引言

 

自2020这个“神奇又悲壮”的年份以来,我们见识了面对疫情人们的渺小与伟大,我们也看到了国际间的角力与发展,而芯片则成了这些重要事件的聚焦点,或许人们普遍关注的是消费电子类芯片,而汽车芯片也同样是这波缺芯潮的重灾区,那么具体情况如何?本文就带大家了解一下!

 

首先我们先来探究汽车缺芯的原因,先了解一下目前汽车行业的状况,3月26日,蔚来汽车发布公告称,因半导体的整体供应紧张,停工5天,而且已经影响蔚来汽车今年3月份的汽车产量。

 

图片来源:蔚来汽车官网

 

不仅仅是蔚来汽车因缺芯出现了汽车停产的情况,各大知名汽车厂商全部陷入缺芯境地,先是减产、推迟部分产品线,部分工厂甚至也出现了停工的状况。由此可以看出“缺芯”状况进一步加剧。

 

图片来源:网络

 

其实,从2020年下半年开始,全球就已经掀起了一股汽车供应链“芯片荒”,近期则蔓延了到了汽车厂商。

 

图片来源,央视[经济信息联播]

 

究其原因,无外乎疫情、国际关系以及宏观经济两大方面,而在汽车产业则受供应链影响存在一定的滞后性,下面我们分开来说。

 

为什么会缺芯?

 

一、疫情原因:

首先,我们都知道汽车制造商通常有一个短期的“准时生产”管理周期,以保持低库存。受到去年年初开始在全球发酵的新冠疫情的影响,汽车厂商们纷纷调整了销售预测,向芯片代工厂提出减产要求。

 

图片来源:http://www.whatissuv.com/how-will-the-coronavirus-pandemic-affect-the-automobile-industry/

 

其次,疫情让居家办公需求激增,芯片代工厂刚好将汽车厂商们减产掉的产能调整去生产手机、电脑等其他电子产品。

 

但是,令所有汽车厂商们没有想到的是,汽车需求在2020年下半年快速反弹,此时汽车厂商们期望恢复芯片供应时,突然发现芯片代工厂的产能不足,无法及时供货。

 

而且我们汽车上使用的芯片属于车规级芯片,它的安全级别比消费级或工业级的芯片更高,也就意味着车规级芯片生产周期更长,一般需要3至6个月时间。因此就算汽车制造商在缺芯发生时,及时提出订单需求,也需要3-6个月后才能获得所需芯片。

 

图片来源:大众官网

 

所以,疫情是造成本轮缺芯的根本原因,但近年来国际关系的变化也加剧了整体供应链的紧张。

 

二,贸易战与科技战引发的芯片预防性库存:

从特朗普政府到现在的拜登政府,从早期的关税战到现在的科技战,相关的核心问题也从关税问题延伸到了一颗小小的芯片

 

 

尤其是在美国对华为进行制裁以后,华为因为美国制裁而缺芯,大量的囤积手机芯片,市场上消费类电子芯片此时开始有一定短缺。另外,国内其他一些公司由于也担心潜在的进出口贸易限制,有意识的开始大量囤积消费类电子芯片及半导体零部件等,芯片代工厂将一些原本预留给汽车芯片产能调配至手机等消费类电子芯片,所以由贸易战引发的预防性库存也在一定情况下加剧了市场上芯片的存货不足。

 

 

加之中国科技产业的快速发展,如5G、云存储、智能汽车等发展对芯片的需求与日俱增,市场上需要芯片的产品也越来越多,供需的急速变化也是致产业链上芯片供给失衡的一个重要因素。

 

 

三,在宏观经济层面:

疫情时期,疫情期间出现货币超发现象,进而导致货币贬值,利率下降,资金考虑避险,纷纷买入“硬通货”,因此大量货币流入期货市场,期货价格上涨直接提高了现货价格,而大宗矿产是半导体的主要原材料,芯片原材料成本也水涨船高,引发了原材料抢购、囤积和投机现象。另一方面,2020年新能源股大幅度上涨,一些企业从金融市场中获取大量的廉价资金盲目投入新能源市场。投资需求大规模增加传递到上游市场,芯片制造紧缺,价格迅速上涨,引起结构性通胀,通货膨胀通过材料成本和投资需求传递到芯片领域,造成芯片价格迅速上涨。继而造成汽车厂商的成本上涨,从而不得不降低产量。

 

图片来源:网络

 

综上所述,汽车“缺芯”是多个层面共同作用,导致的结果,而中国市场更为复杂。

 

既然说到中国市场,那么国内汽车市场究竟缺什么类型的芯片呢?

 

最缺什么芯?

 

我们先认识一下汽车芯片的八种分类:

高性能计算芯片(AI芯片/GPU)

微控制器(MCU)

存储芯片(DRAM/Flash)

CMOS 图像传感芯片

显示驱动芯片

模拟芯片(混合/电源/功放)

功率元器件

传感芯片(压力、流量、惯性、湿度、红外等)

 

 

此前媒体曾报道过,目前汽车上最短缺的是MCU芯片,交付周期延长4倍达到20-50周。

 

为什么是MCU呢?

因为首先MCU在汽车电子中需求高,而且数量多,据统计,随着汽车智能化的发展,一辆汽车中平均装备的MCU数量动辄上百颗,甚至数百颗。

数据来源:公开资料整理

 

在众多的汽车芯片中,MCU几乎应用于汽车所有领域,包括动力系统(发动机ECU、变速器ECU)、底盘(安全气囊ECU、防抱死制动系统[ABS]/电子稳定控制[ESC]ECU)、通信娱乐系统、车身(车门ECU、车身控制模块)和高级驾驶员辅助系统(ADAS),如驻车ECU。

 

其中,MCU在车身控制领域是我们消费者最能直观感受到的,如控制雨刮器的开启和速度控制,控制全车各个车窗升降,控制电动座椅等。

 

据统计,在一辆燃油汽车使用的所有半导体器件中,MCU成本占比接近30%。因使用量大,MCU芯片缺货对汽车的影响也是巨大的。

 

 

 

 

在市场规模上,全球车规级MCU市场规模预计将从2020年的65亿美元以上增长至2026年的88亿美元,CAGR+6%,与汽车芯片行业的整体增速接近。其中,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。

 

图片来源:网络

 

另外,据美国伯恩斯坦研究公司预计,2021年全球汽车芯片短缺,将造成多达450万辆汽车产量的损失,相当于全球汽车年产量的5%左右。

 

AlixPartners也评估认为由于全球汽车缺芯,2021年汽车行业收入损失估计从610亿美元上调至1100亿美元,今年全球汽车产量将减少390万辆,约占2021年汽车总产量的4.6%。

 

缺芯什么时候能好转?

据波士顿咨询旗下智库Inverto预计,汽车半导体芯片短缺对汽车行业影响将持续半年甚至三个季度。

 

蔚来李斌也在一季度财报会上提到:芯片供应的拐点,行业认为3季度会好一些,4季度会明显好转。

 

台积电CEO魏哲家在电话会议上表示,部分“关键半导体”的短缺问题将至少持续到今年年底,甚至是明年。

 

咨询公司AlixPartners更是预计第二季度对生产的影响最大,然后在下半年和2022年逐步改善。

 

貌似大家都认为至少在明年缺芯的问题将得以缓解,但事实真是如此吗?

 

首先疫情情况并不明朗,除了中国、美国等疫苗充足的国家可以将疫情控制住,印度、东南亚等地整体的疫情还未控制住。

 

图片来源:网络(北美疫苗接种率图)

 

近期曾报道台湾的疫情可能会对晶圆的制造有巨大的影响,毕竟台积电占有全球晶圆市场的50%左右的份额,市场上MCU芯片也预计70%左右是由台积电代工。所以台积电的产能也间接的影响了大部分汽车芯片能否可以满足供货。

 

图片来源:BBC中文网

 

所以英特尔公司CEO帕特·基辛格(PatGelsinger)曾表示,全球芯片供应短缺可能会再持续两年。

 

在这种情况下,对国内半导体行业来说其实是一次非常好的机会,可将国内芯片制造全产业链(芯片设计、晶圆制造及封装测试)全面发展,减少对外国公司的依赖。

 

缺芯带来的机会?

我们从晶圆制造,设计以及封测三个方面去说,

 

首先,在制程方面,我们国内芯片在制程上受制于设备及技术,无法生产类似5nm、7nm的晶圆,但在这汽车芯片层面,其实反而对制程的要求没有太高,国内晶圆制造完全有能力可以去满足。

 

另外,在产能方面,以国内知名企业来说,中芯国际3月份表示要153亿在深圳建厂,目标是28nm制程产能大约是4万片/月。随后,台积电4月份就批准斥资29亿美元扩大其南京工厂28nm制程的产能4万片/月。

 

但这些晶圆厂的数量远远不能满足汽车芯片的需求,所以我们需要扩大产能的同时,也希望政府能针对汽车工业有一定的政策扶持,以便晶圆制造企业可以针对产能进行更好的结构优化,共同推动产业的发展,并帮助汽车半导体芯片的制造。

 

 

2月26日,工业和信息化部电子信息司和装备工业一司主办、中国汽车芯片产业创新战略联盟、国家新能源汽车技术创新中心承办的汽车半导体供需对接专题研讨会暨《汽车半导体供需对接手册》发布活动在北京举行。

 

其次,在芯片设计方面,本土的设计能力已经可以达到很高的水平,如:四维图新旗下杰发科技AutoChips设计的55nm的AC781X系列,是国内第一颗正式通过AEC-Q100 Grade 1认证的32位车规MCU芯片

 

图为:四维图新旗下杰发科技AutoChips(MCU芯片)

 

在封装及测试方面,由于封测的门槛相对较低,国内企业最早以此为切入点进入集成电路产业,近年来,国内封测企业通过外延式扩张获得了良好的产业竞争力,技术实力和销售规模已进入世界第一梯队。2018年国内封测三巨头长电科技、华天科技、通富微电在全球行业中分别排名第三、第六、第七。

 

所以在不久前,全球顶级咨询公司波士顿顾问公司(BostonConsulting Group, BCG)曾预测,未来10年,中国将占全球芯片产能的45%。

 

四维图新旗下杰发科技AutoChips目前的订单需求量也相较以往有一定增长,我们也欣喜的看到,由于国际关系的不确定性,各大厂商也已经开始寻找进口芯片的国产替代方案,

 

综合来看,在汽车芯片领域恰恰是我国芯片产业调整的最好时机,也是国内本土芯片厂商的绝佳机会!

 

期待通过国家的政策扶持和本土企业的齐心协力,让中国早日摆脱“缺芯”的情况,那么大家预测缺芯将会缺到何时呢?