缺芯”潮下新能源汽车的自救之路

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两年多的汽车芯片供应链危机似乎还没看到尽头。

今年4月,饱受疫情之苦的汽车行业更是一片惨淡。根据中国信通院数据,2022年4月份,疫情对我国汽车行业的冲击影响在供给端和市场端同步显现,相较于汽车整体产销同比分别下降46.1%和47.6%。

然而,不同于传统燃油车,新能源汽车产销两端同比均取得40%以上的增长,4月市场渗透率达到25.3%。不过,尽管新能源汽车产销数据喜人,但新能源车企“一芯难求”的局面仍然没有得到根本性的改观。

为了应对芯片短缺的问题,理想汽车率先推出了“先交付、后补雷达”的方案;小鹏则直接“抄作业”,对选择提车后补装雷达的P5车主,免费赠送XPILOT(3.0/3.5)软件。而特斯拉在没有知会消费者的情况下,偷偷取消掉了Model 3和Model Y车型的前排乘客腰部支撑调节功能;保时捷Taycan Cross Turismo减配方向盘“电动转向柱”,引起了消费者的愤懑。至于原因,其实就是嫌芯片太贵了,更太缺了。

尽管各大行业分析机构都预测未来一年芯片供求关系将发生大转变,但对新一些新能源势力来说,在保证自身供应链的同时,还要在未来自动驾驶等技术创新上应对传统车企以及科技巨头的跨界竞争。在全球芯片荒大背景下,新能源汽车该如何“自救”呢?

新能源造车抗风险能力更弱

5月23日,小鹏汽车公布其2022年第一季度未经审计的财务数据。一季度,小鹏汽车营收74.5亿元,较2021年同期增长152.6%;一季度净亏损为17.1亿元,同比扩大约116.2%,环比增加32.1%。数据显示,尽管交付量已经坐稳“蔚小理”中的头把交椅,但小鹏汽车净亏损却在扩大。

至于为什么会出现亏损,总结起来就是“缺芯少电”。有分析认为,小鹏汽车毛利率相对较低,加上芯片价格的上涨,更摊薄了整体运营利润。

今年3月,有媒体甚至爆出,长城新能源热销车型欧拉黑猫,因为在2022年原材料上涨后,已出现价格倒挂的现象,即每卖出一台车亏损一万元左右。

为此,特斯拉、小鹏、荣威、比亚迪等不少新能源汽车厂商集体涨价,以应对电池原材料价格疯涨,以及芯片短缺的问题。而小鹏汽车CEO何小鹏也在财报电话会议上表示,芯片供应链的挑战要比想象的时间长。

据悉,从单辆车来看,新能源汽车的芯片使用量要比传统燃油车更多。数据显示,目前,单辆车的平均芯片价值为350美元(约合人民币2200元左右),而纯电动车的芯片价值可达770美元,高档电动车的芯片价值则可以超过1500美元(约合人民币9500元左右)。据说,这还是常规时期的芯片价格,叠加芯片短缺影响,车用芯片的价格水涨船高,更是一芯难求。据小鹏汽车最新统计,一台智能汽车的芯片绝对数量达到了5000颗。

同时,对于新能源汽车来说,电池安全是保障电动车健康运行的基础,而BMS系统(电池管理系统)发挥关键作用。大家都知道,汽车动力电池相比手机电池多采用模组电池、大量电芯串并联,对汽车BMS提出更高难度要求。BMS的SOC测算可准确计量电池电量,预防过度充放电,然而目前测算SOC需要BMS系统对电压电流、温度、放电倍率等精确并快速采集,对BMS芯片要求较高。目前国内技术仍无法实现,对国外BMS芯片依赖度非常高。

另外,新能源车企在芯片供应上,除了要跟丰田、通用、大众等传统汽车巨头争抢芯片产能之外,还要与苹果、Intel等消费电子企业竞争,毕竟消费电子芯片利润更丰厚。

可以想象,芯片短缺会对新能源车企带来多大的影响。

然而,除了芯片短缺之外,电池的核心原材料碳酸锂以及石墨等,价格都出现较大幅度的增长。而碳酸锂价格上涨,主要原因是与有色金属锂金属的短缺有关。由于近年来新能源汽车和储能市场大爆发,锂金属作为电池的核心金属,加剧了供需不平衡。据悉,从2020年底开始,碳酸锂的价格一路水涨船高,从5万元每吨上涨至50万元以上每吨,相当于翻了十倍,且价格仍呈上涨趋势。

由此可见,新能源汽车企业对零件供应商依赖程度较高,抗风险能力比一般传统车企要差,一旦供应链价格飙升,则会或停产减产,更会导致更大的波动。

芯片是出路?

进入5月,受疫情影响停产的特斯拉、上汽等整车企业及相关配套供应企业基本上已经复工复产。目前各个新能源车企都手握不少订单,等待产能恢复释放,整体将呈现向上的发展趋势,但仍然要考验各家的供应链的韧性。

何小鹏认为,如果没有疫情的影响,大部分新能源智能汽车厂商的产能仍然会受限于芯片。“很多时候产能问题受限于一些特别小且便宜的芯片,这些芯片供应在整个中国市场都非常不确定。通常当月能看到次月的产能就已经非常好了,很多时候甚至当周只能看到下一周的产能。”他表示,智能汽车中几颗主要的高端芯片目前供应相对稳定,但数量、种类繁多且价格偏低的功能性芯片成为整车产能的掣肘。

为了应对芯片短缺,目前很多新能源车企已经展开“自救之路”——自研芯片。不过,有专家认为,联合研发芯片尚可,自研自造芯片是“伪命题”。

正如何小鹏的观点,在此次汽车缺芯潮中,新能源汽车主要缺的就是MCU,虽然其整体技术含量相对低,价格相对便宜,但是对整车而言不可缺少。不过,尽管此类芯片技术难度不大,对于一些新能源车企来说,自造芯片仍然不是可取之道。

毫无疑问,汽车芯片是一个高投入、高壁垒的行业,需要资金、技术和人才的长期投入。因此,新能源车企自研这条路并不如想象的好走。

特斯拉可以说是第一个造芯的整车厂。从2013年马斯克有自研自动驾驶芯片的想法,到特斯拉采用Mobileye和Nvidia的自动驾驶系统IC,再到2019年特斯拉全自动驾驶芯片FSD正式以量产的形式发布,费时多年才得以实现。那么,在当前新能源汽车领域竞争愈演愈烈之时,新能源车企是否有足够的资金、时间以及成熟技术来支持自主造芯?更何况自造芯片的空窗期又会丢失多少市场?

尽管也有传闻蔚来、小鹏和零跑等造车新势力早已布局自主研发芯片,但主要是联合国内芯片企业共同开发芯片,特别是传统车企似乎更愿意选择与半导体厂商或芯片初创公司合作。

这里还要特别提一下比亚迪。据说,比亚迪于2002年就成立了IC(集成电路)设计部,“造芯”至今20年,也只是具备了部分芯片的自研自产能力,先进制程的芯片生产还没有攻克,同时还要面临材料、设备的制约。

因此,如果仅仅为解决芯片产能“卡脖子”的问题,那么新能源车企,特别是本来资金流就吃紧的新势力车企,联合一些国内芯片厂商研发芯片,则有可能更快拿到更多芯片,降低风险成本,缩短新车型发布周期,而且可进一步提升供应链的稳定性。而自主造芯则是需要谨慎考量的。

同时,我们站在芯片自主化的高度,联合研发汽车芯片将有助于做大做强中国汽车工业,更具战略层面的意义。目前,在产业链全面缺芯和国产电动汽车厂商需求驱动下,一部分国产芯片首次进入了新能源车企的供应链。而在大功率IGBT、高算力智能处理芯片等领域,比亚迪、地平线等企业的产品开始崭露头角,甚至与国际同类产品竞争而不落下风。

自动驾驶的硬件竞赛

尽管联合研发芯片似乎更适合当前新能源车企,但除了解决全球芯片短缺危机,自动驾驶新的发展机遇正在萌芽破土中。对于一些车企而言,自主造芯也可能是一个更好的选择,尽管这条路并不好走。

如果说从内燃机到电池和电机的转换,是降低汽车行业技术门槛、提供更多入场券的话,那么自动驾驶将是一场汽车行业的深度变革。不同于传统燃油车,在“软件定义汽车”的时代里,除了口碑和品牌认可度,未来智能驾驶、智能座舱等方面的实力,将成为消费者考虑的重要因素。

很多人相信,新能源汽车下一个技术风口一定是自动驾驶,而其能力高低会是未来决胜的关键。

自动驾驶是人工智能实现场景落地的重要方向。人工智能的主要细分技术,包括机器视觉、深度学习、增强学习、传感器技术等,均在自动驾驶领域发挥着重要的作用。自动驾驶发展的瓶颈主要在于这些人工智能底层技术上能否实现突破。

目前,科技企业、造车新势力纷纷加入智能化汽车的竞争。除了谷歌、百度等软件科技企业外,偏硬件的企业如华为、苹果、小米、英伟达等巨头也纷纷加入自动驾驶汽车领域的研究,还有特斯拉、蔚来、小鹏以及众多传统车企也纷纷开展自动驾驶的研究,整个市场呈现快速发展的势头。

在自动驾驶方面,我们可以重点关注一下华为和特斯拉。尽管华为对外宣称不造车,但通过与一些车企的合作,嵌入自动驾驶技术,实现另一种形式的造车。4月,华为和北汽合作的极狐阿尔法S汽车正式发布,北汽负责进行整车生产销售,而华为提供自动驾驶等智能汽车方案。据称,这款车能够在市区做到1000公里无干预自动驾驶。

而相对其他整车厂采用英伟达解决方案,特斯拉选择自主研发FSD芯片,从2016年启动自研芯片项目,2019年以量产方式发布FSD芯片。特斯拉FSD芯片是一款专门为自动驾驶功能设计的产品,其架构比较特殊,不但有传统的CPU和GPU部分,还加入了特别定制的NNA、ISP等部分,共同组成了一个庞大的SoC芯片。在计算方面,FSD芯片中包含了三个能够提供计算性能的模块,分别是CPU、GPU和NPU。

当前,越来越多车企开启了自动驾驶的硬件竞赛。然而,尽管芯片的算力越来越高、激光雷达数量越来越多,但并不代表车企就一定能够提供一套好的自动驾驶系统。在通用性硬件和开发平台的基础上,软件和硬件的协同、软件对于硬件的调用效率很难达到最高。部分观点认为,如手机领域,苹果自研IOS系统和芯片,其系统流畅性、设备功耗等核心指标依旧优于安卓和高通的通用平台。自动驾驶本质是一个软硬件结合的问题,而在智能座舱领域,同时自研芯片和软件能够做到比通用平台更好适配。因此,在自动驾驶硬件竞争特别是芯片上,新能源汽车自主研发芯片,或许可以构建“无可比拟”的优势。

在自动驾驶“硬件竞赛”中,除了感知设备,还有摄像头、超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达等载体,还需基于合理的感知硬件方案,以海量数据驱动、AI算法加持,将考验入局者的综合实力。在这场“硬件竞赛”中,无论是造车新势力,还是传统车企,都在加速迭代、成长。

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