芯片的世界丨比亚迪芯片自给自足不怕断供？帮你科普半导体的江湖
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前言
大家好，本文是“芯片的世界”系列文章的第二篇。
这是第一篇链接：《芯片的世界丨这根棒子也要卡脖子？它是迄今人类提取的最纯物质》
前几天汽车领域也遭遇了芯片危机，由于芯片厂家受疫情影响，再加上意法半导体罢工，东南亚芯片组装厂停工等因素，造成全球市场缺货严重。这直接导致了汽车芯片尤其是ESP和ECO芯片的短缺，很多厂家的高端车型不得不削减产能。
如果您对芯片有基本的了解，就能从容的消化各行各业的芯片信息。比如这次汽车芯片危机，不了解的人会觉得我们的芯片真是要命，到处被卡脖子。可如果您对芯片有一些了解，就会知道其实这种专用芯片对生产工艺要求不高，不需要台积电5nm。出现产能问题有多方面原因，这就像猪肉供应紧张一样，有涨就有跌。
汽车芯片的核心不在芯片，而在汽车。汽车芯片的技术壁垒也不是芯片，而是汽车相关的技术专利。由于欧美日韩在汽车领域发展的比较早，所以积累的专利多。想要避免汽车芯片危机，重点不是芯片生产，而是相关汽车技术的革新。
面对这次汽车芯片危机，比亚迪对外回应：芯片短缺在行业确有存在，但公司可充分自给，甚至还可以外供。
事实真的是这样吗？比亚迪能够生产汽车芯片？能够外供？
只有对整个芯片行业，甚至是半导体行业有一个大概的了解，才能够看清这些信息背后的真相。
因为芯片和半导体领域实在是太大了，很容易把大家绕晕，置身于芯片世界，仿佛置身迷宫。
所以，我希望通过“芯片的世界”系列文章，给读者呈现一个更加清晰的芯片世界！
具体到本篇文章，我希望帮读者梳理一下半导体和芯片领域的基本概念和大体状况，这样您在芯片的世界里才不会迷路！才能看清比亚迪这次回应的背后真相。
半导体
第一次工业革命以蒸汽机为基础，带动了纺织、铁路和航海等领域；
第二次工业革命以电力和内燃机为基础，带动了通讯、交通、机电等领域；
第三次工业革命以计算机为基础，带动了信息、原子能、航天、材料等领域。
半导体作为计算机的基础，更是第三次工业革命基础中的基础！
一、半导体的概念
半导体是指常温下导电性能介于绝缘体与导体之间的材料。
关于半导体为什么能导电，我在上一篇介绍硅的文章中有很直观的介绍，感兴趣的读者可以翻看。
二、半导体的材料
半导体材料多种多样，如果不加分类，很容易让人晕，就连分类方式都有很多种：
1、根据化学性质分类
分为化合物半导体和元素半导体，而化合物半导体又分为无机化合物半导体和有机化合物半导体。
自然界中存在的矿藏大多是无机化合物，所以人类最早利用的半导体是无机化合物，方铅矿（PbS）很早就被用于无线电检波。如果您去搜索“矿石收音机”，会打开一扇尘封100多年的无线电大门。
后来人们发现了硒元素，又发现了锗元素，再后来是硅元素，从此开启了第一代元素半导体的历程。
随着光电、微波、能源等行业对大功率半导体的需求，砷化镓和磷化铟等第二代化合物半导体，以及碳化硅、氮化镓等第三代化合物半导体又开始兴起。
2、根据半导体形态分类
分为固态半导体和非固态半导体。上面提到的化合物和元素半导体，基本都是固态半导体。
非固态半导体的典型代表是液晶，其实严格来讲液晶介于固态和液态之间。液晶是显示屏的主要材料，很多人都想不到，液晶也算半导体的范畴。
3、根据结晶形态分类
分为单晶、多晶和非晶半导体。上面提到的无机化合物和元素半导体，即能以单晶和多晶的形式存在，也能以非晶的形式存在。不同晶态对应的制备方式不同，当然性能和用途也不同，多晶和非晶更多的用在光伏领域。
三、半导体产品形态
既然半导体是材料，那用半导体就能做出很多产品，具体有哪些产品呢？
1、分立器件：是独立功能的独立零件，也是电子产品电路的重要组成部分，打开电脑主板上面就有各种各样的分立器件，主要是各种晶体管。
2、集成电路：是把很多电路部件制作到一块半导体的表面或内部，成为一种超小型的电子电路。又分为小型、大型、超大型。说明一下，大小的分类有各种定义，本文只是大概的分类，不精确到部件的数量。
3、薄膜和印刷：由半导体材料形成的薄膜，或者是将半导体材料印刷到基板上。光伏和显示领域都需要薄膜和印刷。
芯片
半导体能够制造集成电路。集成电路的核心是工艺，必须要在指甲盖大小的半导体基材上面制作出成千上万甚至上亿的晶体管。
大家有没有这种感觉：听起来集成电路就是芯片呀。
其实芯片和集成电路还是有一点区别的，集成电路是单纯的电路集合，实现某种功能。
芯片是由不同种类型的集成电路或者单一类型集成电路形成的产品。
也就是说，集成电路不一定是芯片，但芯片一定包含集成电路。
举个容易理解的例子，半导体材料相当于文字，集成电路可以是一句话，也可以是一段文字。
而芯片就是一部完整的文学作品：
- 可以包含很多章节，这就是大型芯片，比如服务器、电脑和手机的芯片；
- 也可以包含少部分章节，这就是中性芯片，比如电源管理芯片、射频芯片等；
- 也可以是一篇小文章，甚至就是一个小笑话，这就是小型芯片，比如定时器芯片、指纹芯片数模转换器等。
现在大家清楚了吧，半导体不是芯片，但是半导体能够制造芯片。为什么很多时候把半导体、集成电路和芯片混为一谈呢？因为80%以上的半导体产品都是集成电路，集成电路又主要以芯片的产品形态体现。
另外一个容易混淆的概念就是印刷电路板（PCB），打开电脑机箱看到的主板就是PCB板，这可不是集成电路。集成电路是把整个电路都做到了一小片半导体材料上面。
半导体行业的兵器谱
上面说了半导体的各种分类知识，估计一些读者被绕晕了，这不是本文的目的。本文的目的是让大家明白，而不是糊涂。
所以，接下来就要呈上半导体江湖的兵器谱，一谱在手，打遍江湖无敌手！
首先，请出半导体产品兵器谱：
大家可以看到，半导体产品根据半导体材料和形态的不同，有各种各样的产品。受限于作者的经验和能力，上面也只是一部分典型产品，就是这些，也已经很多了。因为半导体产业早已经超过了钢产业，实在是太大了。
“芯片的世界”系列文章后续的重点是芯片。大家可以看到，硅基大规模芯片是目前的高端产品，台积电代工的各家5nm芯片基本都在这里。
但是由于硅基芯片的客观限制，3nm以后就很难做了，所以机会点在新材料的大规模芯片上。目前业界还没有摸清门路，碳基芯片到底靠不靠谱还不明朗，这是未来最大的机会，也是最大的挑战。
接着，请出半导体厂家兵器谱：
图上基本是全球top20半导体供应商，这里要说一下，半导体供应商和代工厂的区别，半导体供应商是有自己的品牌，比如高通骁龙芯片，华为麒麟芯片，罗姆和英飞凌的功率管。
而代工厂只负责半导体加工，也就是从上一篇文章介绍的硅片或者其他半导体材料开始制造，通过各种工艺在半导体材料上制造集成电路，然后测试、切割、测试和封装，最终生产出半导体产品，主要是芯片。
半导体供应商在设计完芯片后，可以自己做这些工作，也可以外包给代工厂完成。所以，上图看不到台积电。
另外，光伏太阳能和显示屏现在我国基本已经赶上来了，尤其是光伏产业，更是经历过繁荣和泡沫。
有了这两张图，您再看到新闻中的半导体产品，或者是厂家，把他的产品形态，往这个图里面套就行了，一下就能有清晰直观的感受。
比亚迪的回应
接下来咱们就用上面的经验，来看看比亚迪这次关于汽车芯片供应的回应。
比亚迪的这次回应，可一点儿不像理工直男的样子，应该说有点儿“狡猾”。
首先，比亚迪确实有半导体，自己能设计能生产。但是让我们看看是哪种类型的产品。
比亚迪的产品基本是：
- 汽车领域：车规级IGBT（大规模量产），车规级SiC MOSFET（小批量）；
- 工业领域：量产触控类MCU、BMS前端检测芯片、电池保护IC与驱动IC；
- 消费领域：嵌入式指纹芯片、CIS和电磁传感器。
大家可以看到，比亚迪的半导体产品基本围绕着自身业务，这也是比亚迪一直以来垂直整合的策略决定的。
从图中可以看到，比亚迪的产品暂时还覆盖不到汽车的专用芯片。
但你还不能说比亚迪的回复有问题，这就是比亚迪聪明的地方。
首先，比亚迪确实不会受这次汽车芯片断供影响，原因如下：
- 断供的ECO芯片是发动机管理芯片，比亚迪主要是做新能源尤其是纯电车型，所以不可能大规模用到ECO芯片
- ESP芯片一般只有高端车型需要，估计唐和汉才会用到，客观的说比亚迪的销量不大，应该不会受ESP影响。
那比亚迪能外供芯片么？当然能，用比亚迪电池的厂家，都可以用比亚迪BMS管理芯片。比亚迪的IGBT也是可以外供的，这也是比亚迪很想做的。
打破垂直整合，一直是比亚迪的愿望。比亚迪抓住这次芯片断供的机会，向外界同行传递自己开放的态度，是难得的机会。
所以从策略上看，比亚迪这次的回应是比较高明的！
而我们作为普通人，如果能看懂新闻背后的真相，就可以更理性的去看待整个行业。