汽车芯片为什么短缺？

但是，不是所有的汽车芯片都一样短缺，不是所有的车厂受到的影响也相同。这里我们探讨一下，究竟为什么汽车芯片会短缺，为什么老芯片反倒短缺更严重，为什么对车厂的影响程度不同，以及以后我们如何应对这样的"黑天鹅"事件。

我们先看看，汽车短缺的究竟是什么芯片。

一提到汽车芯片，我们联想到的首先是自动驾驶、车载GPS等。这些系统用的高端芯片较多，采用最新的技术和工艺。其实芯片在汽车中无处不在，比如座椅，轮胎，刹车片，摄像头，雨刷，空调，影音，后面都有芯片。这些芯片数量众多，功能简单，俗称"单片机"，英文简称MCU，是相应部件的"微处理器"，比如控制车窗的升降，检测轮胎的气压，调整空调的温度。

传统的燃油车用的芯片较少，大概有几百个；新能源车的芯片更多，在1000个上下；自动驾驶等则需要更多的芯片，在3000个左右也不稀奇。这么多的芯片，究竟缺什么？你大概会想到，越是先进的，越缺呗。恰恰相反，最缺的是MCU，芯片里"老古董"。

90年代初我上大学，机械电子专业就在学单片机的编程，比如控制电梯的上下。他们那时候就把这玩意叫老古董。当然，现在的单片机跟三十年前的相比，在技术上当然不可同日而语，但在芯片家族中，老古董的角色还是没有变。

老古董的芯片，制造用的设备和工艺也是老古董级别的。十几年前，我在一家半导体设备企业工作，工程师们改造了一种过时的老设备，给博世这样的企业来生产MCU，颇有起死回生的意味，迄今还在老东家的网站上卖。设备老，工艺也老，那么成熟的芯片，为什么会短缺呢，而且短缺地这么厉害呢？

首先是需求的剧烈变动。2020年上半年，新冠疫情来临，各国竞相禁足、封城、停工、停学，对汽车行业来说犹如世界末日，汽车销量锐减，各大车厂大幅下调预测，取消给供应商的订单，严阵以待地准备"过冬"。没想到2020年下半年，汽车行业就开始V型复苏，回弹幅度之大，远超整车厂的预期。于是各大车厂大幅拔高预测，短缺也就接踵而来。

短缺之下，供应链的每个环节都在拔高预测，拔高安全库存，增加订单，一层层传到芯片制造商，再到芯片代工商，层层产能吃紧。胳膊粗的多拿，胳膊细的少拿，分销渠道也在囤积居奇，都让有限的库存、产能不合理分配，让糟糕的短缺变得更糟糕。种种博弈，都是"牛鞭效应"在作祟，这些人为因素跟天灾一起，就造成我们当前的局面。

那产能都到哪里去了呢？原来当汽车行业削减订单的时候，个人电脑、云计算、云储存等行业需求大增，因为疫情期间，大家开始居家办公，增加了手机、计算机和其他电子消费品的需求，正好消化了汽车芯片的产能。芯片制造是重资产，这种产能转移往往意味着设备、工艺的改变，刚性很大，要改回来费时费钱，可不容易。

这都好理解，那为什么最老古董的MCU，短缺反倒最厉害呢？这后面有几个原因。

第一，相对其他芯片，MCU芯片是典型的小批量、多品种，产能短缺的时候很难跟大批量的芯片竞争。试想想，如果让你来安排芯片厂家的产线，你是倾向于一下子生产10万片的芯片，还是1万片的芯片？试问问，有哪一款汽车的销量，能和 iPhone、游戏机或其他主流的电子产品相比？何况后者们用更多的高端芯片，毛利也高。

第二，相对高端芯片，MCU芯片技术含量低，更新换代慢，生命周期长。正因为如此，MCU芯片的毛利也低。在以残酷降本闻名的汽车行业，"寿则多辱"，经历多轮年降，不管MCU芯片厂家的胳膊多粗，毛利也变得薄如刀刃。无利可图，芯片厂商动力就不足，产能扩张上也是雷声大雨点小。

毛利低，成本压力大，是成熟产品的普遍挑战。作为应对，美欧日的企业一般采取两种措施（顺便提及，他们也是MCU的主要供应商）。其一是整合，比如MCU芯片经过多轮整合，最后剩下三大芯片制造商：日本的瑞萨、德国的英飞凌、荷兰的NXP，占据全球70%的份额。其二是外包，也就是把重资产的生产制造外包给专业化程度更高、规模效益更大的代工商。

早在2012年，瑞萨就裁员万人，90%的MCU外包；到2018年，英飞凌的数字芯片一半外包，且计划在5年内达到70%；NXP也不落后，大致有一半的芯片外包。外包给谁？台积电、联电等芯片代工商。到最后，这些外包业务中，70%的份额落入台积电手里，这又造成新的问题。

虽说MCU的外包业务中，台积电拿到70%的份额，但MCU只占台积电营收的3%左右（作为对比，手机和高端计算芯片占80%上下）。全球汽车芯片大厂的需求加到一块，估计也养不起台积电的一座厂。这都加剧了MCU的困境：总量不大，品种奇多，单价不高，利润微薄，MCU本来就是"爹不疼娘不爱"；现在行业性的产能短缺下，这颗蛋率先被挤破，也就不费解了。

讲到这里，相信大家明白，汽车芯片特别是MCU的短缺，跟有些媒体鼓吹的芯片自制率低，别人卡脖子的关系真的不大。下面的问题是，作为需求方，我们该怎么办？让我们从供应链的角度来分析。

MCU的供应链相当长，也相当复杂，呈现典型的寡头特色：汽车整车厂下面是一级供应商，比如博世、大陆等大供应商，外加一系列规模小点的；再下面是二级供应商，比如瑞萨、NXP、英飞凌三巨头，外加一些小玩家（这些玩家规模并不一定小，只是MCU占其业务比例较低）；最下面是三级供应商，比如台积电、联电这样的代工商，更加典型的寡头。有时候在一级和二级供应商之间还会加层，比如零部件商、分销商等，在此忽略不计。

从产品特点来看，MCU芯片的特点是小批量、多品种、交期长，是典型的瓶颈类物料。对于这样的瓶颈物料，解决方案还是得从供应链的三道防线来思考：尽量预测准，预测不准的话设置安全库存，安全库存不够的话靠供应链执行。

先看需求预测。对于新冠疫情这样的"黑天鹅"事件，想通过预测来应对几无可能。想想看，新冠疫情带来的不确定性那么大，汽车行业的利润那么低，一点点库存就可能吃掉最后的利润；整个行业都在下调预测，哪一个单个公司有勇气不下调？即便你不下调预测，行业整体需求下调，导致供应商产能的重新分配，最终也会影响到你。

再看安全库存，也就是设置一定的战略库存，就如国家的石油储备一样。的确有车厂这么做，比如丰田让供应商囤积芯片库存，大致2到6个月的用量。作为补偿，丰田归还部分年度降本。这是2008年金融危机和2011年日本大地震后，丰田推出的应急计划的一部分，就是识别关键的物料，储备额外的库存来应对供应链中断。

但是，这种库存就如买保险，是"有钱人"的做法，管理粗放、盈利微薄的企业很难模仿。想想看，需求变动、设计变更那么多，一旦管理不善，呆滞库存就成了大问题。虽说"愚者千虑必有一得"，你放那么多的库存，总有用得着的那一天。但是一般企业这么做，没等到这样的"黑天鹅"事件，早都因为成本太高而破产了。

留给企业的，就只有靠执行：催货。催货其实是优先获取供应商有限的产能、库存。那如何获取供应商的优先级，特别是那些寡头供应商呢？你得是供应商的重点客户：要么现在就跟供应商有很多业务，要么未来能给供应商很多生意。特斯拉代表未来，跟台积电的业务也相当多，这就是为什么他们受芯片短缺的影响较小（当然还有很多别的因素）。

那怎么才能给供应商更多业务呢？或许有人会说，等我长到丰田、大众那么大的时候，我是人人的大客户。这不对：其一，即便丰田、大众也没有足够多的生意给每一个供应商；其二，你也长不到那么大就死在路上了。既然没法做大分子，那就做小分母，即跟数量有限的供应商做生意，把有限的钱花在有限的供应商上面。

这就是跟关键的供应商建立战略合作关系，也意味着把所有的"鸡蛋"放在同一只"篮子"里。德系车厂和英飞凌联盟，丰田与瑞萨联盟，就是典型的例子。比如2011年日本大地震后，丰田的生产大受影响，其中也包括芯片。作为应对措施，丰田不惜重金入股瑞萨，把瑞萨牢牢捏在手里，进一步加强对芯片厂商的管控。

这跟很多企业奉行的多家寻源，分散风险的思维完全不同。管理粗放，对供应商有选择、没管理的时候，企业不得不"广种薄收"，希望以"多子多福"的备份方式来应对风险。但这样做分散了采购额，把我们做成了供应商的小客户，一旦变成供方市场，特别是寡头供应下的短缺，哪个供应商也不把你当回事。

当然有人会说，即便跟寡头型的供应商结盟了，这些车厂不也都没芯片嘛。这没错。集中采购额并不一定能确保你不受行业性短缺的影响，但至少降低了你最先成为牺牲品的概率，增加了你最终胜出的机会。这就如熊追过来了，只要你跑得比你朋友快就好了。

有些人还会问，我们的规模较小，怎么办？规模小不重要，战略清晰更重要。让我们举个例子。

在美国，犹太人大约有750万，华人大约有540万，两者都是少数民族，但在美国政治上不可同日而语：犹太人能够抱团，选票相对集中，能够显著影响美国政治；华人分裂明显，选票没法集中，在总统选举中习惯性地被忽视。华人也意识到了这点，开始形成合力，在局部政治活动中发力。比如2022年初，旧金山的华人和其他亚裔一道，推动罢免了学区的几个主要负责人----疫情严重，这帮懒政者不在照顾挣扎中的孩子和家庭，而在忙着改校名，以求"政治正确"。

对于小一点的企业来说，我们不是行业的超级玩家，很难撬动台积电、英飞凌、瑞萨那样的寡头供应商，但集中采购额的话，我们就更有可能撬动小一点的供应商、分销商；即便撬动不了总部，我们也可能撬动分部，至少是负责你的客户经理。企业的挑战呢，供应商战略不清晰，在最低价的驱动下，习惯性地做机会主义者，造成供应商太多，采购额分散，一旦到了"用兵一时"的时刻，当然是无兵可用了。

我知道，我说这些，对解决我们今天的短缺没有任何帮助。问题到了眼前就如短兵相接，其实没什么技巧可言：谁的身体好，谁的基本功扎实，谁就更可能胜出，而这些都取决于长期的锻炼和节制。但是，我希望这些对应对未来的"黑天鹅"事件有帮助。世界没有太平过一天，每年都会有这样那样的天灾人祸，从金融危机到地震、海啸、疫情，都可能造成供应链的严重中断。我们一定要回到基本面来应对，比如制定清晰的供应商战略，跟关键供应商构建长期关系，集中采购额，增加对供应商的话语权。这也是平日获取更多年降、更好服务的关键。

主要参考文献

汽车芯片短缺，元凶是谁？百度百家号"远川科技评论"，巫桐、杨健楷，2021年3月16日。

汽车芯片短缺，为何发生，何时缓解，怎么解决？百度百家号"中智网"，2022年1月10日。

How Toyota thrives when the chips are down，路透社，Norihiko Shirouzu，2021年3月8日。