導讀：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》，確實挺有意思。文中描述的和我們當前看到的情況有點相似。
羅蘭貝格的觀點主要有：
●預計全球半導體短缺將持續到2022年以后，汽車行業和許多其他行業的芯片危機將持續數年-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復性反彈，清空了整體的芯片庫存，預測帶來的影響會延續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：最大的短缺出現在老一代芯片上（分布式架構下的ECU里面的MCU、電源芯片），以及傳統內燃機汽車所依賴的傳統半導體。但目前新增的產能，主要是面向新一代集中式架構（Domain甚至是Zone架構）中建立起來的，從實際結果來看，新增的投資將不會給原本的短缺帶來緩解。
圖1.芯片供應情況（需求和供給的匹配）
一、芯片供需的錯配
從技術來看，當前大部分整車企業的分布式汽車架構依賴于ECU技術，這套系統由許許多多的微控制器（MCU）所構成，每個MCU都只有有限的計算能力，汽車行業大概占了MCU的40%的需求。
也就是說，這幾年汽車行業增加的購買MCU的需求，和其他行業的需求并不同步，芯片制造企業并沒有動力去擴充這些舊工藝的產能。
根據羅蘭貝格的調研來看，目前在消費電子設備，同樣也需要越來越多地采用較老技術（40-90nm工藝）的芯片，當然這些產能并不是用來制造MCU的，而是為了3D音頻、快充和5G等，需要電源芯片、射頻和音頻半導體。
因此，在產能有限，不得不靠搶占資源的過程中，消費電子廠家，由于付錢爽快，壓價低（具有更高的購買力和議價能力），會進一步放大汽車和工業芯片的短缺。
圖2.不同產品的半導體制程工藝
展望未來，汽車芯片企業還發現一個最為實際的問題：汽車行業正在發生面向智能汽車的轉變，過渡到新的電子架構，如Domain和Zone架構。對芯片的新增需求主要是高算力的異構計算平臺取代原有的ECU。汽車芯片廠家，會非常敏銳地關注這種轉移和變化，圍繞自動輔助駕駛技術，信息娛樂系統和動力系統管理，OEM 會直接找芯片供應商去談未來的合作，自然搞得清楚哪些是暫時的需求，哪些是長期的需求。
這種內卷，最主要是新造車企業，從開始就和分布式架構的設計理念保持了一定的距離，所以可以快速往集中式架構遷移（最主要是組織形態問題），由于在分布式架構的坑里時間比較短，所以相對受芯片供應影響較小，這也使得傳統OEM不得不拿出額外的動力向集中式架構的過渡。
備注：目前來看2022年Q3左右，三電跨域架構就出現了，2023年年底到2024年初第一代具備中央計算平臺的架構就能SOP，真的很卷。
圖3.不同的電子電氣架構
當所有人開始從「just-in-time」切換到「just-in-case」的方式去采購芯片的時候，客觀上造成了訂單的擁擠，也讓訂單的市場化調節機制失效了，這必然會造成潛在需求巨幅波動和將來的需求低迷。
我覺得整個邏輯是這樣的：整個芯片產業，由于消費電子和IT技術的不斷進步，使得芯片制造的產能的投資通常重點拓展前沿制造能力，從臺積電和三星這樣的巨頭來看（還有身后的弟弟們），投資先進半導體工藝產能可以最大限度地延長資產的使用壽命，保護數十億美元的投資，并優化降低長期制造成本。
2020-2022年先進制造工藝的年復合增長為26%，而汽車電子需要的工藝產能每年只有2%左右，這在客觀上也打了汽車行業的臉-堅持自己的緩慢節奏，從而在芯片業不受待見。
圖4.芯片整體的工藝變化
還有各種奇怪的突發事情，使半導體供應鏈的中斷變得越來越頻繁。比如各種各樣的氣候變化（半導體制造中心東南亞更危險熱帶風暴，臺灣嚴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，這些的對半導體制造的影響越來越大。
圖5.這個世界并不是風調雨順的
二、中國汽車的芯片替代方案
和全世界的汽車產業問題相似的，中國也新涌現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，這些汽車芯片的產能是有限的。甚至更為殘酷的是，中國新造車企業和合資企業更內卷，除了少數底盤、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據：
●哪些ECU是短期內不可替代的？他們的數量有多少，可替代的空間有多少？
●通往Zonal架構的OEM動作有多快，幅度有多深，隨著一兩家快速跑起來，后面的有多快？
圖6.小鵬的G9后續的EEA3.0 2022年Q3就開始交付了
圖7.傳統汽車企業EEA架構變化也很快
小結：所以說到底，這把所有的汽車企業都在憋著做智能汽車，憋著新架構做新的東西出來，反正再怎么跑量，芯片的供應還是存在缺口的。
來源：汽車電子設計 作者：朱玉龍
