2021年開年之后，芯片行業出現了戲劇性的一幕，一直默默無聞的汽車芯片爆出極度短缺，一片小小芯片卡起了各大汽車巨頭的脖子。
比如大眾預計，第一季度將因為芯片短缺少生產10萬輛汽車，憤怒的發言人在公開場合表示，將考慮向準備不周的博世、大陸等一級供應商索賠。
除了拿供應商撒氣，各汽車集團八仙過海各顯神通。三星、SK兩大財閥與現代合作，一個出芯片一個出汽車；德國經濟部長求援于中國臺灣省，請求臺積電優先供貨德國汽車業；韓、德緊張，大陸也不例外，工信部春節前加班加點，與主要汽車芯片供應企業代表座談交流。
那么，汽車芯片為何如此短缺？這在業內引發了一場大討論，就現有報道來說，主要有三點：
首先是各種天災人禍。新冠造成的混亂還沒結束，沒想到又來了日本的地震、德州的暴風雪、中國臺灣島內的缺水，讓芯片廠的產能一再縮減。
然后是臺積電之前的擴產也不積極。汽車芯片集中在20~45nm成熟制程，并不算賺錢，投入產出比低。因此，臺積電擴產不多，設備商供應也少，甚至一些生產設備，都要去二手市場淘，造成了產能的不足。
最后是上游設備商，他們同樣面臨著和臺積電一樣的難題。上游設備商因為汽車芯片專用制造設備利潤率低，照樣也不愿意排單。晶圓廠試圖漲價加單施加“誘惑”，但設備商就算將產能轉為汽車芯片，也難盈利，同時，設備生產周期只會比芯片還要長，這也大大減緩了反應時間。
芯片缺貨危機的爆發背景錯綜復雜，但危機的背后，有三個根源性問題，也是這篇文章要解答的問題：
缺貨的汽車芯片都不賺錢么？
產能為什么都集中到了中國臺灣？
汽車芯片的最終買家，汽車公司都跑哪里去了？
01. 汽車芯片危機的背后格局
汽車芯片種類繁多，但最缺的貨，是MCU。
MCU，又稱微控制器，簡單來講，可以理解為各類分散設備的“小腦”，用以實現其動作或功能。MCU應用極廣，散布于消費用、汽車用和軍用：小孩子玩的玩具火車，電力公司抄的電表，電子控制的汽車座位和導彈火箭，都裝著不同規格的MCU。排除安保級別最高的軍用MCU，消費用和車用MCU是兩個完全不同的市場。
消費用MCU場景分散多變，難度較低，壽命預期不長。小孩子玩火車可能幾天就玩壞了，轉向了下一個電子玩具，誰能抓住消費場景的爆點，便能直上青云。
汽車用MCU也是分散多變，無論是座位、雨刷、空調、影音、動力，都離不開車用MCU的指揮，總的來說，一輛車少說幾十個MCU,多則上百個。這些芯片散布于汽車各個部分，雖然規格繁多，架構不同，但難度卻是一致達到了苛刻的程度。
以市占率三成的全球MCU巨頭瑞薩為例，上級分包商對于車用芯片的公開要求是：-40～75℃、濕度95%、15～25KV的靜電環境中，必須要擁有20年質保，不良率控制在100萬分之1以下。
這個良率要求是消費用MCU的兩百倍乃至上千倍，即便如此，放到實踐中，汽車制造商的要求仍然是：零不良率。因為只要有1個芯片運轉不良，就可能危及人的生命。
雖然難度如此之高，汽車芯片在產業鏈中的占位卻十分低下。MCU廠商，頂多居于博世、大陸等一級供應商下面一級的二級供應商，一些則是汽車廠的三級供應商。在汽車產業層級森嚴的金字塔中，汽車芯片廠商甚至無權更改生產線工藝和流程，才好符合整機廠商的要求。
日本半導體產業資深觀察家湯之上隆，在《日本制造業的敗北》中，即回憶了一個改革前完全沒有自主權的瑞薩。在美國財團KKR收購被日本經產省截胡后，瑞薩社長給買方打電話賠禮道歉：對于這樣的結果我們實在感到抱歉，主要原因還是我們沒有自主性。瑞薩在產業中的占位，由此可見一斑。
MCU的另一大特點就是芯片和整車廠綁定，形成寡頭市場，比如瑞薩與豐田聯盟，英飛凌與德系車企聯盟，通過這種聯盟三大MCU巨頭市占率達到了七成。這種產業鏈同盟，節約了大量的重新認證、適用和安全成本，雙方互惠，格局十分穩定。
但副作用是，作為整機廠商的三級供應商，汽車芯片廠商是卑微的，沒有講價空間，他們甚至可能一年難得見幾次整機廠商。
門檻高、占位低、難賺錢，汽車芯片行業格局穩固，這產生了一個極為負面的影響。消費電子級的MCU廠商，與車用MCU廠商，幾乎井水不犯河水，這導致行業缺少新玩家，活力不足。
于是，任何一個芯片巨頭要在汽車芯片業擴張，內生增長很難，只能采取收購策略，因為時間是最大的成本。從2015年恩智浦收購飛思卡爾案，到2016年高通收購恩智浦案，再到2020年英飛凌收購賽普拉斯案，莫不如此。但資本運作并不會增加產業供給，在短期內更多是股東層的變動。
如果車用MCU維持這樣的局面，各國的產業聯盟各干各的，雖然擴產艱難，但也不至于出現集體性缺貨。那么，為什么后來會發生日、德等汽車大國集體缺貨的局面？
02. 史無前例的分工大轉移
直接導致大缺貨的原因，還在于汽車芯片代工生產，被集中放在了臺積電這個籃子里。
汽車芯片大廠自己生產到把訂單轉移到晶圓代工廠的分工大轉移，始于十年前。那時，德日兩國的汽車芯片業都面臨著一個艱難的抉擇：
一，汽車業需求更多關于電能轉化的功率芯片，通用性較強。這類芯片研發，猶如看工齡和手藝的老師傅，越老越吃香。德日兩國起于第二次工業革命，電機是他們一貫的強項，能否抓住功率芯片的時代趨勢，直接關乎未來命運。
二，同時，汽車業也需求更多MCU之類的數字芯片，但這些芯片是“利基的集合”，名目繁多的品種湊到一起，才能撐起一座座晶圓廠。臺積電等中國臺灣省代工廠，在數字芯片代工上的優勢越發明顯：
以客戶為中心，不下場搶生意，不竊取資料；與ASML的結盟并下重金購買最先進的工藝設備；軍事般的嚴苛運營機制，像機器一樣嚴密運轉的十萬青年十萬肝。這三大優勢，都是汽車芯片大廠難以企及的。
應該做出什么樣的選擇，已然十分明了。在接下來的十年中，汽車芯片廠商幾乎將所有先進工藝制程的車用數字芯片的生產，都交予了臺積電和聯電。
德國的英飛凌早在2009年將65nm工藝的移動設備芯片交予臺積電，后在2012年認證臺積電的車用MCU工藝。到了2018年，數字芯片生產任務的一半交給了外包。在當年財報中，英飛凌還計劃在五年內將這一比例提高至70%，而功率芯片只有至多15%的外包計劃。
轉型幅度更大的是日本瑞薩。2012年，瑞薩斷臂求生，裁員萬人，車用數字芯片被外包給臺積電，到了最近，瑞薩轉移了總計三成的芯片生產任務，其中MCU的外包比例直接達到了九成。
原來，七八個汽車芯片廠自己生產MCU，整機廠還算有多元的選擇，風險被組合消減了。但在汽車MCU七成產能被轉與臺積電后，整機廠從一級、二級供應商穿透過去，最后，實際上最為關鍵的元器件被放在了一個籃子里。
同時，汽車用MCU這類汽車數字芯片的特殊之處在于，汽車芯片轉與了所有的生產訂單，集中度很高，卻只占了臺積電3%的產能，量不大，價不高。也就是說，全球的汽車芯片大廠加到一塊，也養不起臺積電一座廠。碰到緊要關頭，汽車芯片這顆蛋，是首先被擠破的。
于是，汽車產業鏈看似還是多元化的，但穿透之后，實際上把雞蛋放在了一個斗爭激烈的籃子，對于任何一個產業巨頭來說，這都是非常危險的。問題是，難道汽車業的巨頭們都沒有注意到么？
03. 漫不經心的汽車產業鏈
悲劇的是，汽車巨頭的佛系直接讓這場短缺危機愈演愈烈。
對于汽車芯片短缺危機，一部分整車商的態度是：一種是猝不及防，臨時甩鍋；
有整機廠聲稱，已在大半年前郵件告知博世和大陸要備貨，但是他們沒聽，于是危機爆發了。但一級供應商卻哭笑不得，整車商則明明已經預料到了一場危機，卻只是發了一封郵件，除此之外沒有任何動作。
一個細節是，汽車芯片廠說，整機廠問他們為什么不上夜班來增加產量，而實際上晶圓廠一天24小時根本不會停，夜班一直在上。這種漫不經心在競爭激烈的消費電子領域幾乎不可想象。
另一種是未雨綢繆，“跳躍”式、或“穿透”式管理供應鏈風險。
比如寶馬公司繞過一級供應商直接向晶圓廠下單，在此次危機中無虞。更為精明的是豐田，這家日系車企對于汽車芯片廠商的嚴密控制已有十年，因而也是安然無恙。
從上個世紀六十年代開始，豐田力推精益管理制度，爭取在每個環節都抹掉不必要的時間和資源浪費。這一制度在公司內被稱為“準時制”，模仿了超市控制進銷存的方法，形成了一個便捷的電子看板系統。后來，包括準時制在內的豐田管理制度被普及于整個產業，當時的一份調查顯示，美國公司施行該制度后，庫存減少了七成。
諷刺的是，豐田最先發現了精益管理制度的一個漏洞：庫存。精益庫存管理越是精細，那根弦繃得越緊，幾乎沒有任何容錯空間。而汽車產業鏈的層級又是如此繁復森嚴，信息很不透明，到了最后，哪一層都不想壓庫存，彈性越來越低，一碰到危機，說斷供就斷供了。
由此，在2008年金融危機后，豐田建立了一個名為“救援”的系統，深入了解其供應商層級，將大約6800個零部件的供應鏈信息存入數據庫中，使得公司能夠像股權穿透一樣摸清供應鏈的實底，找出潛在的短缺。每天、每周和每月，豐田都會與產業鏈上的各級供應商溝通，頻繁下達產量計劃，以保供應。
在經歷了2011年311東日本大地震救援瑞薩工廠后，豐田更加強了與汽車芯片廠的直接聯系，重金入股瑞薩，以把他們牢牢捏在手里。
這種嚴密的監控，使得豐田在芯片短缺市況下，仍能保持業務連續性。在豐田最近的財報電話會議上，首席財務官表示，公司已確保了各種零部件1到4個月的庫存。
汽車產業精益管理制度的發明者，卻最先背叛了這個制度，這未嘗不是一種諷刺。長久以來漫不經心、行動遲緩的汽車產業，最終被迫在芯片產業的巨變下，跟隨豐田和寶馬的腳步，走向新的變革。
04. 總結
本次汽車芯片缺貨危機，本質上是對汽車產業鏈的一場極限壓力測試。危機的根源，早已深埋于長達十余年的兩大變革，一個是汽車產業的結構性變化，一個是電子產業分工史無前例的轉移。
缺貨的品種是頗為傳統的MCU芯片，恰恰證明，目前的汽車革命尚未進行到一個徹底的階段，但是卻毫無疑問的來到了一個轉折點。
一方面，尚未有一個更為簡潔有力的技術架構和芯片品種替代這種零散瑣碎的MCU。另一方面，臺積電和設備商對MCU的態度猶如強弩之末，這或將扭轉此前已進行十余年的分工轉移趨勢，但是如何保證自建產業鏈的相對經濟性，仍是一個難題。
或許，要真正解決汽車芯片缺貨的長期性難題，汽車廠商還得向消費電子公司來取取經。
