2020年上半年的疫情阻斷了多地區物流，不少OEM無法正常備貨，不得不把需求移到了下半年。下半年各大需求市場復蘇，尤其是消費類終端和汽車行業，在禁運等地緣政治事件影響下采用了激進的備貨方案。

然而芯片的生產周期通常在10幾到20幾周不等，下單后不可能馬上生產，車載芯片的產能更是要提前12個月做規劃。2020年初在疫情影響下，很多汽車企業對車載芯片需求判斷失誤，導致芯片訂貨不足，晶圓廠也將部分原本屬于車載芯片的產能轉成了消費類芯片，多重因素的疊加直接導致了一場半導體行業的缺貨潮。

2020年底以來，汽車芯片缺貨風波持續發酵，部分汽車工廠因為芯片短缺出現了停產。

1月8日，美國福特汽車便表示，計劃將肯塔基州工廠停工一周，半導體零部件供應短缺或將導致數千名員工失業，也會沖擊公司運營。此外福特還要求旗下位于德國薩爾州西南部和中部薩爾路易縣（LandkreisSaarlouis）的一家車廠停產1個月。

奧迪首席執行官馬庫斯·杜茲曼（Markus Duesmann）表示，由于芯片短缺，目前奧迪有一萬多名工人被迫停工，其第一季度的產量也將被控制在1萬輛之內。奧迪將于1月18日至1月29日在因戈爾施塔特（Ingolstadt）和內卡蘇姆（Neckarsulm）工廠減少工人數量，A4和A5車型的生產將受到影響。

除了奧迪、福特外，戴姆勒也正減少部分工廠的產量。豐田汽車、菲亞特克萊斯勒汽車、日產汽車等公司也已宣稱，由于芯片短缺，將在1月份減少生產。

去年12月，南北大眾就因芯片短缺而被爆停產，大眾汽車集團（中國）公關部相關負責人徐穎對外表示，受新冠疫情的影響和中國市場的需求增長，使得特定汽車電子元件的芯片供應緊張，導致一些汽車生產面臨中斷的風險。

豐田更是早在2020年11月下旬就表示“2021年4月以后的整車生產可能會停滯”，據報道他們除了已經開始討論半導體的備選采購方案外，還考慮提前配備改變部件構成的新規格系統。在豐田發言人斯科特·瓦津（Scott Vazin）看來，芯片的短缺已不再是個別企業的問題，而是一個行業問題。

國外車載芯片巨頭紛紛漲價

隨著汽車智能化速度加快，芯片越來越多地出現在汽車工業應用中，幫助汽車解決動力與傳動、車載網絡、車身舒適性、車載信息娛樂等功能的實現。單一車輛中的車載芯片價值持續提升，也導致全球車用芯片的需求快于整車銷量增速，造成了芯片的供需失衡。

一邊是汽車芯片缺貨，另一邊是老牌供應商出于原料成本上漲、產品生產周期變長等因素，開始集體漲價。

受缺貨潮影響，恩智浦半導體（NXP）在2020年11月26日發出漲價函，表示受衛生事件影響，恩智浦面臨產品嚴重緊缺和原料成本增加的雙重影響，決定全線調漲產品價格。恩智浦半導體方面表示：“一些客戶下單太晚，導致我們沒有及時向一些地區交付。復雜的芯片從生產到交付，需要三個月或更長時間。”

汽車電子大廠，日本半導體制造商瑞薩(Renesas)也表示，于2021年1月1日調整部分產品價格。

意法半導體（ST）漲價函指出，受新冠疫情影響，ST所需要的原材料供應不足，同時面臨著成本上升和咄咄逼人的商業條款。鑒于此，ST決定自2020年1月1日起，提高所有產品線價格。

美國微芯科技（Microchip）公司則延長了訂單窗口期，從45天延長至90天。

汽車缺芯，加速國產化進程

2019年，全球汽車芯片的市場規模是465億美元，折合人民幣3000多億，預計2020年將下降至460億美元。雖然全球汽車芯片30%的市場都在中國，但我國自主汽車芯片產業規模僅占全球的4.5%，約20多億美元。

根據Wind數據顯示，目前國內汽車行業中車用芯片自研率僅占10%，90%的汽車芯片都必須依賴從國外進口。其中前裝芯片95%是進口的，后裝超過80%是進口，國內芯片企業在汽車產業鏈中缺失話語權。

2019年全球汽車芯片市場份額，60%以上的市場被前8大半導體廠商牢牢把控

以CAN（Controller Area Network，控制器局域網絡）收發器為例，它負責汽車神經網絡信號傳輸，是車載與工業底層通訊關鍵元器件。CAN是國際上應用最廣泛的現場總線之一，在北美和西歐， CAN 總線 協議已經成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制局域網的標準總線。

目前，國內市場長期被NXP等國外品牌所占據。據相關人士透露，未來一年，晶圓供應將持續緊張，恩智浦產品漲價幅度或將5%起跳，部分產品需要客戶簽一年的NCNR(不許取消，不許退貨)協議。

雖然汽車零部件需要很長的產品研發和驗證周期，想要在短期內找到合適的替代供應商并不容易，但在芯片缺貨、價格上漲以及代工產能均供不應求的背景下，一些汽車廠商或Tier 1供應商，已經開始挑選替代供應商。尤其是在CAN收發器上，諸如TJA1042、TJA1051、TJA1040、TJA1050等型號芯片目前正處理嚴重缺貨狀態，價格也在不斷攀升，中國本土廠商有望迎來轉單。

國產CAN芯片替換

CAN收發器芯片屬于接口芯片，但同時需要考慮耐壓能力、ESD等特性，有較高的設計門檻，這也直接導致該市場之前被國外大廠壟斷。

但CAN收發器芯片又是一個標準產品，電氣性能遵循ISO1198標準，具有一定的通用性，國產芯片廠商無需車載廠商額外的外圍元器件改動，即可實現PIN to PIN替換。同時相比國外老牌廠商，本土公司在產品交期、價格和服務上都有一定的優勢。

近年來，國內的車載芯片廠商在設計、質量、工藝和管控上的進步非常明顯。在CAN收發器上，芯力特電子（Silicon Internet of Things Technology）是較早進行產品研發、系列較為齊全的本土企業，其產品市場占有率在車載、工業、電力、梯控等領域逐漸攀升，已得到市場的檢驗。

但由于國內車載主機廠家普遍沒有意識到國產品牌的進步，印象還停留在以前，接受程度較低，并未在車載領域大量引入國產芯片。加上車廠的設計與驗證周期長，產品的穩定性、質量管控等方面都需要重重過關，國產芯“遠水解不了近渴”也是造成當下汽車缺芯的原因之一。

芯力特公司5V/3.3V CAN芯片一覽

據悉，此前已有一些車廠在驗證芯力特的芯片，而在漲價與缺貨潮的影響下，多家車廠和Tier 1企業也表示有意采用芯力特等國產芯片替換國外品牌。整車廠家在給國產芯片更多進入機會的同時，也避免了供應商過于集中的風險。

智能汽車時代，用CAN FD還是車載以太網？

隨著新能源汽車、自動駕駛技術的快速發展，包括ADAS、智能座艙、多媒體網聯化等功能不斷提升，汽車已然成為一個最大的消費品。在傳統汽車時代，汽車內部信息傳遞可以通過CAN總線完成，但智能汽車信息化程度越化高，信息量與數據量越來越大，傳統的CAN總線在傳輸速率和帶寬等方面越來越顯得“力不從心”，需要一種更高效的總線。

車載以太網近年來與CAN在汽車總線領域競爭激烈，是否會成為未來汽車總線的選擇？

從兩者特性來看，CAN總線通過物理信號來進行連接，信號分優先級，較為安全穩定，而且結構簡單成本低，只需兩根線連接。

車載以太網傳輸信號相較于 CAN 總線有著傳輸速率高、傳輸距離長等優勢，而且技術相對成熟，掌握的人也比較多。但采取超時重發機制，單個節點的故障會比較容易擴散到整個網絡,使用交換機連接成本增加，另一方面，其開放式的網絡也容易被攻擊。

隨著大數據的興起，互聯網可以給瀏覽者進行精準畫像，從而實現精準信息推送，未來汽車作為一個消費產品，信息的安全以及個人隱私的保護尤為重要。CAN總線經過十多年的廣泛應用，其安全性已經得到很好的檢驗，具有單一節點損壞不影響其它的節點的保護機制。反觀車載以太網，增加的交換機不僅帶來成本、整車重量的增加，該部件一旦異常還可能造成網絡癱瘓。

但車載以太網也有其長處，更高帶寬的特性將首先應用在外圍成像傳輸，如雷達、視頻等高速信號部分。經典 CAN 總線已不能滿足車載網絡日益提高的帶寬和數據速率靈活性的要求， CAN FD（CANwith Flexible Data rate） 應運而生。

CAN FD 是一種基于傳統 CAN 總線標準而構建的通信協議，與傳統 CAN 相比，在網絡安全性的前提下，數據傳輸率提高 5 倍，數據有效負荷增加 8 倍。從之前的 1Mbps 升級到了 5 Mbps 的最大數據傳輸速率，支持高達 64 字節的有效負荷。

在兼容性上，CAN FD 可以向下兼容 CAN，但 CAN 不能向上升級。此外，CAN FD 還改善了錯誤幀漏檢率，被視為是下一代主流汽車總線系統。

2020年，芯力特量產了國內首款CAN FD系列芯片SIT1042，它的推出進一步填補了國內CAN 芯片領域空白，也帶給國產CAN芯片一次飛越。據悉，目前已有多家知名企業在使用芯力特CAN FD產品。

從需求上來看，2019 年以前，市場對 CAN FD 的需求并不高。但 2019 年后，CAN FD 整體需求突然上升，主要原因是新能源汽車以及自動駕駛的爆發，產生的數據量都非常大，迫切需要從傳統 CAN升級到 CAN FD 來滿足數據傳輸。預計未來一段時間內，CAN總線仍是汽車基本總線的首選；長遠來看，CAN FD + 以太網各司其職，能夠更好地滿足智能汽車的需求。

結語

汽車電子產業鏈由三大部分組成：上游為汽車電子元器件設計公司（Tier2，如NXP、英飛凌)和晶圓制造/封測等后段廠商（Tier3，如臺積電、日月光），主要負責提供汽車電子的相關核心芯片及其他分立器件；中游則是汽車電子生產和制造商(Tier1，如博世和大陸），主要進行汽車電子模塊化功能的系統集成設計、生產及銷售；下游是傳統的整車廠（OEM，如特斯拉和大眾汽車）。

汽車廠商對芯片的需求遠不及消費電子動輒上億顆芯片的需求，在更新換代上，也是一顆料號用到十年以上，不像手機芯片一年一換。所以汽車OEM和Tier1廠商，大多通過Tier 2的零部件供應商完成產品供應。從整個汽車行業來看，目前除了特斯拉采取了自研芯片的方式外，大部分車企的芯片主要還是購買自國際老牌半導體廠商。

不過，面臨芯片短缺的問題，一些車企將目光投向了冉冉升起的國內車載芯片廠商。國信證券近日發布的一份研報顯示，目前汽車產業鏈的交付模式發生變化，芯片廠商作為Tier2供應商，先前更多是與 Tier1供應商合作，而當下更多的是直接與汽車OEM做生意。這主要是當前智能汽車對芯片的需求和算力要求更高，芯片廠商和汽車OEM都需要尋找整體解決方案生態合作伙伴。

近年來，貿易戰導致的芯片進口受到限制，國家大力支持國產芯片行業發展。國內的芯片設計公司也抓住這個機遇獲得了不少Design In，積累經驗的同時實現了產品迭代。

芯力特的車規產品設計流程

汽車芯片缺貨潮，也是一個能讓國產品牌出鏡率提升，打破國外芯片封鎖的機會。除了數月前發布了國內第一款的CAN FD收發器芯片外，芯力特目前已推出十余款CAN收發器芯片。可以預計的是，在未來智能汽車的時代，中國芯片品牌必將占有一席之地。
編輯：hfy