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汽车芯片短缺呈现新形态:比前两年更严重?
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  • 从去年开始,大部分 Tier1 跟着车企都是保供优先的策略,多下订单(实际需求 100%,给的订单增加到 120-130%,而芯片厂家根据不同 Tier1 和车企的需求调配以后,实际分货拿到 90%),也就是说折腾了这么久,其实车企是没有能力建立 buffer 来保库存的。
  • 从国内外的车企来看,产品规划 5 到 8 年的周期,本来是通过较多订单建立战略库存的模式,各家尽量是增加一些储备,这也客观上加大了调货的难度。芯片都没有库存,预测压得死,所以也客观上造成了 2022 年上半年整个市场的疲惫。2021 年的保供耗费了很多的资金和精力,到 2022 年在市场端需要选用新的策略。
  • 从陷入供应瓶颈的 MCU 和专用 ASIC 来看,车载 MCU 稳定周期使得 MCU 的价格在过去数十年来非常缓慢地下降,但是在 2021 年价格甚至超过了 Tier1 的预期,而目前制造企业在成熟制程的有限投入,使得未来五年预期价格还会上涨。这严重侵害了 Tier1 的议价能力和实际盈利。

所以我的理解是,2022 年其实进入了常态化的缺芯状态。

在欧美,由于芯片持续紧张,新车和二手车价格都在上涨,车企并没有持续的动力去高价拿芯片。

在国内 2021 年这一波芯片的紧急调货和工程更改带来了很多的售后问题,这使得 2022 年继续这种策略,需要更大的决心——成本上升和质量下降。按照一位朋友的说法,“不是在讨论芯片紧缺就是讨论之前更换带来的质量问题”。

这也就成了常态化的紧缺, 整个供应链开始自我优化,针对细分市场去打造爆款和集中精力供给高利润车型。

图1 汽车MCU 2021年Q4跟踪(图自Yole)

MCU 的价值量如下图所示,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,瑞萨、英飞凌、NXP、ST、TI、Microchip 这 6 家占了 90% 以上的车载 MCU 份额。

  • 8 位(Microchip、英飞凌、NXP)用在低端风扇控制、空调面板、雨刷、天窗、车窗、座椅、门的控制;
  • 16 位没有新的应用,主要用在一些传统动力模块里面;
  • 32 位分高功能安全和多功能(瑞萨、英飞凌、NXP 和 ST),涵盖动力总成(发动机、变速箱)、底盘电子(ESP、EPS 等等)、座舱(仪表和中控)、车身控制、ADAS 的传感器和控制、泊车系统等等功能。
图2 汽车MCU的分类

PART 1:汽车芯片短缺的周期和演变过程

在整个过程里面,其实比较大的问题,还是通用 MCU 和汽车 MCU 都是集中在前 6 大汽车半导体公司手里,而汽车企业也根据自身的要求给了自己偏爱的 MCU 供应商清单。

在原本平滑的供给曲线里面,大家总有个缓存库。而到 2022 年上半年,其实当前只有很少的企业能够在合理的价格体系下攒到足够的芯片。

(备注:这有点像电池,涨价 40% 的电池你买多少合适、多少才够?)

图3 汽车芯片的需求周期

台积电 2022 Q1 财报显示,第一季度营收创下历史纪录约合 170 亿美元,同比增长 35.5%;净利润约为 70 亿美元,同比增长 45.1%。

从技术制程角度,2022 Q1 16nm 及以下先进制程芯片营收占比64%,其中 5nm 芯片贡献 20% 营收,7nm 芯片贡献 30% 营收,16nm 芯片贡献 14% 营收,28nm 芯片则贡献 11% 营收,剩余制程芯片合计占25%。

台积电预计3nm制程(N3)将于 2022 年下半年投产,计划 2025 年生产 2nm 芯片。

所以这里最大的疑问是,在 2021 年到 2022 年 Q1 这段时间,真正能缓解汽车 MCU 和其他配套的汽车芯片供给到底增加了多少?

图4 台积电的增产

PART 2:改变到底是否管用?

车用 MCU,由于成本和性能考虑,工艺节点是相对比较落后的,基本集中在 40nm、56nm 制程范围的传统节点工艺,而在过去的几年中台积电和其他芯片企业没有新增投资(台积电在 2021 年逐步倾向性的增加),使得产能还是紧张。

下面这张图做得比较清晰,台积电的主要工作其实是拉开跟其他车企的差距,对它来说投入成熟工艺并不是一个很有利的决策。

图5 汽车的芯片制程需求

由于支撑车载晶圆的生产线,还是要经过 TS 16949 认证,加上整体需求增长,2022 年下半年即便有所缓解也将是逐步的。

到 2022 年,甚至半导体设备的 MCU 供应,也出现了一些问题,你说这个扩建产能的过程怎么可能顺利。

图6 不同的工艺节点

在电动汽车里面,由于多了 BMS(CMU)、PDU、DCDC、OBC、PTC、电动压缩机、逆变器和 VCU 等部件,如果设计复杂的话,相当于一下增加了 10 几个 MCU。

我们可以对比大众MEB平台对MCU的使用比之前的传统车型要多不少——在使用集中式架构之前的电动汽车,对于 MCU 的依赖程度是很高的。

这么多功能的增加,如果不做软件集中化去转入 SOC,这也客观造成了在 10% 的渗透率下,MCU 的紧缺程度很窘迫。

图7 MCU的需求和集中化

也就是说,类似丰田这样对 Tier1 供应链体系实现强控制的传统车企,也在芯片危机下吃瘪,只控制到 Tier1 和 Tier2 其实没用,不增加芯片的可视化和透明度,这个亏将是持续的。

图8 芯片的供应链透明度

小结:

我觉得延续近 2 年的汽车芯片危机,其实还在通过另外的形式延续下来,只是我们已经没办法像“救火”一样处理,再怎么用力,能力极限也摆在那里。

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