谁偷走了汽车的“芯”?“芯片荒”僵局何解?车企只能拼手速抢资源,入股国产芯片制造商地平!「图」

2021年03月03日 09:13:29

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席卷全球的“芯片荒”继续蔓延。日本福岛近海海域发生的强震以及2月美国半导体重镇得克萨斯州遭遇罕见暴雪,加剧了本就处于失衡状态的全球芯片供需,英飞凌、恩智浦、三星、瑞萨电子等多家芯片制造相关企业局部运转受阻、宣布暂时停产。

当前,无论是大众、福特、通用、雷诺、本田等国际车企巨头,还是长安等自主车企,皆受到缺芯的困扰,甚至是大量采用自研芯片的特斯拉,其位于加州弗里蒙特的工厂也因为缺芯一度停产。根据特斯拉CEO埃隆·马斯克近日推文,该工厂因零部件短缺停产两天后,上周已经重新启动。

这场史无前例的“芯片荒”,造成国内外不少车企产量缩水。“今年1~2月受影响最大,预计3月份后会逐步缓解。国内产量损失不是很好评估,预计最多会带来30万辆的产量损失,关键要看3月份后是否能逐步补回来。”乘联会秘书长崔东树近日对表示。

按研究机构IHS Markit预计,由于汽车芯片短缺,第一季度全球减产近100万辆汽车。咨询公司AlixPartners则表示,全球芯片短缺可能使汽车制造商今年损失610亿美元的营收。

至于“芯片荒”冲击波将持续到什么时候,业内对此判断不一。中国汽车工业协会副秘书长李邵华近日公开表示,相信在未来的半年甚至9个月的时间内,芯片供需的错配和不平衡的问题还会持续存在。当前的芯片短缺是短期的市场行为,最终还是要靠市场行为来解决。

“芯片荒”溯源

自2020年末以来,芯片供应短缺持续发酵,而导致汽车芯片短缺的原因错综复杂。

地平线创始人兼CEO余凯近日接受采访时分析指出,近几年随着智能化水平快速提高,诸多行业对芯片的需求加剧,尤其是车载芯片需求量快速攀升,但业内对汽车智能化发展速度预判出现偏差,导致供应链的规划没有跟上需求。车载芯片的产能要提前12个月做规划,而去年上半年由于疫情的影响,很多半导体企业对汽车行业芯片需求的判断是比较悲观的,所以在规划上比较保守,而中国车市迅速复苏超出预期,这是造成当前芯片短缺的主要原因之一。还有,华为此前抢购芯片,在一定程度上也影响到市面上的芯片短缺。

SMM电池材料研究团队分析认为,汽车行业对于芯片库存的管理不当也是造成当前芯片短缺问题的重要因素,当前汽车行业普遍采用的是准时制生产的模式,常常将整体原材料库存保持在一定相对较低的水平从而提高成本效益,也因此并未有大规模囤积制造所需零部件的习惯。而2020年上半年,新能源汽车的上游芯片供应商因疫情担心汽车未来需求下滑造成库存堆积,因此取消了大量上游晶圆厂代工厂的订单,使得汽车行业芯片库存处于一个较低的水平。

20年全球会有10座新的12寸晶圆厂进入量产阶段,新增产能达 1790 万片8寸约当晶圆,21年新增产能更是达到2080万片,创二十年来新高,预计2020年全球抛光液市场规模将超过15亿美元。而抛光液是目前为数不多的我国能够做到国产替代的半导体材料,而其中以安集科技的抛光液的国产化程度最高,其在中芯国际的先进工艺产线已经做到大规模量产,并且有望在长江存储进一步规模量产,受益国产化的确定性较强。

2010-2020年全球每年新增晶圆产能

2010-2020年全球每年新增晶圆产能

当前汽车圈出现 “芯片荒”,与疫情期间许多人待在家里的时间明显增多也有关,从而导致消费电子、家用电器类产品需求增多,耗掉不少芯片,这些产品与汽车有部分芯片是通用芯片。

此外,国内车企普遍出现芯片短缺,在很大程度上与依赖芯片进口有关,芯片从下单到生产,大约需要6个月时间,而去年下半年中国车市恢复这么快,而虽然国内汽车产业链不断完善,但在芯片等核心零部件方面依然未能突破瓶颈,一旦出现供应紧张,一些厂商开始囤货,从而影响到市面上芯片的正常流通。

Wind数据显示,目前国内汽车行业中车用芯片自研率仅占10%,90%的汽车芯片都是依赖从国外进口。绝大多数汽车尚未能做到零部件百分百本地化生产。例如,广汽乘用车一张采购清单显示出本地主机厂对国外芯片的高度依赖:广汽乘用车用在换挡操纵机构、导航主机等上的芯片来自于恩智浦,主要产地在马来西亚、菲律宾、荷兰、泰国、新加坡、墨西哥;用在组合灯、无钥匙启动/智能进入系统控制器等方面的芯片来自于英飞凌,主要产地在马来西亚、德国、菲律宾、新加坡等地;用在换挡模块、组合仪表等上面的芯片来自于瑞萨电子,主要产地在马来西亚、日本等地。

而在疫情防控下,很多国家需求锐减,东南亚芯片厂判断失误,进行了减量、裁员。当中国V形反弹,主机厂生产都在爆发式增长,芯片生产排期生产便跟不上。

近日发布的一份研报称,芯片在汽车领域的应用十分广泛,品类繁多,其主要包括微处理器(MCU)、模拟电路(AC-DC、DC-DC)、逻辑电路(FPGA)、存储器、分立器件(主要为功率半导体,有IGBT、MOSFET 等)、传感器(加速度计、TPMS)等。

我国车载芯片企业普遍起步晚,目前国产芯片企业寥寥无几。比亚迪属于国内较早布局芯片的企业,从2005年起已开始研发,2009年推出首款自主研发车规级IGBT芯片,2018年推出了IGBT 4.0;2007年,比亚迪开始研发工业级MCU芯片,2019年推出第一代32位车规级MCU芯片,并实现国产化零突破。无论是IGBT芯片还是MCU芯片,比亚迪研发制造周期都超过了十年。而成立于2015年的地平线,则是目前国内唯一经过前装量产验证的汽车智能芯片企业。

与国外芯片制造相比,国内在芯片和电子元器件有一定产业基础,但差距主要体现在芯片设计、晶圆制造及封装环节。了解到,本轮芯片短缺主要集中在车身电子稳定系统ESP与MCU等中高端芯片上。而中高端芯片市场主要被博世、大陆集团、采埃孚等国际厂商所占据。中国车规级MCU市场占全球份额超过30%,但绝大多数依赖进口。

当前,采埃孚等国际零部件巨头也受芯片短缺所困。采埃孚中国方面接受采访时回应称,计算机芯片及各类电子元件的短缺会导致车辆的生产供不应求,因此,目前全球性的半导体短缺已对整个汽车行业造成广泛影响。产量下跌对采埃孚的工厂及员工所带来的影响尚无法预估,而这一局面将持续多久亦无法预测。而博世中国方面也谈道,面对芯片供应短缺状况,博世正继续与供应商和客户保持密切沟通。这些作为整车厂的一级供应商,通常集成别人家的芯片形成系统,然后交付给整车厂,而这些国际零部件巨头也承受着不同程度的芯片短缺压力,并在一定程度上向中国车企传导。

“芯片荒”正引起国内汽车产业对芯片等“卡脖子”技术的重视。余凯谈道,由于车规级芯片存在研发周期长、创业门槛高的特性,许多企业不愿意投入这一赚钱慢的行业,往往倾向赚快钱,而这次问题出现之后,汽车产业对芯片底层投入重视起来。

短缺冲击波

由于各大车企对供应链把控等情况不一样,受芯片影响程度也有所不同。

有消息称,负责凯美瑞和C-HR等车型生产的广汽丰田第三生产线在今年初曾停产4天,为了保证后期生产不再受半导体芯片影响。广汽丰田方面3月1日接受采访时称,该企业现在生产正常。

近日,广汽丰田旗下第八代凯美瑞迎来中期改款,位于广州黄埔大道中的广汽丰田第一店,随着新车到店,这几天来看新车的消费者有所增多。广汽丰田第一店相关负责人许子军接受采访时谈道,该店暂时没有受到很大影响,产品供应和价格都没有出现异常。

虽然日本地震导致丰田汽车在日本一半生产线在上个月出现暂停运转,但丰田中国方面接受采访时称,全球芯片短缺以及日本地震暂时未影响到丰田汽车在华生产。了解到,丰田汽车前不久在财季报中指出,该公司芯片库存可维持四个月,预计产量不会立即受到冲击。由此可见,此前采取“准时”生产体系而尽力减少零部件库存的丰田汽车,在多次受到地震的重创之后,对“准时”生产体系不断改善细节,对芯片等核心零部件库存有所调整。与其他销量上百万级别的车企相比,丰田受芯片冲击相对小些。

而同属日系阵营的本田,目前因为芯片供应不足导致部分车型产量受限。据外媒报道,本田因汽车芯片供应不足,决定从2021年1月起在日本每月减产4000辆左右。今年以来,本田在华的广汽本田等合资企业在一定程度上也受到影响。本田中国方面近日接受采访时谈道:“部分车型受到芯片供应不足的影响,我们通过调整车型排产规划等措施进行应对,尽量将影响降至最低。”

芯片短缺普遍让全球车企受到冲击。大众汽车方面表示,芯片短缺将持续到第二季度。戴姆勒方面则表示,半导体瓶颈对于销售额的影响主要集中在一季度,但该公司预期受到影响的产能有望在年内剩余时间里弥补。保时捷预计未来几个月的日常运营可能会受到非常严重的影响。雷诺此前也警告称,芯片短缺或导致该公司今年汽车产量损失10万辆。

福特汽车方面表示,该公司今年第一季度产量可能减少20%,或导致今年调整后的息税前利润减少10亿至25亿美元。通用汽车方面也表示,由于芯片供应不足,该公司被迫削减其在美国、加拿大和墨西哥工厂的产能,并将在3月中旬重新评估生产计划,预计芯片短缺将使其2021年调整后的收益减少15亿至20亿美元。不过,通用汽车首席财务官雅各布森上周公开表示,经过过去几个星期汽车行业芯片供应剧烈的波动后,通用汽车自家的情况有所好转。现代汽车则在去年年底加快采购芯片,但如果芯片短缺情况不能很快得到缓解,这也可能会对现代汽车造成冲击。

目前,长安汽车等自主车企一些特定汽车电子元件的芯片也出现短缺。

面对芯片供应不足,一些芯片企业纷纷加快调整。台积电表示,将通过调整半导体生产工序,将汽车芯片的交期缩短一半。联电则表示,该公司提高生产率增加的产量或将优先分配给汽车行业。此外,三星也正在考虑紧急扩大汽车芯片的产能。

而全球芯片供需失衡,导致其价格也在发生变化。出于原料成本上涨、产品生产周期变长等因素,一些芯片制造商开始涨价。目前,恩智浦、瑞萨电子和东芝等多家芯片厂商已陆续上调了汽车芯片的价格。“市场的紧张供需关系导致芯片生产厂商掌握着主动权,上游产业链借机将价格抬高,这可能也是它们的一个目标。主机厂和芯片厂商合作协议一旦订下来,价格周期锁定就比较长,这样就把价格守住了。

芯片供应短缺引发连锁反应,如何补链、强链以及控链,成为车企正不得不面对的考题。

“比拼手速”是当前不少主机厂缓解“芯片荒”的策略之一。广汽乘用车采购部配套科共有21人,面对500多家供应商10万多零件,正在想方设法保障零部件与生产供应顺利对接。以往,主机厂往往只是管控到一级供应商,经过去年疫情导致全球产业链动荡之后,广汽乘用车为了稳定采购链,现在已经一路上溯,深入到二级、三级供应商的体制中。如果国内供应商自己可以做的零件,例如去年短缺的线束等零部件,在得到主机厂技术中心质量部确认后,就能快速进行国产化替代。不过,芯片暂时无法国产替代,该企业只能继续“抢资源”。

广汽乘用车采购部配套科的科长陈伟东谈道,即使芯片价格炒到十多倍,相对于整辆车的产值来说还是小的,可麻烦的是,给钱也可能都买不到。因此越早去抢芯片,将可能抢到越多。

越是重要的芯片供应越紧张,主机厂要去“抢资源”,看谁的反应速度快。早在今年1月,广汽乘用车开了一次芯片供应商线上大会,对每一家芯片供应商进行逐一确认,然后把芯片的年度需求计划给到供应商,马上抢订全年的芯片。陈伟东称,从一级供应商到二级代理商再到原厂,三个层面的高层,主机厂都要去攻关和争取。

不过,“抢资源”只是权宜之计。除了加快向海外供应商采购芯片之外,广汽还从长远布局,已入股国产芯片制造商地平线。不仅是广汽,长城汽车、比亚迪、上汽等多家自主车企日前都纷纷投资地平线或与地平线达成战略合作协议。当前,主机厂尤其自主车企使用国产供应链的意愿较之前有所增强。

近日,全国人大代表、长安汽车董事长朱华荣对外公布其即将在两会上提交的建议,其中提到汽车芯片存在随时断供风险,建议国家出台政策促进汽车芯片国产化,维护汽车供应链安全。具体办法包括设立汽车产业核心芯片及生产设备国产化重大专项,设立芯片薄弱环节的重大科技专项,掌握EDA设计软件、生产设备(高端光刻机)、原材料等国产化核心技术,提升我国芯片产业的核心竞争力;强化激励政策鼓励企业加大投入,支持芯片设计和制造企业,弥补空白芯片领域;推动和鼓励主机厂敢于试用或大规模应用国产汽车主芯片,支持主机厂在整车开发过程中与国内汽车芯片商及早开展汽车芯片定制化研发,通过深度协作来提升汽车芯片品质与供应稳定性等。

在全球汽车半导体行业二十强中,中国大陆企业安世半导体仅占一席。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不到5%,部分关键零部件进口量在80%至90%。

中国电子信息产业发展研究院院长张立分析,相比于消费类芯片,汽车半导体对性能要求严苛,车规级认证对半导体产品的可靠性、一致性、安全、稳定性、寿命等方面要求更高。相应地,车规级芯片也存在研发和验证周期漫长、开发和运营成本较高、产业链配套要求高、涉及重大安全责任等特点,具有较高的行业门槛。

“汽车芯片产业链国产化趋势会加强,车企不得不考虑在产业链不安全时怎样能够补上。不过,短期供给端主要还会依赖进口,国产只是作为备选计划。此外,现在多家车企在芯片领域投资,主要是为自动驾驶板块做准备工作。”崔东树对表示。

此外,崔东树谈道,汽车行业普遍采用的准时制生产模式会有所改善。通常情况下,一款芯片的制造、封装和测试等整个过程需要十几周左右的时间,这与车企管理供应链的方式不匹配,过去主机厂将芯片库存压得过低,未来很可能会做一些调整。崔东树还分析指出,当前主机厂对汽车芯片采购也会存在一定顾虑,并不会一味疯狂抢着下单,当前中国车市水平仍处于较低迷状态,还没恢复到2017年左右的水平,因此产量上没有异常增长的特征,而且随着汽车新四化发展加速,芯片将不断升级,车企会逐步减少对当前汽车芯片的需求。也就是说,现在尽管产能不足,供应商也不会扩产,而是会向新技术芯片去靠拢。

同时人工智能得益于5G的技术便利,可以全方位提升算法、算力和获取及处理数据的能力,其应用场景也逐步扩张至消费电子、汽车电子、视频处理、边缘计算及智能制造等下游领域,发展前景广阔。2019年全球人工智能芯片市场规模为110亿美元,市场逐渐饱和,市场规模增速逐渐放缓。预计2024年的全球人工智能市场规模为630亿美元。

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在芯片领域,车载的门槛很高的,车规AI芯片更是全新的领域。目前来看,很多公司都有这个计划,但是还没有成熟的面向市场的量产产品推出。已同国内外多家主机厂以及一级零部件供应商深度合作的地平线,在车规AI芯片上主要与英特尔和英伟达等芯片企业竞争。不同于英特尔Mobileye与车企合作的封闭模式,地平线提供开放工具链、参考算法等AI开发平台,可以快速灵活实现差异化的功能。而英伟达等在辅助驾驶、智能座舱多模交互方面完全没有产品,芯片功耗在比较高的档位。但即便如此,地平线依然有危机感。

“国产汽车智能芯片和操作系统只有未来三年左右的时间窗口,到2023年,如果地平线或者任何一个汽车智能芯片赛道的玩家在智能汽车领域的市场占有率做不到前三,那就基本失去了参加决赛的入场券。所以我们必须要先发制人,对标特斯拉的芯片基本上要在年内推出,并完成与汽车的配适。”地平线与比亚迪联手,不仅是获得比亚迪在资金方面的战略投资,还因为其与比亚迪研发的芯片技术方向不同,双方加快技术等资源整合,希望在汽车智能化时代中抢到入场券。

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责任编辑:陈光标_HN

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近几年床垫行业市场规模将保持快速增长,行业市场集中度偏低「图」

1天前
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