
恩智浦半导体,2006年11月16日恩智浦半导体正式宣布将以“恩智浦半导体”为其中文品牌名称,在大中华地区进行相关的市场营销与运营活动。作为全球领先的嵌入式应用安全连接技术领导者,恩智浦不断推动着互联汽车、物联终端等智能安全互联应用市场的创新。
恩智浦2015年以112亿美元收购了飞思卡尔,成为了全球最大的汽车半导体供应商。收购完成后两者的总市值超过400亿美元。恩智浦半导体去年被高通收购。
英飞凌其前身是西门子集团的半导体部门,于1999年独立,2000年上市。其中文名称为亿恒科技,2002年后更名为英飞凌科技。目前,英飞凌在中国市场主要生产面向汽车、工业、电源管理和安全智能卡行业的电子元器件及功率器件等产品,包括设计、研发、制造和组装。
最近一段时间,博世在半导体领域动作频频。3月8日,博世德累斯顿晶圆厂宣布其首批硅晶圆从全自动化生产线下线。根据介绍,这批晶圆生产历时六周,共经历了约250道全自动化生产工序,从晶圆到最终的半导体芯片成品,整个生产流程还将经历约700道工序,耗时10周以上。德累斯顿晶圆厂投入运营后,将主攻车用芯片制造。3月9日,博世再次宣布隶属于博世集团的罗伯特·博世创业投资公司已完成对基本半导体的投资。基本半导体是国内的碳化硅功率器件提供商之一。碳化硅是第三代半导体的代表材料,采用碳化硅的功率半导体以更具优势的性能正逐步取代硅基半导体,广泛应用在新能源 汽车 、充电桩等领域。基本半导体所获融资将重点用于推进车规级碳化硅产品的研发、制造及规模化应用,其产品可以帮助博世实现本地供应。
3月12日,博世与全球领先的特殊工艺半导体制造商GlobalFoundries合作共同为自动驾驶 汽车 研发雷达芯片。据了解,GlobalFoundries位于德国德累斯顿的Fab 1工厂将为博世生产高频雷达芯片,双方合作的芯片预计将于2021年下半年开始交付。
一系列动作可以看出,博世在车用芯片领域通过合作、投资、自建工厂三种不同的方式进行着自己的布局。作为全球最大的 汽车 零部件供应商,博世在半导体领域的投入已超过50年。早在1968年,博世管理层就决定建立属于自己的工厂进行半导体生产,并于1970年2月开始了集成电路的生产。随后,用于发动机控制的压力传感器、用于安全气囊系统的加速度传感器以及用于车身电子稳定系统ESP的角速度传感器,博世均实现自主研发和生产。2005年,博世成立子公司Bosch Sensortec,进入消费电子领域。
或许是由于博世在 汽车 领域的成绩过于闪耀,博世在半导体领域的地位一直被很多人所忽视。根据StrategyAnalytics的数据,2019年博世在全球 汽车 传感器市场位居首位,占据14.1%的市场份额,在功率半导体市场里排名第三,市场份额占比9.1%。
如今,博世德累斯顿晶圆厂即将在6月正式投入运营,新晶圆厂生产的是直径为300毫米的晶圆,罗伊特林根工厂生产的是150毫米和200毫米晶圆。据博世的介绍,德累斯顿晶圆厂单个晶圆可产生31,000片芯片。与传统的150和200毫米晶圆相比,300毫米晶圆技术将使博世进一步提升规模效益并巩固其在半导体生产领域的竞争优势。新晶圆厂的产能将为博世满足日益增长的半导体产品需求提供极大的助力。
博世德累斯顿晶圆厂从2018年6月开始施工建设,历时三年才进入投产阶段,总投资超10亿欧元(约77亿元人民币),是博世100多年 历史 上总额最大的单项投资。博世为何不计投入也要扩大芯片产能,为 汽车 行业建立专属芯片工厂?
近几个月不断发生的事情或许可以给出答案。从最初的芯片短缺导致整车企业停产,到后来的日本地震进一步加剧芯片短缺,再到美国暴雪停电导致芯片停产,引起大范围恐慌,芯片成为了今年以来车圈最大的“芯”问题。
相比于芯片短缺带来的实际影响,国内 汽车 企业在心理上收到的冲击则更加剧烈。有了通讯领域被断供的前车之鉴,国内车企对芯片问题格外敏感,因此本届两会期间,如何让车用芯片自主可控成为了 汽车 大佬们建言献策最集中的领域之一。
事实上,对芯片感到担忧的 汽车 企业并不只集中在中国。从最早大众爆出因缺芯停产后,通用、福特、本田、丰田等国际车企均受到了芯片供应的影响,并缩减了产量。缺芯俨然已经不是某一家车企、某一个国家所面临的问题,而是全球 汽车 行业共同的瓶颈。
“ 汽车 产业必须建立自己的芯片产业供应链”一时成为了行业的呼声。众多主机厂纷纷宣布要研发自己的自动驾驶芯片,但无一例外地采用了无晶圆厂的运作模式,这种运营模式下,芯片的生产和制造环节依然要依赖半导体芯片生产加工厂商。
采用代工的模式实则无法从根本上解决 汽车 行业缺芯的卡脖子难题。当前的主流半导体生产加工企业均以消费电子客户为主,在技术应用和产线规划上均偏向消费电子芯片。以世界上最大的芯片制造企业台积电为例,2020年 汽车 芯片仅占台积电销售量的3%,远落后于智能手机芯片的48%和高性能计算芯片的33%。
究其原因,消费电子所使用的的芯片与 汽车 上所使用的的芯片有很大的区别。消费电子的芯片在开发阶段追求唯快不破,目前7nm制程的芯片已经大范围应用,5nm制程的芯片也逐步应用到了iPhone等旗舰机型上。而 汽车 本身空间较大,而且大部分芯片使用在底盘、安全、车灯控制等低算力领域,因此不用过于追求先进的制程工艺。也正因此, 汽车 芯片的毛利率要更低,对于产能有限的代工厂来说,当然更愿意生产更先进、利润更高消费电子芯片。
更重要的是,大部分传统 汽车 芯片的技术水平虽然不高,但对质量的要求却极高。 汽车 作为交通工具的特殊性,使得其对 汽车 芯片可靠性、安全性、长效性的要求极其严苛。据了解,消费电子芯片的不良率要求只需满足200ppm(万分之二),而 汽车 芯片的要求是1ppm(百万分之一),而车企对芯片供应商的不良率要求其实更低,因为对 汽车 而言,任何不良都有可能导致严重的交通事故。在使用寿命要求上,消费电子芯片要求的使用寿命为10年, 汽车 芯片长达20年。
此外,手机芯片的发展基本遵循摩尔定律,每年一更新,一款芯片能满足两三年内的软件系统性能需求即可。但是 汽车 的开发周期比较长,一款新车型从开发到上市验证至少要经过两年以上的时间,使用周期更是长达十年以上,这也对 汽车 芯片设计的前瞻性提出了很高的要求。
显然为 汽车 企业制造芯片是一件费力不讨好的事情。一旦芯片供应出现紧缺,跟消费电子芯片混线生产的 汽车 芯片在产能和质量上都将出现不可避免的风险。对于要求如此严苛的 汽车 芯片而言,要在关键时刻临时更换供应商几乎不可能实现。
即使在手机行业,类似的悲剧也时有发生。刚刚发布的高通骁龙888旗舰芯片本该选择制程工艺和产能更占优势的台积电代工,但由于种种原因最后偏偏找上了三星。结果芯片发热问题严重,随后高通赶紧推出台积电代工的骁龙 870 作为救火队员,才勉强稳住了局面。手机行业出现类似问题尚能弥补,但这却是 汽车 行业无法容忍的事情。
对于 汽车 行业,芯片是采购周期最长的关键部件,往往需要提前半年甚至一年下发订单,如此长的供货周期迫使 汽车 企业必须承受巨大的不确定性。而对于博世这样的一级供应商来说,更是无时不刻不面临着芯片供应的问题,自建晶圆工厂既是出于对供应安全的考量,也是对产品功能安全最有力的保障。唯有如此,才能将主动权牢牢掌握在自己手中。
汽车“缺芯”的影响是全球性的,但由于中国汽车市场的优异表现,需求大幅增加而芯片供给不足,问题率先暴露。
文丨左茂轩
全球半导体供应不足,让汽车制造业面临着巨大风险。
近期,德国车企大众集团、零部件巨头大陆集团以及博世集团相继发出预警,由于全球范围的汽车芯片的短缺,可能会影响汽车生产。其中包括因市场复苏而带来需求增长的中国市场,这种影响将会持续到明年。
芯片供应紧张,已经威胁到全球汽车产业供应链安全。中国汽车产业最先感受到紧张的气氛,已经有部分车企因为“缺芯”被迫停产。最先传出生产受到影响消息的是中国销量最高的两家车企一汽-大众和上汽大众。智库君从车企、零部件企业、汽车行业人士等不同信源处了解到,一些车企因为包括汽车芯片在内的电子元件等核心零部件的短缺,一汽-大众、上汽大众的部分工厂和个别车型调整了生产计划,降低生产班次或者短期内暂停生产。
“新冠疫情所带来的不确定性影响到了一些特定汽车电子元件的芯片供应。而中国市场的全面复苏也进一步推动了需求增长,使得情况更加严峻,导致一些汽车生产面临中断的风险。”大众中国方面的回应,坦诚了汽车芯片短缺对其带来的巨大挑战。
受到影响的不仅仅是南北大众。“整个汽车行业都受到了影响,不止是南北大众,还有至少吉利和两个本田(即东风本田和广汽本田),这些都是我们收到了停产影响通知的。”12月6日,一位跨国汽车零部件公司中国区高层告诉智库君。
智库君从多家车企了解到,尽管每一家企业的情况不同,但“缺芯”是整个行业共同面临的问题。从12月开始,汽车芯片短缺的问题将变得更加突出,对所有的车企会陆续有不同程度的影响,甚至会影响一些车企明年上半年的排产计划。
尽管,多家车企称目前汽车的交付与销售没有受到影响。但是,短期内汽车“芯片”短缺的问题难以解决,国内车市上涨的势头带来的需求增加,眼下又恰逢销售旺季,供需矛盾带来的巨大潜在威胁,给整个汽车行业都带来了巨大的压力。
车企为何“缺芯”?
“各种系统零部件(都存在短缺),有发动机ECU,有转向EPS,也有底盘ESP的,不光是芯片,也有各种电子元件。”上述汽车零部件企业高层告诉智库君。
简单来看,OEM(主机厂)生产中断的直接原因是部分核心汽车电子的短缺。而发动机控制系统(ECU)、车身电子稳定控制系统(EPS)等主要由Tier1(一级供应商)向车企提供,其中,博世和大陆占据着最主要的市场份额。ECU、ESP中所需要的芯片,则由Tier1从半导体芯片供应商处采购。
有汽车行业人士告诉智库君,目前短缺的汽车芯片最主要的是功能芯片MCU(微控制单元),MCU在传统燃油汽车电子核心部件中被大量使用。Strategy Analytics公布的数据显示,2019年,全球车载MCU安装量超25亿。
多位行业内人士对智库君表示,汽车芯片短缺是由两方面的因素造成的:一方面,中国汽车行业持续复苏,市场表现好于预测,汽车芯片需求的增长高于预期;另一方面,全球疫情蔓延,上游晶圆厂产能吃紧,手机、电脑等各类电子消费品的芯片供应不足,汽车芯片产能同样受限。
“现在一提芯片,大家都很敏感,联想到地缘政治和国家战略。但其实就是产能规划和市场预测的问题,主要是OEM(汽车主机厂)和Tier 1(一级供应商)的问题。”有汽车行业人士对智库君表示。影响是全球性的,只是中国汽车市场的表现优异,需求大幅增加而供给不足,问题率先暴露了出来。
今年上半年,受疫情影响,业界无论是对于汽车产业还是对半导体行业的预期其实并不乐观。上半年悲观的预测,一定程度上抑制了下半年对于汽车芯片产能的排产计划。
“汽车芯片周期长,产能不好规划,正常年份也可能有这个问题,我们只是没有注意而已。反过来,规划不好也会有压库报废,所以是双刃剑。”上述跨国汽车零部件企业中国区高层对智库君表示。
值得注意的是,中国车市自5月以来已经持续复苏,虽然一季度市场情绪悲观,但是二、三季度时整个行业都已经明显感觉到汽车市场需求的逐步释放。在这个过程中,随着中国的需求增长和其他市场逐步恢复,使得汽车的零件在局部形成短缺。
有零部件企业高层表示,如果按照汽车厂家原有的产能规划,芯片的供应,其实问题不大。但是由于新增的产能,需要向半导体企业额外订购,而这需要6-9个月的较长周期。
不过,值得注意的是,汽车需要很长的产品开发和验证周期,汽车芯片同样如此。并且,由于Tier1掌握着很重的话语权,车企想要调整供应商体系难度很高。以车身控制EPS为例,结构复杂、集成功能多、价格也相对昂贵,所以研发周期测试周期最长,一旦芯片的预批量供应不上,就会给正常的生产带来麻烦。
“虽然汽车产业的供应链极为复杂,但是车企多年来有着经验丰富的市场反馈机制,有较强的供应链风险把控能力。芯片的短缺,肯定不是突然之间就断了的,中间肯定经历了一个过程。车企们和Tier1应该已经发现了一些问题,调整生产的节奏。”12月6月,全国乘联会秘书长崔东树接受智库君采访时表示。
事实上,企业对于汽车芯片短缺的问题并非没有预警。“采购部门其实对于供需关系很敏感,有的企业在8、9月份对这件事就已经有所察觉。”有车企内部人士告诉智库君。有的企业此前已经开始在有意识的增加库存。
有行业人士告诉智库君,在汽车芯片普遍短缺的情况下,车企不得不调整部分车型和工厂的生产计划,从而将损失减少到最低。例如,有消息人士告诉智库君,一汽-大众天津工厂和成都工厂受到的影响,高于其他三个工厂。
“车企对于市场的判断还是比较快的,因此,会根据市场的需求,把紧缺的资源投向带来更高经济利益的车型上。”有车企人士告诉智库君。
短缺或将持续超半年
多位行业内人士在接受智库君采访时表示,汽车芯片短缺对汽车生产造成的影响以及背后的原因,其实大家都很清楚,但是想要解决问题的难度却非常高。
“想要解决这个问题,OEM需要更准的市场预测,Tier1要更好的产能规划,Tier2尽量缩短lead time(交付周期)。”有汽车行业人士表示。
在这个过程中,需要各方协作,而以博世、大陆等为代表的Tier1扮演着关键的一环。
尽管大陆和博世方面均表示,正在与各半导体厂商加强合作与沟通,尽一切努力以期将影响降到最低。但是,多位Tier 1企业人士告诉智库君,芯片厂产能不足的问题,短期内难以解决,行业内芯片短缺的情况至少会持续半年。
更加紧迫的问题是,如何让这种情况不再持续恶化。现阶段,大部分车企的交付还未受到影响,如果产能的短缺迟迟无法解决,部分车型的汽车产能无法满足市场需求,只是时间的问题。
一位博世中国的高层在接受智库君采访时,略显无可奈何。“芯片厂产能不足,我们也没有什么办法。我们只能增加投资,帮助芯片厂投资并扩大产能,但是这可能需要几个月的时间。”
“我们和半导体厂商一直以来保持紧密沟通。目前半导体芯片厂商已经开始着手扩大产能来应对突然增加的供给需求,但考虑到半导体行业正常的交付时间,目前供应短缺的情况将在6-9个月的时间内改善。因此预计到2021年供应形势依然严峻。”12月6日,大陆集团中国区有关人士对智库君表示。
此外,有汽车行业人士告诉智库君,由于上游晶圆厂产能紧张,汽车芯片其实处于一种与手机等电子消费品抢产能的状态。
“汽车芯片的制程要求没有手机那样高,与手机、5G相比,芯片企业的利润率没有那么高。所以当晶圆厂产能全球吃紧的情况下,汽车和消费电子争夺芯片产能,并不占据优势。”12月7日,一位汽车芯片从业人员告诉智库君。
另外,值得注意的是,在汽车芯片的投资领域,随着智能网联和新能源汽车规模的增长,不少芯片企业把更多地目光投放到了充满极大的商业前景的IGBT、传感器等领域。
不少行业内人士在接受智库君采访时表示担忧汽车芯片的价格,在目前供需关系严重失衡的情况下,汽车芯片的价格上涨将是大概率事件。
全球车载MCU的前5大供应商是恩智浦、英飞凌、瑞萨电子、意法半导体、德州仪器,占据着市场半壁江山。其中,已经有几家企业传出涨价的消息。
近日,有消息称,有客户收到恩智浦的通知,恩智浦称为应对材料成本的“大幅增长”和芯片的“严重短缺”状况,为解决供应商带来的不可预见的成本增长,公司不得不提高所有产品的价格。
日本半导体制造商瑞萨电子也向客户发送提价通知,表示公司近期面临库存、成本增加压力和产品运输风险,不得不上调价格来保证这些产品得到持续的投入和生产。瑞萨的价格调整将于2021年1月1日正式生效。
在芯片短缺影响汽车产能的情况下,主机厂、Tier1不得不接受上涨的价格。崔东树认为,在目前汽车市场竞争极为激烈的情况下,这种成本的价格很难转嫁到消费者身上,汽车价格上涨的可能性不高,增加的成本可能需要主机厂和零部件供应商自己消化。
会不会影响汽车终端市场?
芯片的短缺,已经对一些车企的产能造成实际的影响。对于车企而言,年底及春节前是汽车的传统销售旺季,而中国汽车市场的行情近期也是一直向好。如果在此时部分车型的产能无法跟上,不仅会带来一定程度的经济损失,也有可能将市场份额拱手让给竞争对手。
当然,从整体上来看,芯片短缺是整个汽车行业面临的挑战,不同的车企或多或少都会遇到挑战。
“停产会影响市场终端,具体要看影响的时间跨度。”12月7日,罗兰贝格全球高级合伙人兼大中华区副总裁郑赟在接受智库君采访时表示。
资深汽车电子工程师朱玉龙认为,(芯片)短缺的问题,更多的是在2020年12月开始,延伸到2021年上半年都有交付的瓶颈。这种影响可能对于所有的车企都有不同程度的影响,按照需求的排产很难跟上。
不过,崔东树认为,产量下降所带来的影响有限,车市没有想象中那么悲观。“不少车企的一些车型还有库存。车企可以通过调整生产的计划,来减少影响,同时也可以去一部分的库存。”
他认为,从车市的走势来看,明年中国乘用车市场预计将有7%的增长,市场的需求存在。而在供给端,虽然有部分车企的部分车型会受到影响,但是消费者还有其他的汽车品牌可供选择。
“虽然有的车企的部分车型的产能会造成缺口,但这不是说,所有的车都不生产了,影响是有限的。消费者可以选择其他车企类似的车型。”崔东树表示。
此外,这两年中国汽车市场进入调整期,车企之间的竞争本就十分激烈,价格战不断加剧。因此,在主流的合资或者自主品牌市场,即使有的车企的部分车型供给短期内出现不足,也不会出现明显的终端价格上涨。否则,消费者就会被竞争对手抢走。
“芯片短缺不会对终端消费市场带来大的影响。需求决定供给,我们预计明年中国汽车市场产销量会实现正增长。”崔东树告诉智库君。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
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