對于電子供應鏈來說，短缺和供應受限并不是什么新鮮事，但對于汽車領先者來說，2020年以來的一系列事件、產品規(guī)劃方面的挑戰(zhàn)、多層供應鏈的動態(tài)以及地緣政治因素，都導致了一場許多人所稱的“完美風暴”——這場風暴使我們深深陷入了全球半導體短缺的泥潭，并將一直持續(xù)到2021年下半年。

　　如何理解正在發(fā)生的這一切？我們可以為未來學到什么？畢竟，汽車正變得越來越復雜，隨著自動駕駛汽車的出現(xiàn)，這種復雜性只會增加新汽車設計中對半導體含量和關鍵電子元器件的需求。我們可以分析汽車電子的過去、現(xiàn)在和未來，以及該行業(yè)將需要如何改變，以防止或緩解短缺。

　　目前形勢的根源可以追溯到1970年的“準時生產”（JIT），JIT最初是一種管理哲學，專注于按需求來生產產品，但現(xiàn)在已轉向盡量減少制造過程中的浪費。

　　這一理念在豐田的日本制造廠中得到了發(fā)展和完善，在過去的幾十年中，它已經成為整個汽車工業(yè)的主要生產模式。當然，這種方法的問題在于它的穩(wěn)定性取決于是否有一個持續(xù)和可靠的供應來源。

　　汽車行業(yè)對其供應鏈中典型部件的影響，使得它們能夠像這樣持續(xù)幾十年，幾乎沒有庫存，并專注于持續(xù)的成本效益。然而，當這種供應鏈模式擴展到更具靈活性的電子商品和標準集成電路時，出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)，后者擁有更廣泛的客戶群，包括消費類電子巨頭和智能手機制造商。

　　通信和5G價值鏈等平行產業(yè)對這些共同商品的供應連續(xù)性和成本驅動因素都產生了重要的間接影響。值得注意的是，地緣政治緊張局勢和貿易協(xié)定最近的變化是最近不確定性和破壞的根源。

　　也就是說，在特朗普政府執(zhí)政期間，美國和中國之間的報復性關稅正在發(fā)生轉變，并對與華為等特定公司的貿易實施了具體限制。隨著拜登新政府的就職，這一局面仍未得到解決。

　　隨著制裁的迫近，華為儲備了關鍵的射頻芯片從而確保他們能夠向中國的通信運營商們提供他們在2021年推出的5G技術。他們與臺積電合作，針對他們用于5G基站的7納米天罡通信芯片，在2019年年底增加了產量。

　　在2020年第四季度，當與其他貿易制裁相結合時，中國領先的芯片制造商中芯國際（SMIC）的其他客戶也被迫向其替代供應商下了大量訂單，從而耗盡了可用的產能。

　　除了這些變化的貿易政策及其連鎖反應外，重大的不可預測的風險事件繼續(xù)在汽車價值鏈中造成生產延誤或中斷。我們最近紀念了日本“3.11”十周年，即仙臺沿海9.0級大地震以及相關的海嘯和核電站災難，這些災難對豐田和其他汽車OEM的單一供應來源產生了深遠影響。

　　在2016年，在日本南部又發(fā)生了一次大地震，豐田的裝配線也被關閉，進一步顯示了JIT方法在面對災難時存在的弱點。

　　就這樣，我們來到了2020年，也就是世界受到全球大流行病打擊的這一年。

　　圍繞新冠肺炎帶來的需求急劇變化，人們進行了大量討論。消費電子產品的增長來自于新的智能手機、新的視頻游戲機，以及對那些需要技術才能在家工作的人的需求激增。

　　與此同時，在疫情最嚴重的幾個月里，由于人們購買的汽車減少，汽車需求下降。然而，沒有人預料到的是，第四季度的轉變出人意料地重新帶來了這一需求。

　　在之前的文章中，分析了汽車IC短缺的錯綜復雜之處，其中也包括Supplyframe的Design-to-Source Intelligence （DSI）網絡的的獨特視角。Supplyframe CMO Richard Barnett分享了自己在這個短缺季對汽車制造商的建議。

　　我們最近還與GlobalFoundries的汽車、工業(yè)和多重市場高級副總裁兼總經理Mike Hogan進行了交談。他在最近的另一篇文章中分享了自己的見解。

　　在這篇文章中，我們研究了半導體制造的過程，以及試圖擴大這樣一個昂貴而特定的工藝所帶來的挑戰(zhàn)。

　　Hogan還分享了一些關于當前短缺的其他觀點，指出隨著時間的推移，穩(wěn)定的需求使得汽車行業(yè)的JIT方法很容易行得通。考慮到目前的短缺，Hogan提醒我們，這個模式已經四十多年來沒有調整到考慮半導體供應市場的波動和預期策略。

　　正如Hogan所說，問題的根源并不是總產能問題，而是消費電子等其他行業(yè)所倡導的眾多技術節(jié)點的產能問題。汽車OEM從 Tier 1那里購買多種電子產品，他們有各種各樣的供應商，這些供應商可能會也可能不會制造他們自己的芯片，但最終，晶圓廠對芯片的去向沒有任何可見性。

　　此外，OEM服務于多種目標并面向多個Tier 1，所以即使他們也不能準確地說，哪些芯片應該給予更高的關注。Hogan還提到，隨著時間的推移，汽車制造商發(fā)生了兩大變化：

　　現(xiàn)代汽車的差速器是半導體技術。整個用戶體驗圍繞這些類型的芯片。正如他所說的，“這不再僅僅是關于電動窗戶”。

　　整個行業(yè)對整個供應鏈沒有把握，也沒有對他們所依賴的技術有敏銳的理解。直到最近，供應準備時間還相對穩(wěn)定，但新冠肺炎大流行顯著地改變了需求和供應，暴露了在可見度和理解方面的差距。Hogan總結這一點時說：“每個人都想要更多，但不能清楚地說明是什么（關于他們所需要的特定技術節(jié)點）”。

　　Hogan接著將數(shù)字經濟描述為一個倒金字塔。每個人都更加依賴下一步，從電子產品到半導體再到晶圓廠。當你到達底部，只有少數(shù)幾個玩家在供應基礎上，他們可以制造汽車和其他電子行業(yè)所需的半導體。

　　在此之前，這些都是正確的，沒有人能看到這個結構的問題。責任也被推到金字塔底部——關鍵的Tier 1和半導體供應商，而汽車制造商則假設一定比例的產能是留給他們的，但事實并非如此。

　　Hogan建議汽車制造商采取更像智能手機制造商的行動，因為這些制造商知道他們的供應從哪里來，流向哪里，并相應地規(guī)劃他們的供應鏈。

　　然而，這只是第一步。讓我們展望未來，超越眼前的短缺。

　　雖然這種短缺是一些直接因素造成的，但隨著時間的推移，其他趨勢將繼續(xù)給各個層次的汽車制造業(yè)帶來壓力。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，到2030年汽車電子將占車輛總成本的50%，比2010年增長了15%。

　　這與自動駕駛汽車的興起以及在其設計過程中所呈現(xiàn)的復雜電子技術是一致的。在我們與Hogan的討論中，他認為汽車制造商有責任推動供應鏈的發(fā)展。具體來說，OEM可以利用這一機會為未來描繪一幅光明的圖景。

　　Hogan以特斯拉為例。他們設計自己的芯片和架構，從零開始。這產生了兩個截然不同的好處：與供應本身的連接，以及不需要與其他競爭對手或行業(yè)共享。

　　當我們考慮到諸如MCU之類的東西時，OEM正在購買現(xiàn)成的技術，這種技術有被其他地方使用的風險。成本較低，這要歸功于總量，但這里有一個危險的假設，即供應可以在所有需求之間共享。

　　Hogan建議汽車OEM和Tier 1重新考慮他們的產品設計和平臺策略。他們可以改變架構，給自己更多的控制權。談到自動駕駛汽車，通用汽車不想購買與福特或克萊斯勒相同的雷達芯片。這些競爭對手正在爭奪同樣的技術，而像特斯拉這樣的則是自己制造的。

　　Hogan預言了一種新的常態(tài)，他說我們唯一能確定的是，廣泛的變革是必要的，也是不可避免的。晶圓廠已經看到一些OEM和Tier 1實現(xiàn)了更大的縱向整合，并致力于制造自己的芯片，這是一項關鍵戰(zhàn)略，旨在提高供應鏈要素的彈性，并在供應鏈要素脆弱時加以控制。

　　考慮到半導體對快速可伸縮性的不耐受性，霍根對未來持樂觀態(tài)度，稱事情會得到解決，但未來的領導者將尋求從平臺設計到供應鏈協(xié)調的更大彈性和靈活性的設計，而考慮到供應鏈的僵化性質，較老的企業(yè)將需要更長的時間來調整。