最近的芯片行業(yè)總能搞出一些“大新聞”。進入2月，美國和歐盟先后公布了數(shù)額巨大的芯片資助計劃；2月4日，拜登政府提出撥款520億美元資助發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)、450億美元加強高科技產(chǎn)品供應鏈的《2022年美國競爭法案》，主要用于加強芯片研發(fā)以及解決多行業(yè)芯片短缺等問題。歐洲幾乎同步，2月8日，歐盟委員會通過《歐洲芯片法案》（The European Chips Act），旨在加強歐盟半導體生態(tài)系統(tǒng)，確保芯片供應鏈彈性和減少國際依賴，其目標是到2030年歐洲生產(chǎn)的芯片將在全球市場上占到20%。

在國內(nèi)，則掀起了各行各業(yè)爭相造芯片的熱潮，包括傳統(tǒng)家電行業(yè)。近日，家電行業(yè)知名公司紛紛宣布其家電芯片實現(xiàn)量產(chǎn)，這些廠商曾經(jīng)低調(diào)的布局開始浮出水面。

今年1月10日，美的集團回答投資者提問時表示，其研發(fā)的芯片已于2021年開始量產(chǎn)，目前投產(chǎn)的主要為MCU控制芯片，去年產(chǎn)量約為1000萬顆。上海美仁總經(jīng)理劉凱后續(xù)表示，預計2022年美的芯片量產(chǎn)將達到8000萬顆，除了MCU控制芯片外，美的未來還將進一步涉及功率芯片、電源芯片、IoT芯片等家電領域芯片，更引起關注的是，美的正在布局汽車芯片。

來源：深交所“互動易”平臺

緊接著1月11日，海信宣布正式發(fā)布中國首顆全自研8K AI畫質(zhì)芯片，在CES2022上，海信推出搭載自研8K畫質(zhì)芯片的MiniLED電視85U9H。然后1月12日，格力宣布，目前公司用量較大的微控制器芯片與功率器件芯片皆已自主開發(fā)使用，其中EM32系列通用型工控類32位MCU，年產(chǎn)量數(shù)千萬顆，滿足格力空調(diào)等電器設備等核心零部件的芯片需求。不久前，康佳芯云存儲芯片舉行了成功生產(chǎn)100K的揭幕儀式，另外TCL、海爾、創(chuàng)維等家電廠商也均有造芯計劃。

海信AI 8K 畫質(zhì)芯片的 感知處理能力，來源：海信

為什么MCU對于美的們?nèi)绱酥匾?/span>

在講述家電芯片之前，先讓我們認識一下MCU。MCU的全稱是微處理器（Microcontroller Unit），我們知道電腦的核心是中央處理器CPU，為了能用在更多的設備上，像冰箱、洗衣機、遙控器，不需要它們都具備完整的PC電腦功能，就將CPU的頻率與規(guī)格做適當縮減，并將內(nèi)存、計數(shù)器、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上，即MCU，形成芯片級計算機，從而實現(xiàn)終端控制的功能，也就是我們經(jīng)常所說的單片機。

MCU產(chǎn)業(yè)鏈上游可分為原材料供應商、設備供應商和晶圓代工廠商，原材料主要為硅片、光刻膠、CMP拋光液等，設備供應商主要是光刻機，以及檢測清洗設備廠商，代工廠商主要包括我們耳熟能詳?shù)呐_積電、格羅方德、聯(lián)電、中芯國際、華虹半導體等。

中游是我們通常所說的MCU廠商，又分為IDM與Fabless廠商。IDM廠商是集設計、制造、封裝測試到銷售自有品牌IC都一手包辦的半導體垂直整合型公司，大廠包括意法半導體、瑞薩電子、德州儀器、微芯、英飛凌等，國外個別廠商如恩智浦以及大部分中國大陸廠商則采用Fabless模式，只負責芯片的電路設計與銷售，將生產(chǎn)、測試、封裝等環(huán)節(jié)外包給專門的晶圓代工廠。

下游即是我們?nèi)粘Ｋ姷慕K端應用。通用型MCU是不針對特定應用，如STM32 系列，既可用于先進的智能神經(jīng)網(wǎng)絡處理、語音音頻識別、無線互連等高級場景，也可用于圖像用戶接口、電機控制、安全芯片以及 USB Type-C 快充等常見生活場景；專用型 MCU則重在滿足特定場景提出的專有需求，像通過MCU內(nèi)集成WiFi、藍牙模塊滿足無線通信需求，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于場景化的應用更為豐富。

Holtek TWS耳機收納盒方案，來源：盛群半導體網(wǎng)站

MCU的應用又可以按行業(yè)分，主要應用于汽車電子、工控/醫(yī)療、計算機和消費電子等四大領域。其中消費電子又可以分為家電、手機、可穿戴設備等子品類。

一般家電芯片包括MCU主控芯片、電源管理芯片、通信芯片、功率芯片、驅(qū)動芯片和圖像處理芯片。眾所周知，黑色家電芯片與顯示技術密切相關，而白色家電在大多數(shù)人看來，似乎與芯片沒有太大關系。實際上，白色家電芯片由來已久，例如生活中常見的上下兩門的冰箱，冷藏室和冷凍室，MCU可以用來控制兩個儲物空間預先設定的溫度，另外IPM模塊也是變頻產(chǎn)品最核心的部件之一。值得注意的是，家電芯片長期以來依賴進口，國產(chǎn)化率僅有10%。

國產(chǎn)化替代并非發(fā)展家電芯片的唯一原因，而是讓國產(chǎn)家電借助先進芯片全面跟上科技發(fā)展的腳步，拿到智能家居的入場券。如今的智能化競爭核心是32 位MCU，控制系統(tǒng)助力設備聯(lián)網(wǎng)及高階功能，比如可以讓冰箱實現(xiàn)速凍、保鮮等特殊功能，提升其溫度調(diào)節(jié)、Wi-Fi 連接、智能顯示等方面的人機交互水平，這些都變得越來越重要。

如今MCU無論在大家電還是小家電競爭中都起到核心作用 。MCU在大家電中起著系統(tǒng)、馬達、顯示、逆變控制等作用。如空調(diào)內(nèi)機中MCU處理遙控器和溫度數(shù)據(jù)，并控制空調(diào)內(nèi)機中風力風速相關的馬達以及內(nèi)機上的顯示界面，還有就是控制信號傳遞給空調(diào)外機。MCU亦結(jié)合小家電多樣的功能需求，控制其不同的工作單元，如加熱時間及溫度。隨著智能化的發(fā)展，將會有更多創(chuàng)造性的功能出現(xiàn)在小家電上，持續(xù)帶動MCU使用量的提升。

也正是由于這些改進，促進了MCU不斷升級換代。在智能化趨勢下，如下圖所示，MCU芯片硬件模塊配置將逐步升級，包括工藝節(jié)點、內(nèi)核位數(shù)和主頻、存儲器容量、支援通信協(xié)議等，達到更高的參數(shù)水平；軟件方面升級方向主要是運算數(shù)據(jù)量的增加，在此基礎上對人工智能算法、多任務實時操作系統(tǒng)RTOS、先進人機交互界面的改進需求將會越來越廣泛。

MCU芯片架構和家電需求主要功能 來源：華西證券

智能家電MCU硬件升級趨勢（右），來源：華西證券

一旦先進芯片在家電行業(yè)變得不可或缺，缺芯對家電行業(yè)就會造成很大的影響。受到疫情的影響，我們看到，從2020年下半年開始，芯片短缺潮在全球范圍內(nèi)愈演愈烈，也蔓延到了家電行業(yè)，有些小家電企業(yè)生產(chǎn)一度陷入停滯狀態(tài)，商場里的終端零售價格也應聲上漲。

盡管家電行業(yè)早就在自我“造芯”，卻是由于家電“缺芯”才引起了社會對家電企業(yè)自建產(chǎn)能的關注，有關業(yè)內(nèi)人士表示，家電的控制芯片對技術要求沒有像汽車、工控芯片那么高，部分家電產(chǎn)品的芯片是可以自主生產(chǎn)的。

與海爾、海信、格力等競爭對手相比，美的進入芯片領域的時間比較晚。2000年海爾就成立了“上海海爾集成電路有限公司”，后更名為東潤載波，美的集團直到2018年12月才正式進入芯片領域，成立上海美仁半導體有限公司，聚焦在MCU芯片。

2019年，美的空調(diào)曾宣布其在IPM模塊上實現(xiàn)自主可控，年產(chǎn)值達1億元左右，雖然IPM在變頻空調(diào)上起到關鍵作用，但此時還不是MCU。而此次美的宣布“造芯”成功，我們看到，這1000萬顆芯片已經(jīng)是MCU控制芯片，如果美的今年能按預期實現(xiàn)8000萬顆產(chǎn)量，將具有里程碑意義。

從家電芯片延伸到汽車芯片是一步好棋嗎？

真正引起業(yè)內(nèi)關注的，恐怕是美的此次宣布把“造芯”的其中一個目標瞄準在了汽車上。據(jù)多家媒體報道，美的投產(chǎn)的1000萬顆MCU控制芯片除了滿足自用外，多達千顆芯片的目標應用場景可能在于新能源汽車。另據(jù)了解，美的集團的“汽車芯片”計劃在2024年實現(xiàn)量產(chǎn)，并首先應用于新能源汽車水泵的主控芯片。

美的計劃量產(chǎn)的汽車芯片亦與其在新能源汽車部件領域的發(fā)展戰(zhàn)略相契合。美的威靈汽車部件公司總經(jīng)理陳金濤表示，美的正在布局新能源汽車部件領域：一是電驅(qū)系統(tǒng)，已有產(chǎn)品量產(chǎn)；二是新能源汽車的熱管理系統(tǒng)，以汽車空調(diào)壓縮機為龍頭產(chǎn)品，解決冬天續(xù)航里程的問題；三是智能駕駛相關業(yè)務，主要做控制部分。

美的與汽車的淵源最早可以追溯到1976年其前身順德縣北滘公社汽車配件廠，當時就生產(chǎn)掛車剎車閥，兼營汽車橡膠配件。懷揣著汽車夢，美的在2003年第一次殺入造車領域，但以失敗告終，十年之后，美的集團成立威靈汽車零部件公司，將戰(zhàn)略方向從整車轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚵悴考圃臁?/span>

截至2022年初，美的旗下汽車零部件產(chǎn)品線銷售規(guī)模已達到千萬元量級。近日，美的集團新能源汽車零部件戰(zhàn)略新基地在安慶正式簽約，該項目投資額達到110億元，項目建成后可形成6000萬套產(chǎn)能，實現(xiàn)年產(chǎn)值400億元。美的集團表示，未來十年，美的將投入10億美元用于技術攻關，致力成為新能源汽車系統(tǒng)級解決方案供應商。

美的五大事業(yè)群之一“美的機電”正式更名為“美的工業(yè)技術”, 進軍汽車產(chǎn)業(yè)，來源：美的

美的制造汽車芯片的計劃恰逢全球芯片荒的大背景下，比較有意思的是，美的與韓國現(xiàn)代集團的戰(zhàn)略不謀而合，后者擬采購家電IC控制器替代一部分汽車芯片，以緩解芯片荒導致的汽車停產(chǎn)等問題。

據(jù)TheElec報道，由于家電控制芯片比汽車芯片更容易獲得，有些汽車設備，像用于控制前后燈的芯片不必遵循更嚴格的標準，所以這家集團一直在測試，確定是否可以使用家電的通用控制器來替代目前使用的汽車芯片。不只是現(xiàn)代一家，豐田和日產(chǎn)等日系車廠也有類似的考量。

如今汽車芯片在全球都嚴重短缺，連主流車廠都紛紛減產(chǎn)、減配，間接導致汽車銷量大幅下降。如今年2月8日起福特因為芯片短缺關停其在美國、加拿大、墨西哥三地工廠的8條生產(chǎn)線，斯巴魯日本宣布其三家工廠因芯片短缺分別于2月18日、2月21日兩個工作日停產(chǎn)。根據(jù)AutoForecast Solutions的預測數(shù)據(jù)，受芯片荒影響，2021年全球汽車市場累計減產(chǎn)量或達到1132.4萬輛，導致全球汽車行業(yè)在2021年的收入損失超過2000億美元。

由于芯片短缺，也導致下游供貨商囤貨，上游晶圓廠供不應求，其結(jié)果就是價格上漲。據(jù)悉，包括聯(lián)電、臺積電、三星在內(nèi)的多個晶圓代工大廠多次宣布上調(diào)芯片代工價格，其中最高上調(diào)幅度達到了30%。

根據(jù)德勤的預測，2022年期間許多類型的芯片仍將面臨短缺問題，緊缺狀況還將持續(xù)24個月才會得到緩解。近期，AMD、英偉達等多家芯片和半導體企業(yè)高管，都在不同場合透露過“2022年內(nèi)芯片短缺問題不會得到緩解”的論調(diào)。美國商務部在上月透露，一項對半導體芯片生產(chǎn)商和用戶的調(diào)查顯示，芯片短缺問題將在2022年持續(xù)存在。即便不發(fā)生新冠疫情，晶圓產(chǎn)能也會不足，美國商務部長吉娜-雷蒙多（Gina Raimondo）表示，主要是現(xiàn)在各行業(yè)對芯片的需求量越來越大，并稱當前需求較2019年的水平高出約20％。

全球半導體行業(yè)協(xié)會（SIA）總裁John Neuffer表示，2022年對芯片的需求只會更迅猛地增長?，F(xiàn)在芯片越來越重要，越來越多的核心科技都得用芯片。

全球半導體行業(yè)協(xié)會（SIA）總裁 John Neuffer，來源：SIA

隨著全球芯片的戰(zhàn)略格局被重塑，芯片的自主化發(fā)展也成為歐美政府的戰(zhàn)略重點，以減少對外部的依賴，這便有了本文開頭的那一幕。不容忽視的是，實際我國才是目前全球最大集成電路消費市場，據(jù)中國海關總署最新公布的數(shù)據(jù)，2021年我國集成電路進口6354.8億個，增加16.9%，價值2.79萬億元（約合4396.9375美元），增長15.4%。

從MCU的全球市場來看，汽車電子為MCU第一大應用領域。而中國的狀況卻有所不同，中國MCU占比最高的是消費電子領域。由于中國是全球最大的消費電子制造中心，如今國內(nèi)消費電子市場無論在規(guī)模還是在質(zhì)量上都在不斷崛起。從供給側(cè)來看，目前國產(chǎn)消費電子類芯片，國內(nèi)廠商能夠較好地兼顧性能、功耗、成本等因素，被市場廣泛認可，國產(chǎn)化替代能力越來越強。另外，我國MCU可能彎超車的邏輯也是先從消費電子切入，通過在消費市場積累后，再往工業(yè)及汽車領域拓展。

然而從家電往汽車芯片過渡并非易事。首先MCU對于汽車來說更為至關重要，從個數(shù)來看，家電MCU含量只需1-2顆，而電動車則需要50-100顆，現(xiàn)在的電動車平均包含50-100個ECU，每個ECU就包含一個或多個MCU，而且還需要長達一公里的電線將它們連接到多個不同的網(wǎng)絡。

其次，ASPENCORE資深產(chǎn)業(yè)分析師顧正書撰文指出，消費級MCU的不良率只要≤200DPPM就可以了，但車規(guī)級MCU要≤1DPPM，這就意味著每百萬個MCU，最多只能有一個不良品。另外，消費級MCU的工作溫度范圍在-30-85℃，而車規(guī)級MCU的運行環(huán)境相對惡劣，往往要求-40-125℃；車規(guī)級MCU的工作壽命一般要超過15年，消費級MCU要求3-5年即可。

現(xiàn)在的汽車需要很多MCU來控制不同的功能，來源：Microchip

基于此，家電企業(yè)研制的芯片大都是中低端的芯片設計產(chǎn)品，盡管消費級 MCU是廠商切入的理想起點，但由于其技術門檻較低，進入汽車行業(yè)的時候，像雨刷、車窗、遙控器、環(huán)境光控制、動態(tài)流水燈、水泵、空調(diào)面板等車身控制模塊影響還不大，一旦切入與安全性能密切的主要部件，現(xiàn)有的消費級MCU還有相當?shù)牟罹唷?/span>

美的集團副總裁、美的工業(yè)技術總裁伏擁軍表示，從家電行業(yè)進入汽車行業(yè)挑戰(zhàn)巨大。不只是技術的挑戰(zhàn)，作為一個新進入者，客戶的認可需要時間和過程。美的汽車部件公司成立三年半，前期實質(zhì)性的研發(fā)準備可能已經(jīng)超過五年。今年美的汽車部件的銷售收入還很少，只有幾千萬元。

各家電企業(yè)走向“自主可控”，是否意味著重復造輪子？

對于中低端芯片設計制造產(chǎn)業(yè)，我國的產(chǎn)業(yè)布局越來越成熟。中穎電子作為國內(nèi)家電MCU龍頭，也是包括美的在內(nèi)的國內(nèi)家電廠商的主要選擇，2020年其MCU收入達到7.5億元；另一家龍頭廠商兆易創(chuàng)新定位于通用MCU市場，預計2021年出貨量將近5億顆，累計服務客戶超2萬家；前段時間科創(chuàng)板遞表的中微半導體，專做家電、車規(guī)級MCU，有800余款芯片，近三年來累計出貨量超過16億顆。

我們看到，過去家電廠商是這些IDM、Fabless的下游客戶，所謂家電造芯實際是家電廠商意圖從純下游往中游延伸，打著國產(chǎn)自主可控的旗號，恐怕意在企業(yè)“自主可控”。

某位業(yè)內(nèi)人士近日表示，首先，目前家電企業(yè)自主研發(fā)的MCU也好、SoC也好，主要是覆蓋各家的中低端產(chǎn)品，高性能產(chǎn)品型號系列的主控芯片仍然與國外大廠存在差距。因此保證中低端家電產(chǎn)品芯片逐漸自主可控，同時逐漸向高端芯片設計能力滲透，尋求更高更好的國產(chǎn)替代方案，才是家電造芯在未來應有的優(yōu)勢。否則一直在中低端芯片上發(fā)力，容易變成重復造輪子，造成資本與資源的浪費。

不過，像美的、格力這樣的白電企業(yè)目前如此宣傳“造芯”，也給外界一種誤導。美的于去年1月成立美墾半導體，實現(xiàn)了“材料到成品”的半導體生產(chǎn)線，對外宣稱具備高度柔性、數(shù)字化、信息化的生產(chǎn)條件，但它還是針對芯片的封測環(huán)節(jié)，和全鏈路IDM的體量完全不一樣。

2019年，董明珠曾高調(diào)宣布花費500億資金來支持格力研發(fā)芯片，隨后對聞泰科技投資了30億，并獲得其10%的股份，聞泰科技拿這筆資金收購了半導體巨頭安世半導體，如今聞泰科技的市值已超過1500億，格力對外號稱賺了300億。盡管不排除它們之間的戰(zhàn)略合作，但很明顯，這300億仍屬資本運作層面的預期投資回報。倒是比亞迪半導體上會公布的招股說明書（申報稿）對格力現(xiàn)實的產(chǎn)業(yè)鏈情況有所暴露。

來源：比亞迪半導體招股說明書（申報稿）

https://pdf.dfcfw.com/pdf/H2_AN202201141540363427_1.pdf

最近兩年，以武漢弘芯半導體投資千億元為首的造芯爛尾工程引起廣泛關注。芯片制造的復雜程度超過了外行的直觀認識，部分企業(yè)不顧自身能力條件，盲目上馬“造芯”項目給企業(yè)和國家造成了巨大損失，也給不法分子創(chuàng)造了可乘之機。漢德工業(yè)促進資本主席蔡洪平曾評價董明珠500億研發(fā)芯片是“荒唐的” 。蔡洪平表示：“造芯片是循序漸進、多方合作的過程，這是一個漫長的科學，甚至需要幾代人的努力，根本不是你錢投進去就能有產(chǎn)出的。”

海銀資本創(chuàng)始合伙人王煜全認為：“有的企業(yè)為了多申報經(jīng)費，從頭搞到尾，拿到了資金，并不愿意和其他企業(yè)分享，完全是一套內(nèi)生產(chǎn)業(yè)，重復建設不說，還造成了很多“爛尾工程”。現(xiàn)在政府的投資恰恰助長了各家企業(yè)不和別人合作，獨立發(fā)展。處于市場經(jīng)濟時代的我們，需要具備構建生態(tài)的意識，生態(tài)的核心是協(xié)作。只有當我們的企業(yè)更會協(xié)作，當我們的監(jiān)管者更會推動企業(yè)協(xié)作，我們的生態(tài)才會健全，我們的芯片，才會真正的做大做強。”

中國工程院院士倪光南曾在接受媒體采訪時直言道：“芯片的加工生產(chǎn)往往只有少數(shù)大企業(yè)能夠承擔，生產(chǎn)規(guī)模很大，投入太少就很難推進。但芯片設計公司在中國卻有很多，因為設計往往可以面向應用，小公司也可以做，所以格力們的規(guī)模做芯片設計毫無問題。但芯片的產(chǎn)業(yè)鏈很長，家電企業(yè)想要覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈不太現(xiàn)實。”

不過也有不同觀點認為，面對現(xiàn)在的芯片危機，“自主可控”意識在全球蔓延，大型企業(yè)自我儲備、未雨綢繆并不為過。比較典型的像去年華為受到芯片供貨的影響，其手機的銷量只有3500萬臺，先后被小米、蘋果超越，市場份額下滑高達82%。由于受到需求變化、材料供應、災害疫情、地緣政治等多因素影響，芯片的產(chǎn)業(yè)鏈條并沒有大多數(shù)人想象得那般牢固，其依賴的供應商很可能出現(xiàn)產(chǎn)能不足，導致供貨下降，直接影響企業(yè)的銷售收入。

文：陸易斯 / 數(shù)據(jù)猿

來源：數(shù)據(jù)猿