深度解析：汽車(chē)缺芯背后的真相
發(fā)布人：旺材芯片
時(shí)間：2022-01-02
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作者：Defry
今年，汽車(chē)圈被芯片短缺的陰霾所籠罩，即使到現(xiàn)在及未來(lái)短期內(nèi)也沒(méi)有非常明顯的改觀(guān)跡象。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)涉及多而長(zhǎng)且復(fù)雜的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，任何一環(huán)掣肘都會(huì)讓整個(gè)汽車(chē)行業(yè)面臨困難。小小一顆芯片已讓很多供應(yīng)商供貨緊張，讓OEM減產(chǎn)甚至停產(chǎn)提價(jià)，一系列騷操作讓很多人摸不到頭腦。
01先看一組數(shù)據(jù)
2021年全球汽車(chē)銷(xiāo)量雖然還沒(méi)，但大概率也不會(huì)差，要不是今年芯片短缺可能更好，而在每輛車(chē)的成本中，汽車(chē)半導(dǎo)體的占比逐漸變高。
02汽車(chē)上芯片類(lèi)型、數(shù)量及制程分析
芯片類(lèi)型：汽車(chē)上有動(dòng)力域、娛樂(lè)域、底盤(pán)域、車(chē)身域、自動(dòng)駕駛域等。每個(gè)域在當(dāng)前分布式的E/E架構(gòu)下都需要很多控制器和傳感器。芯片涉及功率芯片比如IGBT、存儲(chǔ)芯片、微控芯片、模擬輸入器件等。
數(shù)量對(duì)比上：從動(dòng)力形式的角度看，BEV->HEV->ICE所需的汽車(chē)半導(dǎo)體數(shù)量一般是兩倍關(guān)系。
另外據(jù)某份報(bào)告披露，xEV的占比在未來(lái)幾年將會(huì)快速增長(zhǎng)：
而從自動(dòng)駕駛的等級(jí)角度看，L4/L5的車(chē)型所需要的電子器件則是L0的8~10倍。
同樣隨著時(shí)間的推移，汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化進(jìn)程將不斷滲透。
以上的種種數(shù)據(jù)，無(wú)疑都在說(shuō)明汽車(chē)半導(dǎo)體尤其是芯片的需求在未來(lái)將越來(lái)越大。據(jù)預(yù)測(cè)，到2040年汽車(chē)半導(dǎo)體的潛在市場(chǎng)規(guī)模在1500~2000億美元左右。
03芯片制造過(guò)程及汽車(chē)芯片的特殊性
想具體了解的可觀(guān)看如下這個(gè)視頻：那對(duì)于非從事汽車(chē)行業(yè)的人來(lái)說(shuō)，陌生的汽車(chē)芯片相比我們常見(jiàn)的消費(fèi)電子芯片差別在哪呢？
首先汽車(chē)芯片由于其應(yīng)用的特殊性及所處環(huán)境的復(fù)雜性，必須具有很高的可靠性、零缺陷并且還要符合一系列的標(biāo)準(zhǔn)，比如ISO26262、AECQ100、ISO16949等等。
其主要在如下6大方面與消費(fèi)電子存在差別：半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)、封裝、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品驗(yàn)證、產(chǎn)品生產(chǎn)和測(cè)試、供應(yīng)。
細(xì)化到指標(biāo)主要包含如下幾方面：
拿溫度范圍、工藝處理及電路設(shè)計(jì)方面來(lái)說(shuō)，汽車(chē)級(jí)芯片僅次于軍用級(jí)，其整體的要求和成本也是相對(duì)偏高的。
例如，凌飛凌為xEV業(yè)務(wù)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的散熱和封裝。
總之汽車(chē)芯片由于復(fù)雜和惡劣的使用環(huán)境，需要很高的EMC抗干擾特性、特殊的處理以保證高可靠性、零失效，同時(shí)還必須滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)的種種標(biāo)準(zhǔn)。
04汽車(chē)芯片的主要玩家
其芯片供應(yīng)商扮演的角色在汽車(chē)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中一直為T(mén)ier2的角色。
05汽車(chē)芯片短缺因素分析
1、疫情：首先疫情是導(dǎo)致此次芯片短缺的起點(diǎn)。在家辦公、工廠(chǎng)減產(chǎn)甚至停工，世界經(jīng)濟(jì)一度陷入停擺。
2、事故和自然災(zāi)害因素：“屋漏偏逢連夜雨，船遲又遇打頭風(fēng)”，例如2021年3月一場(chǎng)大火燒毀了瑞薩在日本的一家300mm的晶圓廠(chǎng)。2021年2月，德克薩斯州一場(chǎng)嚴(yán)重冬季風(fēng)暴導(dǎo)致幾家晶圓廠(chǎng)關(guān)閉，其中就包括英飛凌和NXP兩家。而臺(tái)灣則因遭遇干旱，政府的定量供水則從另一方面影響著臺(tái)積電（TSMC）旗下一些大型晶圓廠(chǎng)。
3、緊張局勢(shì)：毛衣戰(zhàn)，大家都懂的，老美的制裁使一些消費(fèi)電子制造商大幅提高了芯片庫(kù)存水平，以期度過(guò)這艱難的時(shí)刻。這種存貨的方式導(dǎo)致半導(dǎo)體需求激增了5%至10%，相當(dāng)于汽車(chē)市場(chǎng)芯片銷(xiāo)量的三分之一。
4、新四化和消費(fèi)電子需求的疊加：先進(jìn)制程的芯片，許多汽車(chē)制造商并不需要。但消費(fèi)電子有些芯片的制程跟汽車(chē)差不多，例如，5G部署需要大量的射頻半導(dǎo)體，這些半導(dǎo)體與汽車(chē)芯片的制程差不多。隨著新四化、5G等在后續(xù)幾年的推廣，這種疊加需求將使OEM或Tier1體會(huì)到芯片的持續(xù)短缺。
5、缺乏新產(chǎn)能：近年來(lái)，半導(dǎo)體行業(yè)通過(guò)整合和實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的發(fā)展而日趨成熟。其產(chǎn)能適度但穩(wěn)步增長(zhǎng) - 每年增長(zhǎng)約4%，疫情穩(wěn)定后，汽車(chē)行業(yè)的復(fù)蘇和強(qiáng)勁需求，汽車(chē)半導(dǎo)體當(dāng)前總產(chǎn)能幾乎耗盡。
6、供應(yīng)鏈的部分問(wèn)題：半導(dǎo)體供應(yīng)商在汽車(chē)行業(yè)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，在汽車(chē)芯片供應(yīng)鏈條中，半導(dǎo)體供應(yīng)商將芯片出售給Tier1系統(tǒng)供應(yīng)商，然后Tier1將功能集成到模塊中并將系統(tǒng)集成方案給到汽車(chē)制造商(OEM) 進(jìn)行組裝。
這樣的主要方式導(dǎo)致Tier1無(wú)法準(zhǔn)確把握OEM的需求使Tier2不能較好的做好產(chǎn)能規(guī)劃。這在后面新四化的進(jìn)程中，可能會(huì)讓汽車(chē)行業(yè)的供應(yīng)鏈發(fā)生一定的變化并越來(lái)越完善。
06總結(jié)
一般半導(dǎo)體生產(chǎn)的典型交貨時(shí)間超過(guò)四個(gè)月，通過(guò)將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生產(chǎn)基地來(lái)增加產(chǎn)能通常會(huì)增加六個(gè)月（即使在現(xiàn)有工廠(chǎng)中也是如此）。切換到其他制造商（例如更換代工廠(chǎng)）通常會(huì)增加一年或更長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)樾酒脑O(shè)計(jì)需要進(jìn)行更改以匹配特定制造工藝。此外，汽車(chē)行業(yè)的供應(yīng)商替換有復(fù)雜的資格認(rèn)證過(guò)程。難?。?！
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