电动车最怕缺什么芯片，TA也会被老外“卡脖子”吗？

电动车控制器芯片起什么作用~

　　电动车控制器芯片是对电动机的控制作用，其中有启动，档位，欠压过压保护等；
　　控制器（英文名称：controller）是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

仔细查看电路板上面的各个元件，看这些元件的外表是否被烧糊或有电解液溢出，闻-闻有无异味；再测量电源输入端的电阻值看局部短路现象；然后再测量电源滤波电容是否能进行正常充放电、开关功率管是否击穿损坏、UC3842及周围元件是否击穿，烧坏等，若元器件有损坏更换即可，无直流电压输出，但保险丝丝完好：先应判断一下充电器的变控芯片UC3842是否处在王作状态或已经损坏。若这几只脚都未击穿，而充电器还是不能正常启动，也说明UC3842已损坏，应直接更换。

“很遗憾，在半导体制造方面，华为只是做了芯片的设计，没搞芯片的制造。”三个月前，在中国信息化百人会2020年峰会上，华为消费者业务CEO余承东表示，由于美国的制裁，华为麒麟高端芯片在9月15日之后无法制造。

这个爆炸性的消息在短时间内就攻占了各大媒体平台的头条，甚至在很长一段时间内，手机芯片相关的新闻、科普内容都成了大家关注的焦点。

在认清现实后，国内消费者才发现经过这些年的快速发展，虽然国内手机自主品牌在许多领域都取得了令人瞩目的成绩，但是在高精尖的芯片制造领域，依旧被国外企业紧紧地“卡脖子”。

华为芯片的断供，也让我们开始担心——“手机芯片都断供了，汽车还会远吗？”

果不其然！在距离结束“黑暗”的2020年仅剩最后一个月之际，全球芯片领域再度遭遇短缺潮，无情的事实就像一只铁手，钳住了汽车行业的喉咙。

月初，一条关于南北大众汽车停产的消息在网上迅速发酵，引起外界的广泛关注。消息称，由于受到芯片供应不足的影响，上汽大众从12月4日开始停产，一汽-大众也从本月初进入停产状态。

这次芯片短缺的原因并不像华为那样掺杂了复杂的因素，更多的是供需关系和车企对市场的判断出现了偏差的问题。

芯片行业采购周期偏长，一般来说要提早半年到一年开始向芯片生产企业订货，年初国内受疫情冲击，车企停产，各家车企在那时候普遍对市场失去信心，纷纷减少芯片订单。但后面随着疫情逐渐受到控制，市场回暖的速度超出了大家的预期，产能需要迅速拉满，这个时候却发现芯片库存告急。

虽然说，年中的时候不少车企试图向国外芯片厂商增加订单，但是那个时候正是国外疫情失控的时间节点，多家海外芯片公司工厂停产减产，导致全球芯片供应量大幅减少。所以国内汽车销量暴增，国外芯片不足，自然就出现“僧多粥少”的现象。

虽然说华为的遭遇只是个案，但是汽车产业的“缺芯”风波，再次暴露出了国内企业在芯片领域的短板。基于此，我们不得不思考一个问题：传统燃油车都会受到芯片短缺的影响，那么更像电子产品的智能电动车，理论上需要的芯片数目和种类会更多。

所以在电动车上，有哪些芯片是存在“爆雷”风险的呢？

MCU：比传统燃油车用的更多，缺芯风险最高

MCU是在一块芯片上集成CPU、内存、计数器、A/D等多种模块的微处理器（相当于一个微型计算机），可为不同应用场景实施不同控制，起到类似于人类大脑的控制作用。在汽车上，MCU既可用于车载信息娱乐产品，也可用于雨刷、车窗、电动座椅等车身控制领域。

举个例子来说，控制发动机运行的ECU（电子控制单元，其核心部件为MCU）上有众多输入输出电路，它和其它电子控制单元一起协同工作，随时接受各种数据并做出指令。

最简单的就是当我们踩下油门踏板时，ECU接收到信号后就会控制发动机喷油量和点火时间，让车辆根据驾驶员意图运行。

根据媒体的报道，这次南北大众出现停产，主要是因为大陆的ESC和发动机ECU两个系统中缺乏芯片供应而断供造成的。

根据市场研究公司iSuppli的报告显示，在一辆车装备的所有半导体器件中，MCU大概占三成。捷豹路虎的工程师Tomar曾在公开演说中提到，捷豹路虎的燃油车通常配备超过70个ECU。

而电动车更加智能化和网联化，数量众多的摄像头、雷达等传感器，在感知、决策和执行机构的运行层面都需要芯片的支持，一台智能电动车所需要的MCU超过300颗（一台更比四台强）。

也就是说，如果未来国内汽车行业，车用芯片自研率依旧只有5%，绝大部分还是靠进口的话，MCU功能芯片的短缺将严重影响新能源汽车的“弯道超车”。

IGBT：新能源汽车的“最强大脑”，价格已经涨了好几次

IGBT学名叫绝缘栅双极型晶体管，它是由绝缘栅双极型晶体管芯片（IGBT）与续流二极管芯片（FWD)，通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。

IGBT可以说是汽车电控的核心，堪称是新能源车的“最强大脑”。一般情况下，一辆纯电动汽车需要数百个IGBT模块，其成本占整个电控部分成本的近50%，同时占整车成本的5-10%。

IGBT在电动车的作用是将交流电和直流电进行转换，同时IGBT还承担电压的高低转换的功能。

举个例子来说，电动车在充电时，充电桩输出的是交流电，这时就需要通过IGBT把交流电转变成直流电，同时要把220V电压转换成适当的电压值才能给电池组充电。

正常行驶的时候，电池中的直流电需要通过IGBT转变成交流电机才可以让电机工作起来。IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度，直白点说就是影响电动车的性能表现。

除此之外，IGBT在充电桩电源模块上还扮演了必不可少的角色，它约占充电桩 20% 的成本。

未来新能源汽车的普及也必将推动充电桩需求的提升，且随着应用场景的优化，快充将成必然需求，带动充电桩数量和功率的提升，IGBT的市场空间将进一步扩大。

遗憾的是，电动车和充电桩上这么关键的一个东西，在国内除了比亚迪（设计和量产）和其他拥有芯片设计能力的小型企业外，绝大部分基本上时被国外企业所垄断。

三菱电机生产的IGBT已经成为业内默认的标准，同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。除了日系厂家，英飞凌也包揽了几乎所有电动车的IGBT芯片。

那么IGBT是不是和MCU芯片一样已经开始断供了呢？

目前，蔚来、小鹏和理想汽车等多家新能源车企表示生产暂时没有受到芯片（MCU、IGBT）短缺的影响，并且已经提前做好准备。

新能源汽车车企为什么没有受到这次“缺芯”风波的影响原因其实很明显：和燃油车比起来，新能源汽车的大盘还是太小，各家车企对市场的判断比较客观，芯片相关的订单恰到好处。虽然说，IGBT芯片还没有出现断供，但是它的价格已经涨了好几轮。

实际上，早在2019年第二季度开始，晶圆（可以看做芯片原料）供应不足的问题就已经出现。然而今年受疫情停工等因素影响，晶圆供应不足的问题日趋严重，尤其是汽车用的8英寸晶圆的供应早已经严重紧张，交货时间早就被延长至了3-4个月。

其中，一直被英飞凌、三菱、富士电机等少数供应商所垄断的IGBT，缺货涨价更是持续了较长时间，业内甚至一度传出IGBT供货周期延长至52周（此前正常的供货周期是7-8周），价格甚至有的已经翻了一倍。

从这个趋势可以看出，除非比亚迪这样的“实干”造芯企业越来越多，不然未来新能源汽车数量不断攀升后，IGBT芯片同样会出现缺芯“爆雷”的情况。

自动驾驶芯片：不会短缺，但是依旧限制于人

在大多数消费者来看，自动驾驶和电动车相辅相成，缺一不可。

但是他们不知道，在自动驾驶领域，如果说车载摄像头、毫米波雷达以及激光雷达是人的眼睛、手、嗅觉等感官部位，那自动驾驶芯片就可以比作是人的大脑，负责处理各类复杂计算。

不管是L2、L3还是L4级自动驾驶功能，都需要通过自动驾驶芯片，才能在短暂的数秒内把数以百G的信息通过传感器进行接收和处理，最终让车辆做出正确的动作。

并且长远来看，自动驾驶、车机系统的芯片将逐渐成为汽车的核心芯片，在中央计算架构的趋势下，一两颗主芯片完全可以把现在分布式电子电气架构上的所有MCU和计算芯片所取代。

由此可见，未来在电动车上，自动驾驶芯片的作用和价值将更加的大。但是遗憾的是，目前，高端自动驾驶芯片市场依旧是欧美企业的天下，包括英伟达、Intel、高通、德州仪器、Mobileye等企业。

比如，蔚来ES8、ES6、理想ONE车型搭载了Mobileye的Q4自动驾驶芯片，小鹏汽车装配的是英伟达 Xavier芯片，零跑汽车采购了德州仪器的产品。

相比于MCU、IGBT的情况，自动驾驶芯片在国内的“活路”要多一些，比较知名的芯片企业有华为海思(昇腾)、联发科、地平线和黑芝麻智能等。其中，黑芝麻的芯片在算力上已经相当接近特斯拉的FDS，并且功耗减少了一半多。

但是又有几家车企选择装机了呢？虽然说，长安UNI-T的自动驾驶芯片就来自于地平线征程二代。但是，征程二代芯片依旧是由台积电代工，如果老外想断供也还是分分钟的事。

总而言之，即便国内芯片企业在研发设计上有所突破，但芯片制造之路依旧特别艰难。

南北大众的芯片短缺停产消息，让“芯片短缺”情况再次进入公众的视野，虽然说这件事与华为芯片断供存在明显区别，但是也暴露出当前国内自主芯片研发不足的严重问题。汽车大国和汽车强国，看上去就一字之差，但从各类芯片绝大部分都需要进口来看，就知道这背后的技术差距并非一朝一夕。

随着电动化和智能化大潮的兴起，未来国内新能源汽车市场对芯片尤其是高端芯片的需求只会越来越大。中国车企要想不被别人卡脖子，就必须要自主掌握芯片的研发、设计和生产的能力。这样才成真正意义上做到“弯道超车”。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

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