《電子技術(shù)應(yīng)用》
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汽車芯片短缺呈現(xiàn)新形態(tài):比前兩年更嚴(yán)重?

2022-06-15
作者:朱玉龍
來源:2030出行研究室
關(guān)鍵詞: 汽車芯片

  · 從去年開始,大部分Tier1跟著車企都是保供優(yōu)先的策略,多下訂單(實際需求100%,給的訂單增加到120-130%,而芯片廠家根據(jù)不同Tier1和車企的需求調(diào)配以后,實際分貨拿到90%),也就是說折騰了這么久,其實車企是沒有能力建立buffer來保庫存的。

  · 從國內(nèi)外的車企來看,產(chǎn)品規(guī)劃5到8年的周期,本來是通過較多訂單建立戰(zhàn)略庫存的模式,各家盡量是增加一些儲備,這也客觀上加大了調(diào)貨的難度。芯片都沒有庫存,預(yù)測壓得死,所以也客觀上造成了2022年上半年整個市場的疲憊。2021年的保供耗費了很多的資金和精力,到2022年在市場端需要選用新的策略。

  · 從陷入供應(yīng)瓶頸的MCU和專用ASIC來看,車載MCU穩(wěn)定周期使得MCU的價格在過去數(shù)十年來非常緩慢地下降,但是在2021年價格甚至超過了Tier1的預(yù)期,而目前制造企業(yè)在成熟制程的有限投入,使得未來五年預(yù)期價格還會上漲。這嚴(yán)重侵害了Tier1的議價能力和實際盈利。

  所以我的理解是,2022年其實進(jìn)入了常態(tài)化的缺芯狀態(tài)。

  在歐美,由于芯片持續(xù)緊張,新車和二手車價格都在上漲,車企并沒有持續(xù)的動力去高價拿芯片。在國內(nèi)2021年這一波芯片的緊急調(diào)貨和工程更改帶來了很多的售后問題,這使得2022年繼續(xù)這種策略,需要更大的決心——成本上升和質(zhì)量下降。按照一位朋友的說法,“不是在討論芯片緊缺就是討論之前更換帶來的質(zhì)量問題”。這也就成了常態(tài)化的緊缺,整個供應(yīng)鏈開始自我優(yōu)化,針對細(xì)分市場去打造爆款和集中精力供給高利潤車型。

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  圖1 汽車MCU 2021年Q4跟蹤(圖自Yole)

  MCU的價值量如下圖所示,可以看到32位的占了76.7%,16位的是17.6%,8位的只有4.7%。全球的主流MCU制造商,瑞薩、英飛凌、NXP、ST、TI、Microchip這6家占了90%以上的車載MCU份額。

  · 8位(Microchip、英飛凌、NXP)用在低端風(fēng)扇控制、空調(diào)面板、雨刷、天窗、車窗、座椅、門的控制;

  · 16位沒有新的應(yīng)用,主要用在一些傳統(tǒng)動力模塊里面;

  · 32位分高功能安全和多功能(瑞薩、英飛凌、NXP和ST),涵蓋動力總成(發(fā)動機(jī)、變速箱)、底盤電子(ESP、EPS等等)、座艙(儀表和中控)、車身控制、ADAS的傳感器和控制、泊車系統(tǒng)等等功能。

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  圖2 汽車MCU的分類

  PART 1:汽車芯片短缺的周期和演變過程

  在整個過程里面,其實比較大的問題,還是通用MCU和汽車MCU都是集中在前6大汽車半導(dǎo)體公司手里,而汽車企業(yè)也根據(jù)自身的要求給了自己偏愛的MCU供應(yīng)商清單。在原本平滑的供給曲線里面,大家總有個緩存庫。而到2022年上半年,其實當(dāng)前只有很少的企業(yè)能夠在合理的價格體系下攢到足夠的芯片。

  (備注:這有點像電池,漲價40%的電池你買多少合適、多少才夠?)

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  圖3 汽車芯片的需求周期

  臺積電2022 Q1財報顯示,第一季度營收創(chuàng)下歷史紀(jì)錄約合170億美元,同比增長35.5%;凈利潤約為70億美元,同比增長45.1%。從技術(shù)制程角度,2022Q1 16nm及以下先進(jìn)制程芯片營收占比64%,其中5nm芯片貢獻(xiàn)20%營收,7nm芯片貢獻(xiàn)30%營收,16nm芯片貢獻(xiàn)14%營收,28nm芯片則貢獻(xiàn)11%營收,剩余制程芯片合計占25%。臺積電預(yù)計3nm制程(N3)將于2022年下半年投產(chǎn),計劃2025年生產(chǎn)2nm芯片。

  所以這里最大的疑問是,在2021年到2022年Q1這段時間,真正能緩解汽車MCU和其他配套的汽車芯片供給到底增加了多少?

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  圖4 臺積電的增產(chǎn)

  PART 2:改變到底是否管用?

  車用MCU,由于成本和性能考慮,工藝節(jié)點是相對比較落后的,基本集中在40nm、56nm制程范圍的傳統(tǒng)節(jié)點工藝,而在過去的幾年中臺積電和其他芯片企業(yè)沒有新增投資(臺積電在2021年逐步傾向性的增加),使得產(chǎn)能還是緊張。下面這張圖做得比較清晰,臺積電的主要工作其實是拉開跟其他車企的差距,對它來說投入成熟工藝并不是一個很有利的決策。

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  圖5 汽車的芯片制程需求

  由于支撐車載晶圓的生產(chǎn)線,還是要經(jīng)過TS 16949認(rèn)證,加上整體需求增長,2022年下半年即便有所緩解也將是逐步的。到2022年,甚至半導(dǎo)體設(shè)備的MCU供應(yīng),也出現(xiàn)了一些問題,你說這個擴(kuò)建產(chǎn)能的過程怎么可能順利。

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  圖6 不同的工藝節(jié)點

  在電動汽車?yán)锩妫捎诙嗔薆MS(CMU)、PDU、DCDC、OBC、PTC、電動壓縮機(jī)、逆變器和VCU等部件,如果設(shè)計復(fù)雜的話,相當(dāng)于一下增加了10幾個MCU。我們可以對比大眾MEB平臺對MCU的使用比之前的傳統(tǒng)車型要多不少——在使用集中式架構(gòu)之前的電動汽車,對于MCU的依賴程度是很高的。

  這么多功能的增加,如果不做軟件集中化去轉(zhuǎn)入SOC,這也客觀造成了在10%的滲透率下,MCU的緊缺程度很窘迫。

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  圖7 MCU的需求和集中化

  也就是說,類似豐田這樣對Tier1供應(yīng)鏈體系實現(xiàn)強(qiáng)控制的傳統(tǒng)車企,也在芯片危機(jī)下吃癟,只控制到Tier1和Tier2其實沒用,不增加芯片的可視化和透明度,這個虧將是持續(xù)的。

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  圖8 芯片的供應(yīng)鏈透明度

  小結(jié):

  我覺得延續(xù)近2年的汽車芯片危機(jī),其實還在通過另外的形式延續(xù)下來,只是我們已經(jīng)沒辦法像“救火”一樣處理,再怎么用力,能力極限也擺在那里。


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