受去年缺芯問題影響，人們對(duì)今年汽車芯片的供應(yīng)情況備加關(guān)注。近日，知名研究機(jī)構(gòu)ICInsights發(fā)布了最新汽車芯片市場(chǎng)分析。IC Insights提供的信息顯示，2021年全球汽車芯片的出貨量達(dá)到524億顆。與2020年相比，2021年全球汽車行業(yè)的芯片出貨量增長(zhǎng)了30%，遠(yuǎn)高于去年全球芯片出貨總量22%的增幅。那么，今年汽車芯片的供需走勢(shì)將會(huì)如何發(fā)展？
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?供需情況顯著改善
?2021年年初，一場(chǎng)突如其來(lái)的缺芯潮，給眾多產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了不小的沖擊，多家車企因缺芯而不得不陷入停產(chǎn)。據(jù)了解，福特汽車去年減少了約 125萬(wàn)輛的銷量。大眾汽車比計(jì)劃產(chǎn)量少了115萬(wàn)輛，通用和豐田減產(chǎn)了110萬(wàn)輛，而Stellantis減少了約100萬(wàn)輛。 在中國(guó)市場(chǎng)，芯片供應(yīng)短缺的趨勢(shì)正在逐步緩和，記者從工業(yè)和信息化部獲悉，在各方面共同努力下，汽車芯片保供工作取得了階段性成效，表現(xiàn)在去年第四季度以來(lái)，我國(guó)汽車月度產(chǎn)銷量出現(xiàn)了恢復(fù)向好態(tài)勢(shì)：2021年全年我國(guó)汽車產(chǎn)銷分別完成2608.2萬(wàn)輛和2627.5萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)3.4%和3.8%，今年1月份，我國(guó)汽車產(chǎn)銷分別完成了242.2萬(wàn)輛和253.1萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)了1.4%和0.9%。
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?值得一提的是，中國(guó)市場(chǎng)汽車芯片供應(yīng)短缺情況雖然已在逐步緩解，但相對(duì)整車和零部件企業(yè)的需求和排產(chǎn)計(jì)劃來(lái)看，目前仍然還有一定的缺口，此外，老技術(shù)型號(hào)產(chǎn)品或?qū)⒚媾R供應(yīng)緊張的局面。 在全球市場(chǎng)層面，隨著汽車電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展，汽車芯片市場(chǎng)需求將不斷增長(zhǎng)，2022年全球汽車芯片依然會(huì)保持緊缺狀態(tài)，只是由大規(guī)模全面缺芯演變?yōu)榱私Y(jié)構(gòu)性缺芯，大大小小的汽車制造商仍然受到不同程度的缺芯帶來(lái)的影響。 此外，兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金光一認(rèn)為，隨著新增產(chǎn)能的釋放，供需緊張將顯著改善。
?然而，而受限于產(chǎn)能配置，企業(yè)一般會(huì)擴(kuò)產(chǎn)新技術(shù)產(chǎn)能，或造成一些技術(shù)較老的產(chǎn)品型號(hào)將面臨供應(yīng)緊張局面，同時(shí)成本也會(huì)提高。
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?市場(chǎng)供需不平衡
?盡管如今缺芯的情況已有所好轉(zhuǎn)，但仍有一些潛在風(fēng)險(xiǎn)，或?qū)?duì)未來(lái)汽車芯片市場(chǎng)造成很大沖擊，而囤貨引起的市場(chǎng)供需不平衡便是其一。 近兩年由于市場(chǎng)上芯片短缺，出現(xiàn)了很多人為囤貨或故意抬高價(jià)格的情況，影響到汽車行業(yè)健康發(fā)展。據(jù)多家車企反饋，有些芯片價(jià)格普遍上漲了5倍到20倍。盡管如此，依然“一芯難求”。因此，汽車芯片市場(chǎng)哄抬炒作、囤貨等現(xiàn)象，加劇了“芯片荒”對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的沖擊。
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?因缺芯而引發(fā)的囤貨現(xiàn)象，有導(dǎo)致市場(chǎng)供需不平衡的風(fēng)險(xiǎn)，造成市場(chǎng)供需矛盾擴(kuò)大。芯謀研究總監(jiān)王笑龍認(rèn)為，由于車用MCU等相關(guān)芯片商業(yè)周期長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)迭代速度并不會(huì)很快，因此一些商家為了能擴(kuò)大盈利，會(huì)選擇囤貨。然而，這會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)缺貨時(shí)，加劇缺貨，在市場(chǎng)過(guò)剩時(shí)，放大過(guò)剩。 “如今，仍有大量汽車芯片囤積，而商家會(huì)等待一個(gè)臨界點(diǎn)，將產(chǎn)能進(jìn)行釋放，然而，當(dāng)這些被囤積的芯片被大量放出來(lái)之時(shí)，對(duì)于市場(chǎng)的沖擊將會(huì)相當(dāng)之大，這也是未來(lái)的一個(gè)潛在風(fēng)險(xiǎn)。”王笑龍說(shuō)。
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?擴(kuò)產(chǎn)難解近憂
?為緩解缺芯帶來(lái)的困擾，各大芯片廠商仍在加大自己的產(chǎn)能擴(kuò)充。Gartner預(yù)估，2021年全球芯片制造業(yè)資本支出將達(dá)到 1460 億美元，較疫情爆發(fā)前的2019年則增長(zhǎng)約 50%。但是，一味地?cái)U(kuò)充產(chǎn)能，也并非長(zhǎng)久發(fā)展之計(jì)，此外，俗話說(shuō)遠(yuǎn)水解不了近渴，擴(kuò)產(chǎn)很難在短時(shí)間內(nèi)見到成效，此外，擴(kuò)充產(chǎn)能對(duì)于人才的需求也難以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
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?據(jù)了解，建造一個(gè)半導(dǎo)體制造廠或晶圓廠/代工廠，需要耗資100億至200億美元，且需要3至5年才能建成。此外，新建一條產(chǎn)線需要諸多技術(shù)人才的加持。以一個(gè)月產(chǎn)能4萬(wàn)片的12英寸晶圓廠為例，其中總監(jiān)及以上崗位需要30人左右，培養(yǎng)周期在15年以上；總監(jiān)以下的部門經(jīng)理需要近百名，培養(yǎng)周期在10年左右；骨干工程師需要350人左右，至少需要3至7年培養(yǎng)時(shí)間；初級(jí)工程師需要630人左右，需要2年左右培養(yǎng)?？梢姡碌木A廠最需要的是人才力量的托舉。
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?合作才是長(zhǎng)久之計(jì)
?若想有效應(yīng)對(duì)缺芯問題，以及囤貨帶來(lái)的市場(chǎng)不穩(wěn)定的情況，擴(kuò)充產(chǎn)能只是解決問題的一方面。劉吉平認(rèn)為，芯片廠商除了擴(kuò)充產(chǎn)能以外，還需要深耕技術(shù)，而不是在芯片爆缺暴漲之時(shí)臨時(shí)抱佛腳。此外，芯片廠商需要與汽車廠有更加緊密的合作，深入綁定，才可達(dá)成長(zhǎng)期合作共贏。
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?如今已經(jīng)開始有大批量整車廠選擇直接與芯片廠商進(jìn)行合作，而整車廠的管理模式也由線性管理模式向多線并行管理模式的轉(zhuǎn)變：汽車廠商與芯片廠商直接合作，意味著汽車廠商對(duì)供應(yīng)鏈的管理模式將更加下沉，對(duì)每一級(jí)供應(yīng)商都將進(jìn)行管理，形成多線條的并行管理模式。
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?例如，寶馬汽車與德國(guó)芯片制造商IINOVA、美國(guó)芯片制造商格芯簽訂了一項(xiàng)長(zhǎng)期芯片供應(yīng)協(xié)議，以保證每年“幾百萬(wàn)”枚芯片的供應(yīng)。美國(guó)通用汽車也表示，將與七家半導(dǎo)體公司在北美共同開發(fā)芯片，以解決全球芯片短缺問題。 “缺芯問題確實(shí)給了很多半導(dǎo)體企業(yè)一個(gè)展示自我的機(jī)會(huì)，也讓許多之前默默無(wú)聞的中小型芯片企業(yè)，得到了整車廠的賞識(shí)。但是，能否抓住這些機(jī)會(huì)，并形成長(zhǎng)期的合作，需要考驗(yàn)芯片廠的‘硬本領(lǐng)’，要加強(qiáng)技術(shù)的深耕，拓展更深層的合作機(jī)會(huì)，而不僅僅只是吃缺芯潮的紅利。”王笑龍向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示。
由于多種因素影響，去年以來(lái)全球范圍內(nèi)芯片供應(yīng)出現(xiàn)短缺，許多行業(yè)均受到困擾，汽車產(chǎn)業(yè)尤為嚴(yán)重。今年兩會(huì)上，多位代表委員呼吁完善車規(guī)級(jí)芯片產(chǎn)業(yè)布局，穩(wěn)定汽車芯片供應(yīng)鏈。那么，何為車規(guī)級(jí)芯片?國(guó)內(nèi)企業(yè)如何發(fā)展車規(guī)級(jí)芯片?
車規(guī)級(jí)芯片受關(guān)注，市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)
與消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)產(chǎn)品相比，車規(guī)級(jí)芯片穩(wěn)定性要求高、研發(fā)周期長(zhǎng)、技術(shù)門檻高、資金投入大，因此，發(fā)展車規(guī)級(jí)芯片面臨的挑戰(zhàn)也更多。2021年出現(xiàn)的汽車芯片供應(yīng)短缺，一度使得部分汽車企業(yè)不得不“停產(chǎn)待芯”，這也暴露出我國(guó)在車規(guī)級(jí)芯片上發(fā)展不足的問題。
這些問題引起今年兩會(huì)期間多位代表委員的重視。全國(guó)人大代表、上汽集團(tuán)董事長(zhǎng)陳虹建議，應(yīng)著眼“產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈”，推進(jìn)車規(guī)級(jí)、大算力芯片的本土化，支持國(guó)內(nèi)汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。全國(guó)人大代表、小康集團(tuán)董事長(zhǎng)張興海認(rèn)為，當(dāng)前，提高車規(guī)級(jí)芯片本土化率已經(jīng)成為國(guó)家產(chǎn)業(yè)重要戰(zhàn)略方向。
從全球市場(chǎng)供應(yīng)情況來(lái)看，目前為止汽車缺芯的局面尚未完全逆轉(zhuǎn)。AutoForecast Solutions數(shù)據(jù)顯示，截至2月13日，今年全球汽車市場(chǎng)由于芯片短缺造成累計(jì)減產(chǎn)量約為52.74萬(wàn)輛。創(chuàng)道投資咨詢總經(jīng)理步日欣指出，汽車芯片市場(chǎng)規(guī)模較大，產(chǎn)業(yè)鏈條復(fù)雜，短期內(nèi)難以完全達(dá)到供需平衡。2022年汽車芯片的供應(yīng)短缺現(xiàn)象還會(huì)存在，但主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)性缺貨。據(jù)了解，按功能分，汽車芯片可分為MCU、AI芯片、功率芯片、模擬芯片、傳感器、存儲(chǔ)器等多種類型芯片。賽迪顧問集成電路中心高級(jí)咨詢顧問池憲念表示，2022年，MCU、AI芯片、功率芯片這三大類型車規(guī)級(jí)芯片可能會(huì)繼續(xù)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。在此情況下，發(fā)展車規(guī)級(jí)芯片成為穩(wěn)定汽車供應(yīng)鏈，推進(jìn)高端芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要策略。與此同時(shí)，車規(guī)級(jí)芯片的未來(lái)市場(chǎng)也被廣泛看好。德勤公司預(yù)測(cè)，2025年全球芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)6300億美元，其中新能源汽車正成為拉動(dòng)芯片行業(yè)增長(zhǎng)的重要驅(qū)動(dòng)力，未來(lái)5年，汽車芯片復(fù)合增長(zhǎng)率約10%，增速位居第一。
汽車向新四化發(fā)展，車規(guī)級(jí)芯片更趨嚴(yán)格
一般而言，芯片分為消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)與車規(guī)級(jí)等不同等級(jí)。與消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)芯片產(chǎn)品相比，車規(guī)級(jí)對(duì)芯片的穩(wěn)定性、安全性方面要求最高。具體來(lái)說(shuō)，車規(guī)級(jí)芯片在環(huán)境要求、抗振動(dòng)沖擊、可靠性、一致性等方面都有著更嚴(yán)格的要求。以溫度為例，一般民用產(chǎn)品的溫度要求是0℃～70℃，發(fā)動(dòng)機(jī)周邊器件的溫度要求為-40℃～150℃，乘客艙為-40℃～85℃。在抗振動(dòng)沖擊方面，由于汽車在運(yùn)動(dòng)環(huán)境中工作，很多產(chǎn)品會(huì)遭遇更多的振動(dòng)和沖擊，因此抗沖擊要求要求會(huì)比一般消費(fèi)類產(chǎn)品高很多。隨著汽車向智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化方向發(fā)展，其對(duì)芯片的要求更加寬泛和嚴(yán)格。
中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院研究員陳大為在此前演講中總結(jié)了車規(guī)級(jí)芯片的幾個(gè)特點(diǎn)：一是高可靠性，具體到車用體現(xiàn)為應(yīng)對(duì)室外環(huán)境及EMC的要求嚴(yán)苛；二是高安全性，即實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路下的功能安全；三是零缺陷率，需要實(shí)現(xiàn)更高的批次一致性，同時(shí)具備10~15年的長(zhǎng)期供貨能力。
芯馳科技副總裁徐超也指出，高可靠車規(guī)芯片至少有6個(gè)設(shè)計(jì)維度要考量，包括性能、功耗、價(jià)格、可靠、安全、長(zhǎng)效。一顆車規(guī)芯片，從設(shè)計(jì)到上市，需要2~3年的時(shí)間，2~3年之中車型不斷升級(jí)和迭代。一輛車的整個(gè)生命周期更是需要10年之久。如何把芯片供到5~10年，同時(shí)支撐這個(gè)車5~10年供應(yīng)售后的保障，是考驗(yàn)芯片供應(yīng)商的一個(gè)重要課題。
近年來(lái)，我國(guó)在車規(guī)級(jí)芯片方面取得一定進(jìn)展。比亞迪通過(guò)旗下子公司比亞迪半導(dǎo)體的自主研發(fā)，在車規(guī)級(jí)MOSFET和IGBT方面取得進(jìn)步，深溝槽型SiC功率模組在真車實(shí)驗(yàn)中的性能表現(xiàn)優(yōu)于國(guó)外供應(yīng)商的產(chǎn)品。華為自研的5G基帶芯片巴龍、AI芯片昇騰以及CPU芯片鯤鵬開始在車用領(lǐng)域發(fā)揮作用。吉利旗下芯擎科技自主研發(fā)出7nm車規(guī)級(jí)SoC芯片“龍鷹一號(hào)”，采用7nm工藝，集成88億個(gè)晶體管，將于2022年第三季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。聞泰科技全資子公司安世半導(dǎo)體完成對(duì)英國(guó)新港晶圓廠(Newport Wafer Fab) 的收購(gòu)，擴(kuò)大車用半導(dǎo)體的制造能力。
然而，從總體上看，我國(guó)車規(guī)級(jí)芯片的發(fā)展仍然不足，與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有很長(zhǎng)一段路要走。
加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，牽引汽車芯片發(fā)展
標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)發(fā)展的技術(shù)支撐，是國(guó)家基礎(chǔ)性制度的重要方面。發(fā)展車規(guī)級(jí)芯片離不開相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)與規(guī)范。陳虹在提案中就建議通過(guò)政策引導(dǎo)，多方協(xié)同建立車規(guī)級(jí)芯片統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并成立第三方檢測(cè)認(rèn)證平臺(tái)。陳大為則指出，從發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)國(guó)產(chǎn)汽車芯片的高可靠芯片設(shè)計(jì)能力依然不足。由于國(guó)內(nèi)芯片業(yè)的發(fā)展歷程較短，且以消費(fèi)類芯片占比居多，高可靠設(shè)計(jì)能力有待進(jìn)一步提升。而我國(guó)車規(guī)芯片的系列標(biāo)準(zhǔn)仍舊缺乏，特別是缺少車規(guī)芯片的基礎(chǔ)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。因此，加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)化工作將是未來(lái)發(fā)展的重要方向之一。
事實(shí)上，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織就非常善于綜合運(yùn)用政策、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證等手段，牽引產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這一點(diǎn)值得我國(guó)借鑒。比如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)就在IEC 61508的基礎(chǔ)上專門針對(duì)汽車電子電器系統(tǒng)制定車用安全標(biāo)準(zhǔn)《ISO 26262道路車輛功能安全》，該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋車規(guī)芯片包括需求規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、集成、驗(yàn)證、確認(rèn)和配置的整體開發(fā)過(guò)程。為實(shí)現(xiàn)汽車芯片的穩(wěn)步發(fā)展，我國(guó)也需要對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈各階段制訂標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行規(guī)范，包括圍繞設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流片、封裝測(cè)試、建立檢驗(yàn)、應(yīng)用驗(yàn)證來(lái)分別制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，從而引領(lǐng)指導(dǎo)國(guó)內(nèi)汽車芯片的良性發(fā)展。
加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)工作的同時(shí)，車規(guī)級(jí)芯片的發(fā)展也需要產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)各企業(yè)的協(xié)同推進(jìn)。產(chǎn)業(yè)界應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，車規(guī)級(jí)芯片標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn)與行業(yè)發(fā)展程度是密切相關(guān)的，兩者相互促進(jìn)。標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)當(dāng)關(guān)注行業(yè)發(fā)展進(jìn)程，與行業(yè)的發(fā)展相互配合，在滿足行業(yè)需求的同時(shí)，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。
本文轉(zhuǎn)自于 專欄 半導(dǎo)體
