2021/12/20 18:19:39
最新数据显示,2021年上半年,国内汽车产销分别为1256.9万辆和1289.1万辆,同比分别增长24.2%和25.6%。整体来看,市场持续增长,但6月份月度产销同比下滑明显,1-6月累计产销较1-5月增速分别下降0.2和1.4个百分点。
据中国汽车工业协会分析,在影响市场变化的因素中,芯片供应问题较为突出,原材料的上涨进一步加大了企业的成本压力。此前有预测称,芯片问题的影响将在今年第四季度有所改善,但宝马认为,芯片供应尚未出现缓和迹象,下半年供应将持续紧张,甚至可能导致进一步减产。
汽车行业缺少哪些芯片,短缺会持续多久?
2021年,芯片突然成为汽车行业的热门话题,“造芯片”成为今年汽车企业主要负责人的一件大事。汽车行业从来没有被芯片困扰过,但突然今年会因为芯片停产减产。
大众、福特、丰田等众多汽车企业纷纷采取减产等措施应对危机。此外,为了保证更高的利益,很多车企都做出了“弃车留帅”的决定。戴姆勒将有限的芯片供应优先给予奔驰S级等车型,大众集团也采取了类似措施。
全球芯片短缺导致410万辆汽车减产
芯片短缺的原因比较复杂,可以认为是很多“灰犀牛”在一起相遇,导致了芯片短缺。
首先是疫情。疫情导致芯片代工厂前期启动不足,生产线安排不足,一定程度上影响了芯片的生产。然而,这种现象去年才出现。在今年供应紧张的压力下,芯片代工厂已经满负荷运转。疫情的影响还在于,由于去年经济不景气,大量汽车工厂和供应商降低了生产目标,导致芯片代工厂只为汽车芯片安排了有限的资源。
其次,手机等高端芯片压制了汽车芯片的产能。此前,时任博世CEO的沃克马 · 邓纳在谈及芯片短缺的原因时,也谈到了国际市场的资源竞争,包括华为等在全球采购芯片,导致芯片工厂生产力集中,以保证消费电子市场的芯片供应。
消费级芯片要求低,利润高,因此芯片工厂比要求低、利润高的汽车级芯片更愿意投入生产线生产消费级芯片。
第三,汽车的电气化和智能化导致芯片需求增加。在以前的汽车中,机械零件占绝大多数,除了发动机和变速箱之外,几乎没有电子控制零件。目前,随着电气化和智能化的兴起,传统汽车越来越多的零部件也需要芯片来控制。比如目前燃油车上用的是电子水泵和电子油泵,为了节能,都需要芯片来控制。在智能电动汽车上,所需的芯片总数是传统汽车的两倍多。
一方面是芯片的需求在增加,另一方面是芯片短缺。
今年,几乎所有汽车制造商都削减了部分车型的产量或停产。第一季度,大众汽车削减了德国沃尔夫斯堡和埃姆登工厂的产量,预计产量将减少10万辆。奥迪在第一季度和第二季度采用了员工轮换制,芯片短缺对其部分车型的生产造成了负面影响。
在北美市场,6月初,有5.5万辆汽车因芯片问题停产,其中包括福特Escape和福克斯等热门车型。一季度国内汽车产量因芯片减少25万辆,国内大众和通用不得不短时间停产,以应对生产线饱和。
研究机构IHS预测,如果芯片短缺问题到今年年底得不到解决,可能会导致全球汽车减少410万辆。由于短缺,芯片的价格进一步上涨。近日,比亚迪宣布,由于上游产能不足,半导体价格将上涨5%,预计2022年价格将上涨10%-20%。
除了停产,一些需要芯片支持的高端配置也缺失了。比如日产、宝马、奥迪等高端车型的导航、车道偏离等配置无法供货,导致部分配置车型无法使用。
缺少什么样的汽车芯片?
这波汽车芯片短缺主要是指MCU汽车微控制器。
微控制器是将中央处理器、存储器、闪存、计数器、A/D转换器、串口等外设接口集成在一个芯片上的芯片级计算机。在国内,4位、8位、16位国产品牌等低端芯片MCU产品自给率较高,而高端MCU市场则以英飞凌、意法半导体、瑞萨、恩智浦等大品牌为主。
发动机、变速箱、ESP/ABS、车窗、安全气囊、空压缩机等。都需要MCU来控制。传统的燃油车有几十个MCU,比如宝马7系有40多个MCU,像蔚来这样的智能电动车会有几百个MCU。这些MCU控制不同的组件,但它们都属于汽车仪表芯片。
不同于消费级芯片的低要求,汽车级芯片的制造要求非常高。消费电子产品可以容忍停机和重启,但汽车中很少有芯片能接受这样的故障。以瑞萨车规芯片的要求为例:要求芯片在环境温度为-40℃至75℃、湿度为95%、15-25KV的静电环境下能够正常工作,并且还有20年的保质期,不允许损坏,产品不良率小于100万,几乎为零。
除了对产品质量的高要求外,车规级芯片还应满足国际汽车电子协会的规范:AEC-Q100可靠性标准、零故障供应链质量管理标准IATF 16949、ISO 26262的功能安全标准,其中,ISO 26262的功能安全标准应能有足够的冗余度,在不影响整车安全的情况下,保证发生故障时的产品安全。消费芯片没有这些要求。手机在0℃以下室外可能无法工作,玩具狗芯片半年后可能会坏掉。这就是汽车芯片的特点:不难但要求高,利润不高。
汽车MCU低于消费级芯片工艺,通常低于40 nm,最高级别也只有28 nm工艺制造水平。芯片制造是一个资产密集型产业,需要极高的资本和昂贵的设备。只有少数芯片工厂能够生产,TSMC就是其中之一。目前,TSMC生产的单片机约占全球的70%。
汽车产业链对策
目前,在全球芯片市场占据重要地位的厂商包括TSMC、三星和英特尔。TSMC在芯片产能方面处于领先地位。
在谈到芯片短缺时,全球领先的汽车零部件供应商博世高管提到,得益于过去成功稳定的供应链关系,博世一直奉行零库存战略,芯片几乎不库存,这也符合芯片需要更高保存环境要求的原因。由于博世的零库存,大众等OEM也将博世等供应商告上法庭要求赔偿。
芯片供应周期过长,短时间内不可能切换到第二供应商。芯片订购和交付需要16周,而一些复杂的芯片如ESP或导航系统则需要26周。因此,MCU的有限供应只能要求TSMC增加产能。
多年来,英飞凌、恩智浦和其他芯片制造商已经将订单转移给了原始设备制造商。英飞凌在2021年将65nm芯片转移到TSMC,之后在2021年,英飞凌一半的生产外包出去,计划在5年内将MCU外包比例提升到70%。瑞萨就更夸张了。2021年,瑞萨裁员,将车用MCU外包给TSMC。到目前为止,单片机的外包率已经达到90%以上。
“来自IHS的调查和分析数据”
因此,汽车芯片生产的所有鸡蛋都在一个篮子里。过去有七八家工厂一起生产芯片,但现在全球70%甚至更多的产能在中国台湾省。全球巨大的汽车芯片市场给了TSMC,TSMC应该赚很多钱,这是理所当然的。然而,现实是汽车芯片利润只占TSMC营收的3%,而手机芯片占48%。可见,在华为等公司去年囤积消费级芯片的背景下,TSMC会优先考虑华为的订单,汽车芯片的订单应该先“牺牲”掉。
汽车是一个复杂多样的产业,除了单片机芯片,还有上下游供应链。这种不正常的供应链关系也让整个行业反思。
一方面,TSMC提高芯片价格,以满足芯片扩张的要求;另一方面,所有国家都增加了对汽车芯片的投资,把鸡蛋从篮子里拿出来。美国也在制定一项长期芯片供应计划,TSMC在亚利桑那州价值120亿美元的工厂和三星在得克萨斯州的芯片工厂将发挥重要作用。欧盟也应该在TSMC的协助下建立一个先进的芯片工厂;中国也在积极投资支持本土芯片企业。
本轮芯片短缺也将让OEM、供应商和芯片工厂思考代工模式和外包组合带来的风险,提高供应链风险管理意识。可以预见,芯片危机的解决是一个漫长而缓慢的过程,芯片交付周期长,芯片工厂投资大。任何一家晶圆厂的建成投产都需要几年的时间,TSMC新的北美工厂投入使用也需要两年的时间。预计芯片危机可能要到2022年底才能完全恢复。(来源:原标题“迫在眉睫 芯片短缺或将持续到2022年”,作者:问答叫兽)
德国电子电气行业协会(ZVEI)表示,半导体需求保持高位,今年全球销售额将猛增21%至27%,相当于5330亿至5590亿美元。相比之下,全球经济产出增幅不到6%。
明年芯片行业销售额将增长4%至10%,全球收入首次突破6000亿美元。ZVEI警告称,由于交付瓶颈,全球很多车厂都停滞不前。目前暂无改善迹象,2022年甚至2023年仍将保持紧张。
“缺芯”在上半年难以改善
在摩根大通科技/汽车峰会上,多位半导体行业高管表示,无论是电脑芯片还是汽车芯片,短期内短缺问题都无法解决。大多数企业高管都预计,在2022年中期以前都无法看到芯片供应短缺改善的迹象,而且很多高管甚至预计,今年全年都难以改善。
◆ 英伟达首席财务长克雷斯(Colette Kress)表示,预计下半年的芯片供应将有所改善。由于芯片严重短缺,英伟达生产的显卡芯片在市场上的售价已经比其零售定价高出数千美元。
◆ 芯片代工巨头格芯对于未来供应的判断更加悲观。该公司认为,由于芯片用途激增,而提高产能所需的时间漫长,这意味着今年的形势将难以缓解。格芯首席执行官Tom Caulfield在论坛上表示:“很难想象未来两年我们会不谈论供应问题…我认为2022年不会有任何缓解。”
◆ 安森美首席执行长Hassane el - koury 认为,2022年芯片都将供不应求。安森美主要生产汽车电源管理芯片,这一芯片对于电动车尤其关键。
◆ Analog Devices Inc.则略显乐观。该公司CFO Prashanth Mahendra-Rajah认为,今年8月之后芯片产得以释放,供应量将大幅提高。
所有的行业高管都认为,当前的芯片需求旺盛完全反映了客户的实际需求,目前还没有迹象表明存在那种可能导致库存过剩、随后需求崩溃的囤积行为。(来源 / 财联社)
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