2020年爆發(fā)的汽車芯片短缺后勁還未消去,從目前市場情況看,雖然市場供需雙方意愿均強烈,但是由于車規(guī)芯片成本上升、認證量產耗時長、產能預定周期較長等問題,汽車芯片IDM和一級零部件供應商在與晶圓代工大廠就2023年的產能供應和制造報價談判上不太順利,因此前者在明年想要獲得足夠的產能支持可能不容易。
業(yè)界供應商暗示,目前談判較為困難的一項,是就預付款達成一致,雙方并不確定應該投資于共同未來,還是只為訂單支付保證金。
由此看,關于汽車缺芯問題已經(jīng)到了新的轉折口,汽車產業(yè)、芯片產業(yè)二者之間的產業(yè)鏈生態(tài)正在慢慢搭建,如果雙方在此節(jié)點能就價格等基本事項達成一致,這或是解決車規(guī)芯片短缺的有效一步。
我國在車規(guī)芯片方面發(fā)展較晚,2021年,國創(chuàng)中心牽頭在工程學會發(fā)布了《純電動乘用車車規(guī)級芯片一般要求》,首次正式提出了車規(guī)級芯片的定義,車規(guī)級芯片就是“滿足汽車質量管理體系,符合可靠性和功能安全要求的集成電路”。
汽車領域在經(jīng)歷了這兩年的缺芯期后,芯片需求得到了足夠的重視,再疊加當下消費電子市場疲軟,代工廠有更強意愿及能力來支持汽車芯片的生產。業(yè)界人士稱,實際上,他們非常愿意為汽車或工業(yè)芯片解決方案分配更多產能,來著眼于5G、AIoT、新能源和未來汽車應用的長期強勁需求。但想要代工廠這邊供給端與市場需求端適配,還需要一些時間,原因將在下文闡述。
值得注意的是,現(xiàn)在汽車芯片端缺口仍然較大。業(yè)界消息顯示,持續(xù)到今年下半年,各大車企均有不同程度的掉量和交付延期。日產汽車美國分公司在11月9日表示,供應鏈問題將迫使其在本月降低該公司位于密西西比州的坎頓(Canton)裝配廠的產量。長安汽車董事長朱華榮近日也在中國汽車論壇上表示,今年1-9月,長安汽車因缺芯貴電掉量60.6萬輛。
并且,部分汽車芯片需求量還在持續(xù)上升,中國汽車芯片創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長鄒廣才在11月15日舉行的第四屆硬核中國芯領袖峰會上表示,在典型的新能源汽車各系統(tǒng)中,一般需要400—500顆芯片(不包括二極管/三極管/傳感器),并且未來新車的芯片數(shù)量也會因為新功能的增加,導致部分類型芯片數(shù)量增加。結合海思在2021年公布的數(shù)據(jù)中顯示,汽車智能化+電動化時代開啟,帶動汽車芯片量價齊升,預計汽車半導體占汽車總成本的比重在2030年將會達到50%。

△鄒廣才演講截圖(全球半導體觀察攝)
近日,博世中國執(zhí)行副總裁徐大全在“2022博世汽車與智能交通技術創(chuàng)新體驗日”上表示,缺芯的問題還沒有解決,而且明年的預測也不樂觀,很多芯片供應商反饋明年還不能滿足我們的采購需求。
綜合市場情況看,汽車芯片依舊短缺,其中汽車MCU、IGBT等部分類別芯片十分緊缺,且由于車規(guī)芯片的量產耗時較長,預計今年芯片產能缺口仍難以彌補。
車規(guī)芯片要求“高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性”,其需要2—3年嚴苛認證才能進入汽車供應鏈,也因為此車規(guī)芯片擁有著5—10年的超長供貨周期。在此條件下,“汽車—汽車電子—整車”便形成了強綁定供應鏈。
當下阻礙車規(guī)芯片放量的原因主要還在于車規(guī)芯片技術壁壘和研發(fā)成本均較高,部分制作車規(guī)芯片的成熟制程晶圓和芯片利潤又過低,導致擴產放量緩慢,進一步使得結構性缺芯成為常態(tài)。但最為關鍵的,還在于汽車產業(yè)、芯片產業(yè)之間產業(yè)鏈生態(tài)還沒有建設完善。
(1)成本高居不下,車規(guī)芯片定價難商
業(yè)界人士表示,保證車規(guī)芯片的質量供應需要付出較高的成本,這也是汽車芯片IDM和一級零部件供應商與臺積電等代工廠遲遲談不下代工定價的原因。
如果代工廠需要將產能轉換為汽車芯片,首先他們需要花費較長的時間完成一系列復雜且耗時的汽車安全測試和規(guī)格驗證。其后,為了確保汽車芯片大規(guī)模生產所需的良率,還需要付出大量的額外成本。
在這種情況下,IDM或一級汽車零部件供應商希望從臺積電等主要代工廠獲得優(yōu)惠或固定報價將是一個巨大的挑戰(zhàn),盡管他們承諾了大訂單。
(2)部分晶圓及芯片利潤過低,廠商擴產熱情不高
芯片也分主流與非主流芯片,對于一些利潤空間較低的非主流芯片而言,大規(guī)模擴產風險較大,就如當下對于車規(guī)芯片較為重要的8英寸晶圓以及部分功率器件短缺困境一般。
8英寸晶圓主要用于成熟制程及特種制程,其主要工藝制程集中于0.13-90nm,下游應用以工業(yè)、手機和汽車為主,主要包括功率器件、電源管理芯片、非易失性存儲器、MEMS、顯示驅動芯片與指紋識別芯片等。
近兩年的汽車缺芯進一步推動了8英寸晶圓的需求上升,但從8英寸的長期發(fā)展趨勢看,其產線數(shù)量卻是不斷下降的。原因還在于8英寸產線均較為老舊,市場以12英寸為主流產線。許多廠家考慮到8英寸晶圓產線的“年邁”,設備老舊且更新不易(目前8英寸設備主要來自二手市場),且收益不如12英寸晶圓等因素,越來越多大廠將8英寸晶圓切換到12英寸晶圓上來。而且建設投資12英寸晶圓廠的資本支出動輒達到百億美元,對于大部分廠商放棄8英寸就成為必要了。
據(jù)外媒報道,現(xiàn)在有一些國際IDM正率先將高利潤的汽車MOSFET和IGBT功率模塊生產從8英寸遷移至12英寸,以提高其在該領域的競爭力,不過距離大范圍投放入市,還需要較長一段時間。
一環(huán)扣一環(huán),部分功率器件的缺失,上述8英寸晶圓產能不足也是造成部分功率器件緊缺的原因之一。另外,據(jù)供應鏈消息顯示,許多零部件廠商在手訂單指向飽和,由于單位產品利潤并不高,企業(yè)考慮到如若擴產,其所需要承擔的設備投資負擔過重,而未來還可能需要承擔產能過剩風險,由此考慮,其維持現(xiàn)狀的可能性較大。
對于上述困境,相關的汽車協(xié)會以及業(yè)界人士近期也曾呼吁,產業(yè)鏈上下游需要進一步溝通,逐漸建立起風險共擔的合作關系。
近期我國汽車芯片產業(yè)迎來了新的發(fā)展,中國汽車芯片產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長鄒廣才在近日出席活動時表示,汽車芯片國行標準有望在十四五期間會陸續(xù)得到落地、研制和應用。

△鄒廣才演講截圖(全球半導體觀察攝)
在其現(xiàn)場演講內容中,我們可以明顯關注到,隨著汽車電氣化、網(wǎng)絡化、智能化、共享化的發(fā)展,汽車產業(yè)芯片應用也發(fā)生了一些新變化,其中汽車芯片數(shù)量的變化值得關注。
其主要觀點是,新能源汽車的發(fā)展并非意味著芯片使用量的絕對增加。由于新功能的增加,導致部分類型芯片數(shù)據(jù)的增加;分布式到域控制架構的變化到部分類型芯片數(shù)量減少;功能集成度高的芯片替代多個簡單功能芯片導致芯片數(shù)量減少。
具體來看,在典型的新能源汽車中,功率、控制、電源、通信、驅動和模擬芯片用量比較多,智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展也增加了對計算、安全、無線通信、存儲芯片和傳感器的需求;而隨著域控制器的發(fā)展,低端的MCU會被集成到SoC里面,另外,部分功能單一的芯片也可能會被集成到SoC或SBC芯片中。
據(jù)聯(lián)盟統(tǒng)計,國內目前大概有110家到130家企業(yè)開發(fā)和生產汽車芯片,公開宣傳顯示,50%企業(yè)實現(xiàn)了量產應用,超過70%的企業(yè)供應種類不多于10種。另外,有50多家芯片上市公司宣稱有車規(guī)級產品或者量產應用。

△鄒廣才演講截圖(全球半導體觀察攝)
為了加速汽車產業(yè)上下游的對接和推廣應用,在工信部的指導下,國創(chuàng)中心和汽車芯片聯(lián)盟依據(jù)半導體對接技術建立了首個中國汽車芯片在線的對接平臺,目前該平臺共有140余家單位,其中2/3為產品供給方,他們將提供他們的產品信息和測試信息,來助力上下游協(xié)同。
正如聯(lián)盟所講,汽車芯片產業(yè)涉及汽車和芯片兩大產業(yè),長下游鏈條長,分工高度專業(yè)化,我國汽車芯片行業(yè)還處在春秋的早期,國內汽車芯片企業(yè)起步較晚,近兩年發(fā)展十分迅速,競爭激烈,建議企業(yè)布局發(fā)揮各自產品特色和技術優(yōu)勢,與時俱進,避免陷入低端產品的無序競爭。
總體來看,車規(guī)芯片的短缺是一個長期命題,在解決的過程中也重塑著產業(yè)鏈“地貌”。目前汽車缺芯問題的解決已經(jīng)進行到行業(yè)共商共計的白熱化階段,破而后立往往是事物發(fā)展的新起點。今年進程已經(jīng)接近尾聲,明年又將發(fā)生何種變數(shù),我們拭目以待。
封面圖片來源:拍信網(wǎng)