图 | 源自网络


汽车产业芯片“荒”正在全球经济稳步恢复的大潮下,形成暗中涌动的激流,反卷起新的漩涡。


“缺货非常厉害。”一位老牌芯片企业的商务负责人介绍,在他近期接触的多家车企客户中,很多人见面后首先讨论起来的是:哪里还有芯片可买?


自2020年底开始,汽车行业“缺芯”便陆续显现出来。大众、奔驰、丰田等多家车企陆续宣布因此减产或停产部分工厂,通用和福特认为2021年收益将因此减少15-20亿美元;日本本田和日产汽车对3月份产量预估的结果则是约减产25万辆……伯恩斯坦咨询预测,由于汽车芯片短缺,2021年汽车产量将会减少200万至450万辆,相当于近十年以来全球汽车年产量的5%左右。“甚至可能掀起行业和国家之间‘芯’的争夺战”,评论人士认为。

图 | 源自IHS Markit


此轮汽车芯片“荒“究竟是怎样发生的?汽车产业该如何应对和化解?我国芯片产业又该从中吸取和借鉴什么?


“缺芯”缘何发生?


芯片产业链包括集成电路设计、芯片制造、封装测试三个关键环节。现代汽车由电子控制替代机械控制,芯片在汽车上的使用也越来越多。


目前,恩智浦、英飞凌、瑞萨、意法半导体、德州仪器、博世等国外企业占据着传统汽车功能芯片市场的大部分份额。公开报道显示,虽然国内比亚迪、斯达半导体、中车时代等企业都已拥有IGBT等芯片的研发生产能力,但自研率仍未超过10%。汽车芯片供应链的“命脉”仍把控在国际芯片巨头手中。


此轮“缺芯”首先与汽车芯片全产业链自身特点相关。


在诸多芯片应用的领域,如消费、工业、医疗、通信、航空、汽车等中,汽车用车规级芯片的行业壁垒相对较高,尤其与“瓜分”了当前芯片代工大部分市场的消费类芯片相比,汽车芯片不仅研发周期长、整体投入大、而且认证检测等工艺环节更为严格,全产业链呈现门槛高、成本高、生产难度大等特点,这使得汽车芯片的生产制造极容易受外部因素影响。


当前,随着全球汽车向电动化、智能化进程的推进,芯片需求高速增长,甚至超过了整车销售。据百人会智能网联研究院整理数据,2015-2019年,全球汽车销量平均增速为1.2%,但汽车芯片平均增速达10.2%。芯片供应链的长度、复杂度和数量级等均有提升,这也加大了断供等风险发生的可能。


不过,“这次汽车芯片短缺的主要原因还是疫情。”黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣谈到。2020年新冠疫情延续良久,芯片市场持续低迷,很多企业由此调低了生产预期,停止扩大产能甚至关闭了部分工厂。但是随着全球居家办公人数的增多,个人电脑及消费类电子产品数量大增,国内汽车尤其新能源汽车也在下半年呈现出强势反弹,使得各类芯片需求激增。这一相对剧烈的变化,令“反射弧”特别长的芯片产业链有些反应不及。


据杨宇欣介绍,近段时间,在南方地区例如深圳等地的芯片中上游企业,经常有很多采购商拥挤在库房门口,甚至手握现金要求直接拿货,即使部分材料价格已经上涨几十倍,仍有人表示不计代价:有多少货要多少。芯片短缺可见一斑。


同时,在细分领域,因消费电子类芯片的利润率远高于汽车,相当一部分产能被倾向性保留或转移。在技术层面,多用于汽车领域的8英寸晶圆则因技术更迭产能已大幅缩小,难以满足需求。在外部环境上,新年之后的2021,美国德州爆发罕见暴风雪,恩智浦、英飞凌、德州仪器等企业的芯片制造工厂被迫关门;日本福岛发生大地震、东芝、索尼、NEC、瑞萨等半导体制造厂均受到不同程度影响;台湾地区严重干旱,导致台积电芯片生产极度缺水……行业内的不稳定事件接连频发,令全球芯片的供给愈发紧张。


自2020年11月份以来,从晶圆到封测,半导体全产业链均已开始价格上涨。


图 | 源自中商产业研究院


如何“熬”过芯片“荒”


“大概需要半年到一年的时间,芯片‘荒’可能才会有所缓解。”业内人士普遍认为。该如何“熬”过这段缺货时期,是摆在芯片企业和车企面前共同的难题。


“车规级芯片的整体开发时间一般要4-8年,单颗芯片的开发最少也要12个月。“上述芯片企业负责人表示,再加上认证、导入与测试验证等时间,整个周期非常长。”所以即便现在开始扩大产能,投入生产,也需要很长时间的等待。“事实上,连芯片生产线相关制造设备的价格也已经水涨船高,市场可购数量锐减。”


“我们幸好提前预存了足够的芯片,所以暂时没有太大影响。“杨宇欣介绍,作为芯片设计企业,黑芝麻智能华山二号芯片目前正处于前装量产的批量测试阶段,但仍明显感受到来自上游材料和设备供应短缺的压力。而英特尔等大型成熟企业的CPU供货紧张,封装企业交付延迟都已经成为全球性的问题。


图 | 源自车百智库



“疫情打乱了原有的订单交付顺序,为了防止客户无芯断产,我们只能重新调整出货计划,以尽量保证所有客户都能暂时度过难关。“上述芯片企业商务负责人表示。”当然,由于链条反应特别长,所以至少也需要几个月的时间。“同时,为了与发展势头良好的中国市场绑定,该公司已将生产中心尽量向国内市场转移。在国内,基于中美贸易战经验,部分企业提前做了汽车芯片布局。华为同时开始纯国产化;中车也已有国产芯片供应链布局。


实际上,全球芯片产业链出现动荡,对历史悠久的老牌企业来说并不是第一次,不少巨头企业甚至经历过多次类似的波折,具备了相当丰富的应对经验。有上市公司公开对投资者表示,公司与上游材料供应商具有多年稳定的合作关系,将竭力确保生产线的适度稳定。实力车企也正在寻找各种办方以度过难关,包括调整优先供给顺序、向政府呼吁等。为共同应对半导体芯片紧缺的全球性问题,3月11日,中美半导体行业协会宣布成立“中美半导体产业技术和贸易限制工作组”,以加强沟通交流,促进对话。


不过,即便度过眼前的困难,长远来看,随着智能时代的来临和电动汽车的广泛普及,汽车芯片大量需求将是个持续性的存在。中汽协数据显示,我国新能源汽车市场自2020年7月开始,月度销量同比持续呈现大幅增长,2020全年产销分别完成136.6万辆和136.7万辆,同比分别增长7.5%和10.9%,产销量创历史新高,已经完全抵消了疫情的负面影响。这将令中国对全球半导体产业继续保持着极大的吸引力。


根据美国半导体行业协会(SIA)发布的数据显示,全球半导体行业2020年增长6.5%,2021年利润还会持续增长。


国产芯片亟待加速


汽车芯片成为我国汽车研发的主要“卡脖子”环节,已是行业共识。百人会梳理相关数据:虽然中国汽车芯片需求量约占全球三分之一,但国产芯片的市占率却还不到5%,其中主控芯片国产率仅为2%。此外,我国芯片技术多集中在晶圆加工制造与芯片后期封装,核心技术集中的芯片前期加工环节则大部分空白。这导致国产芯片多应用在中低端领域,而在高端通用芯片领域,仍严重依赖进口。


麦肯锡预计,中国在计算平台方面与国际差距要在10年左右,其中最核心的部件就是汽车芯片。另一方面,车规级芯片需要认证的标准均为美国、欧洲或ISO标准,技术委员会几乎没有中国企业,国内企业只能作为被动采纳方,缺乏话语权。


在以5G通信、物联网、大数据、区块链等高科技为代表的新的竞争时代,芯片发展水平无疑是一国实力水平的象征。此次全球汽车芯片产业“荒”,也再次提醒了我国国产芯片的实力和发展亟待加强加速。


中国电动汽车百人会车百智库曾对此做了专项调研:产业链基础差、芯片迭代升级不足、企业收购面临困境等是国内汽车芯片产业的现状。同时,国家虽有相关基金和政策在支持集成电路领域发展,但关注重点还是消费芯片,汽车芯片领域的针对性支持较少。调研报告建议,汽车芯片发展可采取保供与创新相结合的思路:鼓励汽车芯片企业来华建厂、鼓励车企与芯片厂商建立合资公司、资助关键设备的研发投入等。


“自动驾驶芯片的研发不是替代性技术,而是革命性创新技术,攻关难度更大。建议政府多鼓励和扶持产业链的龙头企业,这样可以加速技术的进步。”杨宇欣表示,另外,他建议有关部门出台更有效的措施,以鼓励车企加大使用国产芯片比例,给予国产芯片更多机会。同时要想办法参与国际车规认证和标准的建立。


近年来,芯片的重要性已得到产业界的明确认识。国内芯片企业自身不断发力,半导体产业资金陆续涌入,市场份额逐年增长。车企作为直接用户,也纷纷开始涉足布局,力争自主“造芯”。2020年,多部委联合发布的《智能汽车创新发展战略》和国办印发的《新能源汽车产业发展规划》(2021-2035年),均明确提出推进车规级芯片的研发与产业化,加快智能化系统推广应用和新能源汽车产业高质量发展,增强产业核心竞争力。


执笔:楚晴




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