汽车缺芯停产真相

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撰文 /   唐煜 吴傲寒

编辑 /   张硕

汽车缺芯停产?

汽车工业也被卡了脖子,“幕后黑手”还是芯片。

近日,有消息称,因汽车芯片短缺,从12月开始,国内大部分中高端汽车厂家均面临停产风险,其中,南北大众(指上汽大众和一汽-大众)更是已经于12月初相继进入停产阶段。如果芯片缺口不能恢复的话,一年将有400万辆产能受到影响。

一石激起千层浪,从手机到汽车,卡脖子的芯片,再次引燃舆论热点。

对此,大众汽车中国方面表示,芯片供应的确受到了影响,但实际情况并没有传闻中严重,目前正在寻求解决办法,并与供应商展开协调工作。此外,相关车辆的市场交付没有受到影响。

不过,AI财经社从知情人士了解到,12月第一周南北大众的确有部分工厂因芯片短缺停产一两天,但是经过重新排产,当前已经以较低的产能水平全部复工复产。

“芯片缺口是真实存在的,又赶上年底车企的排产旺季,产能的确受到了影响,”上述人士称,“但是车企普遍都会大量囤货,经过了停产期间的重新排产,后续不会再次导致停产。”

12月8日,中国汽车协会副秘书长兼行业发展部部长李邵华也对媒体表示,芯片供应短缺问题是真实存在的,但并没有部分媒体报道的那么严重,多重因素的叠加,导致芯片供需矛盾在这一时间段集中显现。有多家车企人士告诉AI财经社,自家工厂产能并没有受到芯片供应短缺带来的影响。

一位半导体人士对AI财经社表示,一辆汽车要用到几十颗MCU(微控制单元),涉及控制车子动力系统、娱乐系统、空调系统等,所需要的芯片数量本来也比较大。本次短缺的芯片主要是应用于ESP(电子稳定控制系统)和ECU(电子控制模块)中的8位功能MCU。

其中ESP是汽车主动安全系统的一部分,主要起到防侧滑的作用。在中国市场,一般10万元以上的车型特别是高端车型都会配备ESP,在美国等一些国家,ESP则是法律强制要求必须配备的。

ECU则广泛应用于汽车各控制系统中,此次出现芯片缺口的,主要是在发动机控制模块上应用的ECU,“如果长期不能解决短缺问题的话,那影响还是非常大的”。

据了解,汽车芯片产业链大致可以分为三级,最下游的是整车厂,需要从博世和大陆集团等一级供应商处采购诸如ESP和ECU等集成模块,而博世等企业则需要从更上游的意法半导体和恩智浦等半导体制造商采购相关芯片。

在芯片缺口下,首当其冲的便是供应链的中游。博世和大陆集团相继发布公告称,由于新冠疫情中断了某些电子元件的芯片供应,加之局部市场的需求不断上升,作为汽车组件之一的半导体芯片正面临供应不足的问题。

博世方面回应AI财经社称,基于诸多因素,全球半导体配件采购市场正在经历整体短缺的状况。博世也无法独善其身。尽管市场情况十分艰难,但博世称将竭力保障客户的供应,“一直与供应商和客户保持紧密沟通”。 

“现在根本问题是出在了芯片半导体制造商身上,”有业内人士对AI财经社分析称,“汽车芯片产业链的整体产能没有问题,造成当前芯片短缺现象的原因主要还是供需的错配。”

何以缺芯

受疫情影响,今年初大部分芯片供应商降低产能或关停工厂,再加上对车市的预测偏悲观,作为以订单情况来规划产能的半导体制造商,在没有接到足够订单的情况下,也主动降低了产能。

随着中国疫情逐渐受到控制,乘用车市场也得到了显著恢复,车企产能增加也带动了芯片需求量的提升,便与供应侧出现了“错配”的现象。

“芯片的供货周期是8到12个月,现在出现芯片短缺的现象,往上恰好能追溯至疫情期间,”汽车产业内人士对AI财经社分析称,“按此周期往下推演的话,明年上半年,尤其是第一季度,芯片短缺的现象还会存在。”

与此同时,消费电子领域特别是手机芯片的需求量增加,也在一定程度上挤占了汽车芯片的产能。疫情期间居家办公也带动笔记本、平板等电子产品的需求增长,从而拉动相关芯片的需求上涨。一位半导体人士告诉AI财经社,疫情期间市场出现了很多类似健康医疗器械的产品,其中也会用到MCU,工厂会考虑到优先级问题供货,这也会进一步挤压汽车芯片的产能。

2019年华为事件在原本就紧张的芯片产能上点了一把火。AI财经社从一位半导体行业人士了解到,华为被打压之后,小米、OV都想抢华为的1个多亿订单,加上上游紧张,他们会通过供应链的抢夺来影响市场的占有率,这里也带来了很多重复订单,“一些手机主处理器也出现芯片短缺现象”。

这些叠加因素均加剧了全球芯片的供需失衡,导致部分下游企业出现芯片短缺甚至断供的风险。

一位电子行业分析师对AI财经社说,汽车电子主要需要的8英寸晶圆代工产能过去几年整体都很紧张,现在层出不穷的消费电子又抢走了部分产能。特别从2018年开始,手机多摄像头、指纹识别芯片等需求都在提升。他观察,过去三年,相关的需求扩大了30%,但是8英寸的产能却一直没有扩充。

晶圆按照直径可以分为6英寸、8英寸、12英寸等规格,直径越大,同一晶圆上生产的集成电路就更多,单位成本也更低。近年来,随着存储器芯片及CPU/GPU等逻辑芯片市场快速增长,12寸英寸晶圆需求激增。目前整个产业正处在从8英寸到12英寸的迭代中。

很多半导体设备厂已经不再生产8英寸设备,是芯片产能紧缺的一个原因,有业内人士在接受采访时称,全球所有的8英寸厂几乎都已经折旧完了,成本非常低。虽然长远来看12英寸有更高的生产效率,但厂商往往不愿意负担折旧费用,因此短期还一直停留在8英寸厂生产。

产能本就紧张是一方面,但据前述分析师从产业链上了解,主要原因还是供应链上渠道商的“炒货”。“IGBT(绝缘栅双极晶体管)也出现了短缺情况,涨价的幅度达到了10%~20%,有代理商代理的产品涨价幅度还会更高。”

在半导体行业,“炒货”并不是一件新鲜事,行业里都蠢蠢欲动,几分钱的电容器也不例外。有半导体公司透露,明年的基调就是涨价。

不久前,汽车芯片厂商龙头恩智浦向客户发送了一份涨价函:受新冠疫情影响,恩智浦面临产品严重紧缺和原料成本增加的双重影响,决定全线调涨产品价格。日本半导体制造商瑞萨电子也向客户发送提价通知,表示公司近期面临库存、成本增加压力和产品运输风险,不得不上调价格来保证这些产品得到持续的投入和生产。

有分析人士认为,在未来一年内,晶圆供应将持续紧张,恩智浦产品涨价幅度或从5%起跳,部分产品需要客户签一年的NCNR(不许取消,不许退货)协议。

但“炒货”出现在汽车领域,还是让一位产业人士感到有些吃惊。过去,“炒货”更多是出现在存储器市场,由于存储器用量大又是刚需,过去经常到某个时间节点就会出现货源紧张,三星电子因为一直在DRAM和Memory领域一家独大,稳握资源,在2017年甚至依托芯片价格暴涨,半导体部门收入超过稳坐20多年霸主地位的英特尔。

此前,三星、海力士、尔必达、镁光等公司还曾有过联合操纵价格的黑历史——几家公司联手使DRAM价格在半年里涨价超过300%,为此,三星还被美国司法部门处以了2.4亿美元的罚款。

自主“芯”机遇

事实上,以博世和大陆集团为代表的一级供应商和下游整车厂,面临当下芯片短缺的现象,并没有很好的解决方法。

大陆集团表示,尽管半导体制造商已经通过产能扩张应对意外的需求增长,但意外的需求增长使得现有芯片仅足以维持六至九个月的供应,因此,潜在的供应链瓶颈有可能会持续到2021年。

“ESP和ECU的供应链都形成十几年了,即使临时变更上游供应商,耗时并不一定会比等待产能复苏短。”汽车产业分析人士对AI财经社表示,“作为连接整车厂和半导体制造商的博世和大陆集团等,现在能做的也只有协调产能,以及等待复苏。”

尽管此次汽车芯片短缺是全球汽车工业和电子消费领域的普遍现象,但这也再次令我国芯片“受制于人”的局面暴露了出来。有数据显示,当前中国MCU市场国产化率还不足5%。

“正因为我国汽车制造需要的芯片和模块绝大部分都需要进口,所以海外产能受影响后,整个供应链就断了。”上述汽车产业人士告诉AI财经社,“此次短缺的8位功能MCU技术壁垒不高,利润也不大,国外市场竞争也比较激烈,所以不会出现断供现象,但类似于新能源车普遍需要装配的IGBT芯片,如果出现断供的话影响会更大。”

相比芯片整体市场而言,虽然汽车芯片市场所占比例较小,但随着汽车电气化和智能化的升级,芯片将会像传统燃油车时代的发动机一样,成为汽车产业的“命门”。

随着汽车缺芯的话题不断发酵,国产替代的言论再次被提上日程。但一位半导体行业人士直言:“短期内不现实。”

目前国内设计并制造车规级MCU的厂商有兆易创新、芯旺微电子、杰发科技等等,但80%的车规级MCU还是被海外厂商垄断。

罗兰贝格在《中国新能源汽车供应链白皮书》中指出,在汽车半导体行业前20家,中国的本土企业只有1家,在中国每年2800万辆的汽车市场,中国汽车半导体产值占全球的不到5%,部分关键零部件进口度超过80%~90%。

另有数据显示,2019年全球汽车芯片市场规模约为475亿美元,但我国自主品牌车企芯片产业规模不到150亿元,约占全球的4.5%。相比我国汽车产业规模占全球市场达30%以上的比例而言,汽车芯片的确还有极大的追赶空间。

一位半导体行业人士表示,国内能做车规级芯片的工厂本来就很少,虽然中芯国际也有8英寸的产能,但是制造技术还没能达到车规级要求。

在汽车行业,比亚迪算是最早入局半导体的。早在2004年,比亚迪就成立了比亚迪半导体公司,在芯片的研发生产上拥有十几年的积淀。在此次大部分车企均面临芯片短缺的困局时,比亚迪却表示自产芯片不仅可以自足,还“有余量外供”。 

2005年比亚迪组建团队,开始研发IGBT(绝缘栅双极晶体管)。据其今年9月披露的数据,目前以IGBT为主的车规级功率器件累计装车超过100万辆。自2007年开始,比亚迪也在同步进行车规级MCU的研发。

据一位产业界人士透露,现在比亚迪的MCU实际在跟华为合作。他看来,国产汽车芯片最大的希望是在华为。据他了解,国内至少3-5个汽车品牌已经在用华为的中控系统,相当于是芯片加软件,华为内部是大兵团作战,工程师非常多,条线划分也很细致,已经在进入涉及到汽车动力系统的车规级芯片。“华为可能是能够突破汽车芯片的主力军,但这还需要时间。”

就在今年4月,华为联合意法半导体(ST)共同进行芯片开发开始被外界所熟知,双方除智能手机外,将重点涉及自动驾驶等汽车领域的芯片开发。在手机芯片受到美国制裁之际,华为也在寻找另一条出路。

除比亚迪和华为外,一些车企也已开始了相关布局。2018年,上汽集团同英飞凌成立了车用IGBT合资公司——上汽英飞凌汽车功率半导体(上海)有限公司。今年5月,北汽集团同Imagination集团和翠微股份联手进行自动驾驶芯片和语言交互芯片的研发,并成立了合资公司北京核芯达科技有限公司。 

同时,吉利汽车也与Arm中国共同出资成立了芯擎科技,未来将围绕自动驾驶、微控制器、智能座舱等芯片领域制定长远的研发及量产计划。在新造车势力中,理想和蔚来均已搭建自动驾驶团队,并开始了自动驾驶芯片自研进程。

今年8月,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,对支持芯片产业发展作出部署。11月20日,在工信部、科技部支持下,国内120余家整车及零部件、芯片企业成立中国汽车芯片产业创新战略联盟,该联盟表示,未来将专注于补齐关键汽车芯片自主供给体系和内循环格局。 

不过,在业内通常情况下,车规级芯片要上车服务,从设计到测试完成各种验证与认证,最快也需要2到3年的时间。

那么,在当前各相关机构和企业纷纷布局芯片的背景下,汽车产业再出现“断芯”危机时,中国能独善其身吗?

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