全球芯片短缺问题仍在继续发酵,其中对汽车行业的影响尤为突出。
芯片短缺不仅是中国国内汽车行业面临的问题,也是包括一些国外知名品牌在内的许多跨国公司非常关心的问题。
由于芯片短缺,许多汽车品牌企业都面临着减产或停产的局面。
近日,据国外媒体报道,由于芯片供应短缺,德国茨维考和德累斯顿的工厂本周将暂停生产电动汽车。
大众发言人证实,由于缺乏半导体,萨克森州大众的两家工厂已停止生产电动汽车,停工时间为一周。预计大众集团电动汽车产量将损失5万辆,受影响的品牌包括大众、奥迪和Cupra。停工可能会影响交货时间,但公司没有解释。
事实上,奥迪、宝马、大众、捷豹路虎、戴姆勒等许多汽车巨头自8月份以来一直宣布减产。根本原因是芯片缺货。一些汽车行业人士曾直言,汽车生产能力的数量取决于芯片生产能力的数量。一个核心打败了全球汽车行业。
由此可见,芯片短缺对汽车行业影响严重,几乎影响全球。日本、美国和欧洲汽车公司最近宣布减产,中国是重灾区。
理想汽车是中国汽车制造的新生力量之一,于10月公布了2021年9月交付的车辆数量。9月,理想汽车交付了7094辆理想ONE。8月,理想汽车交付了9433辆理想ONE。受芯片供应持续短缺的影响,9月份理想汽车交付量下降。
为什么汽车行业缺芯现象如此严重?
从汽车结构的分析来看,我们首先要了解一辆汽车在结构上需要多少芯片:在一辆汽车中,传统的分布式架构需要70-300个MCU;在域架构下(功能域/位置域),共配备4-8个SOC芯片和40-60个MCU芯片;在中央计算架构下,将配备2-4个SOC芯片和10-20个高性能MCU芯片。简而言之,在传统结构汽车中,大约需要100-400个芯片。
随着计算机和互联网技术在汽车中的逐渐应用,汽车将需要更多的芯片来完成汽车的驱动和控制。总之,如果汽车制造商想要生产具有高端车载功能和高技术含量的车型,他们需要更多的芯片。
1 误判汽车消费需求。
受疫情影响,人们足不出户,汽车行业人士预测全球汽车销量将大幅下降。因此,大多数汽车公司降低了销售目标,因此他们降低了对一级供应商的零部件需求,供应商进一步降低了对上游芯片制造商的需求。2020年下半年,汽车消费市场开始反弹,汽车公司突然下单,让上游供应链措手不及。此外,国内传统汽车公司有芯片0库存的习惯,不会备货汽车芯片,使得汽车芯片缺货更加严重。
2 汽车供应链端。
汽车标准芯片生产要求高,利润低。与消费芯片相比,汽车标准芯片利润高,产值仅占整个行业产值的10%左右,话语权低。随着消费芯片需求的增加和整体产能的不足,芯片制造商更愿意生产利润率高的消费芯片。
例如,今年第二季度,芯片台积电今年第二季度汽车芯片收入增长12%,但仅占总销售额的4%,智能手机芯片占总销售额的42%。
中国汽车规级芯片的使用量占世界的30%,但独立性不到10%。目前,国内汽车芯片主要进口。根据万联证券的研究报告,国内汽车芯片的进口率高达95%,其中动力系统、底盘控制、ADAS等关键芯片均被国外巨头垄断。
3 轨道芯片技术门槛高,回报周期长。
制造汽车芯片有多难?一位业内人士告诉人们:例如,我们使用1000个芯片在汽车上进行持续的实验和测试。假设在之前所有实验都通过的基础上,在最后一关,一两个芯片有问题,我们将重新启动另一批芯片进行实验,完全通过一轮汽车芯片实验大约需要半年到一年的时间,这需要大量的人力、物力和财力。因此,对我们来说,汽车芯片的回报周期很长。
此外,在接受大比特记者采访时,一位不愿透露姓名的芯片制造商负责人表示:AEC-Q100标准是汽车行业零部件供应商的重要指南。目前,国内许多汽车芯片制造商只敢说他们的汽车芯片符合或符合AEC-Q100标准,几乎没有人敢说他们已经通过了AEC-Q100标准。我们必须准备很长时间才能获得汽车认证。然而,我们的芯片制造商看到了国内汽车行业对汽车芯片的需求,目前正在积极布局,但对我们来说,这将是一条漫长而艰难的道路。
汽车芯片的技术要求和门槛高于其他领域。汽车芯片要想投放市场,首先要获得AEC-Q100、Tier1、汽车厂等汽车认证许可证。汽车规级芯片需要2~3年才能完成汽车规级认证,进入主机厂供应链。进入后一般有5~10年的供应周期。
AEC-Q100标准是汽车行业零部件供应商的重要指南。汽车电子元件需要在多样化的压力和动态环下工作。因此,汽车对电子元件的规格要求远高于其他领域。一个次要部件可能会像雪球一样变成1000辆次要汽车,这也是AEC-Q100标准制定的原因。在之前的新闻报道中,我们可以看到汽车制造商因为一个零件的缺陷召回了数万辆车型,这并不少见。
4 8寸晶圆资源紧张。
汽车工业缺芯的一个重要原因是汽车芯片过于依赖8寸晶圆。据相关统计,8寸晶圆需求占汽车半导体需求的79%,12寸晶圆需求仅占12%。
SEMI曾指出,预计今年8寸产能紧张可能不会缓解。
此外,8英寸晶圆的生命力非常顽强。目前,模拟和混合信号的半导体元件将从8英寸晶圆转移到12英寸晶圆,过程缓慢,主要以消费和无线通信为代表。然而,工业和汽车领域的应用仍然坚持8英寸,8英寸晶圆OEM的产能利用率一直很高。
5 挤压其他领域。
受疫情影响,远程办公和教学成为常态,消费电子产品需求激增,远远超出市场预期。由于汽车行业对消费市场的误判,降低了供应商对零部件的需求,上游芯片供应商制定了减少汽车芯片生产的计划,将芯片供应转移到手机、电脑等消费电子领域。一些芯片通用汽车公司不仅在与同行竞争,还可能在光伏逆变器、物联网设备、监控器等领域与使用芯片的企业竞争。
由于供应链复杂,普通买家很难直接从芯片原厂购买,而是通过二级和三级经销商购买商品,而一些二级和三级经销商则坐在地上起价。这样,在芯片原厂价格上涨一波后,它将在经销商手中再次上涨。一些经销商甚至囤积芯片,以便满天要价而不出售,因此他们等待高价出货并赚大钱。据报道,与去年上半年相比,芯片原厂的涨价幅度大多在20%至60%之间,但在一些经销商手中,同比飙升10倍甚至20倍,涨幅连续几倍。一些核心投机者甚至在半年内在深圳赚了一套房。
对于减产原因的解释,大部分汽车公司都指的是马来西亚,当地新冠肺炎疫情导致半导体供应短缺,限制了汽车产量。马来西亚的反复疫情迫使许多晶圆厂和芯片厂关闭。房屋泄漏偏逢连夜雨。2021年2月,日本以东海域发生7.3级强震,福岛县和宫城县半导体企业集中在陆地上,许多企业停产。2021年2月中下旬,美国半导体制造的重要中心德克萨斯州遭受前所未有的极端天气,电网大面积中断,多家半导体制造商不得不暂停运营。
这两场灾难加剧了全球芯片短缺。如果上述因素是不可控的自然灾害,那么全球经贸环境扭曲整个供应链是导致芯片短缺的人为灾害因素。
6 国芯之路
汽车行业芯片的缺乏使许多国内汽车公司意识到自主开发芯片的重要性,国内汽车制造新力量已经踏上了芯片制造的道路。据不完全统计,比亚迪、吉利、威来、小鹏、小米等公布了芯片制造计划。
就汽车芯片所在的轨道而言,这个时间节点已经有点晚了。参照特斯拉和英伟达的研发历史,汽车芯片的研发周期最早需要四年左右。以特斯拉为例,其核心制造计划始于2014年,Autopilot部门诞生。直到2018年8月,特斯拉在特斯拉Q2财务报告会上表示,携带Autopilot芯片的ModelS/X和Model3将于2019年3月20日和4月12日大规模生产。特斯拉花了近四年时间推出第一款汽车芯片。
目前开发的汽车自动驾驶芯片技术大多集中在20-40纳米之间。目前28nm和14nm的芯片已经可以国产化,而7nm甚至5nm的芯片仍然受到限制。
一方面,汽车芯片的短缺固然带来了许多弊端,但对于国内汽车芯片产业链而言,整个汽车行业的芯片短缺也逐渐让国内芯片厂商真正看到了汽车领域对芯片的需求,许多芯片厂商都开始在汽车芯片领域进行布局,华大半导体、智能微电子、极海半导体、航顺芯片等。另一方面,国内汽车企业依赖国外芯片厂商,汽车芯片的替代方案更为独特。但是,近火远未水解,在国外疫情持续蔓延的情况下,国外众多芯片上游晶圆厂纷纷关闭,产能紧张,许多国外芯片厂商在其政府的监督下,首选供应对象是其国内汽车企业,剩余的汽车芯片产能可以传递给国内汽车企业的很少。随着我国新能源汽车产业的兴起,智能联网汽车的发展,汽车产业对芯片的需求必然会日益增加,汽车芯片的地位也会越来越重要,汽车芯片的稳定供应成为影响我国汽车产业链可控性的重要因素。只有国内汽车厂商逐渐意识到自强芯片的重要性,自主动性才不会受到制。