。而全球能夠大規(guī)模消化芯片，產(chǎn)出上述產(chǎn)品的國家以及地區(qū)，又有幾個呢？在非洲或者中東地區(qū)設(shè)法打開銷路嗎？
最后筆者只有一句話想說——雖然受困于實現(xiàn)制程的設(shè)備以及全套產(chǎn)業(yè)的依賴性，國內(nèi)企業(yè)對于“高端”的半導(dǎo)體器件，仍處于苦手狀態(tài)。
但所有無須先進制程的產(chǎn)品，即超過九成的28nm以下制程芯片的市場，正在或者即將變天。
