過去，汽車只是出行工具，主要目的是把乘客從一個地方運送到另一個地方。汽車的關(guān)鍵部件也主要是發(fā)動機和變速箱等機械部分，汽車電子只占一小部分。這些汽車電子單元在車身中分布式放置，遍布車身各處，由不同的供應(yīng)商分別提供。同時，對應(yīng)的汽車電子供應(yīng)鏈也隸屬于整體的汽車供應(yīng)鏈并與之了類似，均為分層結(jié)構(gòu)，即從整車廠，到一級供應(yīng)商，再到二級供應(yīng)商乃至多級供應(yīng)商層層劃分，壁壘森嚴(yán)。半導(dǎo)體原廠在其中負(fù)責(zé)提供電子芯片，一般屬于二級或者三級供應(yīng)商。傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中，整車廠主要負(fù)責(zé)整合和管理一級供應(yīng)商，與半導(dǎo)體原廠很少直接接觸，即使有，也只是淺嘗輒止的合作。
在這樣的傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中，面對整車廠在系統(tǒng)層面的需求，一級供應(yīng)商將其細(xì)化為芯片層面的需求，尋找適合的半導(dǎo)體原廠。半導(dǎo)體原廠再選擇是用已有芯片產(chǎn)品，還是修改現(xiàn)有產(chǎn)品，亦或開發(fā)新產(chǎn)品來滿足要求。之后半導(dǎo)體原廠用自有晶圓廠或者委托給代工廠生產(chǎn)滿足要求的芯片。隨后一級供應(yīng)商將芯片整合到汽車內(nèi)各個子系統(tǒng)中，如助力轉(zhuǎn)向和空調(diào)等，再供應(yīng)給整車廠集成裝車。
來源：麥肯錫咨詢，有修改
但是，隨著社會和科技的發(fā)展，汽車不再只是代步工具，而是有了更多的要求，例如環(huán)保，第三空間等。如之前的一篇文章《自動駕駛來了嗎？從電動汽車歷史推演自動駕駛前景》中所討論的，電動化和智能化在近幾年確定為汽車的未來發(fā)展趨勢。汽車的關(guān)鍵部件逐漸變成了電動汽車中的電控與電池，以及智能汽車中的AI芯片和高等級傳感器。這意味著汽車電子和汽車芯片所占的份額越來越大，傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈已經(jīng)越來越不能滿足對汽車電子和汽車芯片的需求。因此，汽車電子供應(yīng)鏈也就跳出傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈的藩籬，開始探索新的模式。
首先出現(xiàn)的是一級供應(yīng)商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈模式，即芯片定義和設(shè)計都是由一級供應(yīng)商完成，再交由代工廠生產(chǎn)，后續(xù)步驟與傳統(tǒng)供應(yīng)鏈相同。例如，整車廠采用博世Bosch的電控系統(tǒng)時，其核心的功率模塊（IGBT或碳化硅）為博世的自有產(chǎn)品，由博世自行定義和設(shè)計。隨后博世將其集成到電控系統(tǒng)中，再銷售給整車廠使用。
此外，汽車電子供應(yīng)鏈也采用第三種初級垂直整合和直接購買的模式來應(yīng)對電動化的浪潮——整車廠跳過一級供應(yīng)商，與半導(dǎo)體原廠直接合作，共同定義和開發(fā)適合的汽車芯片產(chǎn)品。比如特斯拉在設(shè)計第一款車型Roadster時，與當(dāng)時知名的半導(dǎo)體原廠國際整流器公司（InternationalRectifier）合作開發(fā)了業(yè)內(nèi)第一款車規(guī)級大電流IGBT單管AUIRGPS4067。在開發(fā)后續(xù)車型Model3時，又向意法半導(dǎo)體STM和英飛凌Infineon定制了特別設(shè)計的TPAKIGBT和TPAKSiC模塊，并委托這些半導(dǎo)體原廠生產(chǎn)，再將它們應(yīng)用在特斯拉自己研發(fā)的電動動力總成中，而不是從傳統(tǒng)的一級供應(yīng)商那里購買電控單元的制成品。根據(jù)麥肯錫的調(diào)查，有68%的汽車行業(yè)和半導(dǎo)體行業(yè)受訪者認(rèn)為初級垂直整合的供應(yīng)鏈將更受整車廠的歡迎。
當(dāng)然，也有比亞迪汽車這樣少數(shù)采用第四種即完全垂直整合的汽車電子供應(yīng)鏈的整車廠。還是以功率模塊為例，比亞迪從設(shè)計、生產(chǎn)和使用均有自己親力親為（當(dāng)然比亞迪半導(dǎo)體拆分后，回到了第三種模式）。
來源：01芯聞
而近幾年智能化的方興未艾給汽車增添了新的工作，包括感應(yīng)、感知與定位，預(yù)測與規(guī)劃。這些工作由核心的人工智能AI、傳感器陣列（圖像傳感器、超聲雷達(dá)和激光雷達(dá)）、以及用于傳感器融合、高清地圖定位的通信模組和計算單元實現(xiàn)。值得注意的是，這些大多屬于計算與通信（CCE），與以往的機械電子（MEE）不同。這意味智能汽車較以往的非智能汽車有了本質(zhì)的變化——非智能汽車中司機是絕對的主角，通過人類的感官和大腦，負(fù)責(zé)全部的感知與規(guī)劃，汽車只根據(jù)司機的操控來實現(xiàn)車輛的運行。但是智能汽車為人類的感知與思考查漏補缺，甚至可能在未來取而代之，直接實現(xiàn)汽車的自動駕駛。
這些新增部分不再是傳統(tǒng)一級供應(yīng)商的強項，甚至可以說他們已不在舞臺的中央，取而代之的是一些初創(chuàng)企業(yè)，3C領(lǐng)域的頭部企業(yè)，以及之前在供應(yīng)鏈中作為幕后英雄的半導(dǎo)體原廠。主要原因是汽車智能化的興起使得所有廠商又重新回到起跑線，老牌一級供應(yīng)商失去了先發(fā)優(yōu)勢，反而是那些強于計算與通信的廠商獲得領(lǐng)先。例如，目前自動駕駛和輔助駕駛系統(tǒng)大多采用英偉達(dá)平臺和英特爾Mobileye平臺，而智能座艙中高通和地平線的芯片得到廣泛應(yīng)用。
因此智能化時代的汽車電子供應(yīng)鏈中后三種模式更為普遍，既有維寧爾Veoneer和華為等新興一級供應(yīng)商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈，亦有造車新勢力和傳統(tǒng)車廠的新興品牌直接與半導(dǎo)體原廠合作，采用其芯片和方案開發(fā)高級別的輔助駕駛系統(tǒng)（如蔚來ET7采用英偉達(dá)DRIVEOrin系統(tǒng)級芯片），還有特斯拉這樣完全整合供應(yīng)鏈，自己開發(fā)設(shè)計FSD芯片的整車廠。
圖片來源：Gartner
自動駕駛作為智能化的高級階段，目前還處于技術(shù)成熟度曲線（HypeCycle）的泡沫破裂谷底期向穩(wěn)步爬升復(fù)蘇期的發(fā)展階段，所以供應(yīng)鏈體系還在激烈變動中。很多整車廠看似采用一級供應(yīng)商主導(dǎo)模式，主要依靠一些新興的供應(yīng)商如圖森未來和文遠(yuǎn)知行等初創(chuàng)企業(yè)來為其提供自動駕駛方案（之前的文章《國內(nèi)自動駕駛乘用車合作情況：不完全整理》介紹了目前國內(nèi)整車廠與一級供應(yīng)商在自動駕駛方面的合作）。實則采用了初級垂直整合的模式，很早就介入這些初創(chuàng)企業(yè)的發(fā)展中，在其早期階段用大規(guī)模投資和深度合作的方式將其拉入自己的陣營，甚至直接收入囊中。最近的例子就有通用汽車3億美元入股Momenta，以及4月份豐田汽車5.5億美元收購Lyft自動駕駛部門Level5。毫不意外，隨著自動駕駛技術(shù)越來越成熟，邁入復(fù)蘇期和成熟期，會有更多的整車廠采用初級垂直整合甚至完全垂直整合的模式，在汽車電子方面建立技術(shù)和供應(yīng)壁壘。
汽車電動化和智能化發(fā)展趨勢帶來了汽車電子供應(yīng)鏈的變動，也帶來了挑戰(zhàn)。例如去年開始的汽車芯片短缺，就是整車廠還在用傳統(tǒng)的準(zhǔn)時化（JustinTime）供應(yīng)鏈管理原則來應(yīng)對已經(jīng)發(fā)生變化的汽車電子供應(yīng)鏈。整車廠對需求的預(yù)測不足和對零庫存的要求疊加在一起產(chǎn)生牛鞭效應(yīng)（BullWhipEffect），在汽車電子供應(yīng)鏈上層層放大導(dǎo)致了汽車芯片供需的嚴(yán)重不匹配。
有鑒于此，整車廠，一級供應(yīng)商和半導(dǎo)體企業(yè)又該怎么做呢？首先，三者需要打通壁壘，在研發(fā)和生產(chǎn)等諸多方面都建立起更牢固的合作關(guān)系。安森美半導(dǎo)體CEOHassanEl-Khoury表示，過去整車廠采用準(zhǔn)時化管理模式，要求半導(dǎo)體原廠被動的配合——原廠花幾年時間，數(shù)十億美元建立芯片產(chǎn)能，可能在芯片生產(chǎn)前30天時間被取消訂單。未來汽車電子供應(yīng)鏈中的相關(guān)各方都需要吸取教訓(xùn)，找到新的合作方式。目前，看到部分整車廠已經(jīng)行動起來，同一些半導(dǎo)體企業(yè)簽訂長期供應(yīng)協(xié)議LTSA，保證汽車芯片供應(yīng)并用技術(shù)合作綁定這些半導(dǎo)體原廠。
其次，需要盡快招募跨行業(yè)的復(fù)合型人才。整車廠和一級供應(yīng)商中需要有對芯片有深入了解的人才，半導(dǎo)體企業(yè)中也要有既能說汽車行業(yè)語言又懂芯片的人才。并且為了人盡其才，必須給予招募的人才以清晰的目標(biāo)，放入獨立的組織中充分放權(quán)讓其施為，不能因為企業(yè)內(nèi)部盤根錯節(jié)的關(guān)系和博弈導(dǎo)致喪失進(jìn)取的能力。大眾汽車成立獨立的car.software部門并在隨后不斷重組優(yōu)化組織架構(gòu)就是吸收了之前經(jīng)驗教訓(xùn)。
但是，相信一些整車廠仍然會繼續(xù)采用機會主義的方式對待汽車電子供應(yīng)鏈，雖然這在短期能獲得了更多的利益，但是當(dāng)未來建立起一個又一個跨行業(yè)的汽車電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟時，留給這些單打獨斗者的時間已經(jīng)不多了。
參考文章
《Automotivesemiconductorsfortheautonomousage》，McKinsey&Company，Aug/2021
《HypeCycleforAutomotiveTechnologies,2020》，Gartner，Jul/2020
《Stresstest:CanHassaneEl-KhouryrefashionnotjustOnSemibuttheautomotiveindustry》，TheTechnologyLetter,May/2021
