自2020年底,芯片短缺就一直占据汽车行业话题榜首,大众、奔驰、福特、丰田、本田等多家车企,纷纷宣布因芯片问题导致减产或停产。“缺芯”造成的影响不可小觑,这也反映出我国汽车芯片产业基础薄弱、内循环供给能力不足的问题,产业链协同发展已迫在眉睫。
功能芯片,主要是指处理器和芯片。一辆车能在路地上奔跑,离不开电子电气架构进行信息传递和数据处理。车辆控制系统主要包括车身电子系统、车辆运动系统、动力总成系统、信息娱乐系统、自动驾驶系统等几大部分,这些系统下面又存在着众多子功能项,每个子功能项背后都有一个,内部会有一颗功能芯片。
功率半导体,主要负责功率转换,多用于电源和接口,例如电动车用的IGBT功率芯片,以及可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管MOSFET等。
根据Gartner数据,2020年全球半导体销售额增长7.3%达到4498亿美元。2020世界十大半导体供应商排名份额为英特尔(15·6%)、三星(12·5%)、SK海力士(5·6%)、美光科技(4·9%)、高通(4%)、博通(3·5%)、德州仪器(2·9%)、联发科(2·4%)、铠侠(2·3%)、英伟达(2·2%)。
其一,新冠疫情、火灾等不可抗力影响。晶圆则是制作芯片的原材料,新冠疫情给晶圆生产带来了剧烈冲击,位列全球第一、第二的晶圆代工厂台积电、三星都曾因员工感染疫情停产。与此同时,欧洲的运动及日本旭化成工厂的火灾,再次影响了晶圆代工厂产能。
其二,汽车产业快速复苏及供应商预估不足。据Strategy Analytics统计,各级别汽车功能芯片搭载数量都在逐年递增,目前汽车平均约采用25个功能芯片,一些高端车型已突破100个。2020下半年,以中国为代表的汽车市场快速复苏,超出供应链对芯片需求量的预判。
其三,消费类电子产品产能争夺。一方面,消费电子产品在疫情期间需求大幅度增加,另一方面,车载芯片在利润率上远不如消费电子类芯片,部分芯片供应商有倾向性的将产能留给消费类电子产品。
当前,芯片主要都是硅基芯片,硅晶圆则是制作芯片的原材料。芯片生产工序主要涉及芯片设计、晶圆加工、封装和测试。
芯片企业经营分为两种模式,分别是IDM模式和Fabless模式凯时k8官网。IDM模式,就是芯片的设计、生产、封装和检测都是自己做。Fabless模式,则是指那些专注于芯片的设计研发和销售,没有晶圆厂的芯片设计企业。这些企业将晶圆制造、封装测试等环节外包给代工厂来完成,代工厂被称为Foundry。
目前,只有英特尔、三星、德州仪器等极少数几家企业能够独立完成设计、制造和封测所有工序。大部分芯片企业都是只从事芯片设计,例如华为、联发科、高通等,台积电是全球最大的晶圆代工商。
全球汽车半导体销售额中,只有不到3%来自中国企业,欧洲企业约占37%,美国企业约占30%,日本企业约占25%。
全球前20家汽车半导体公司中,只有一家是中国公司——安世半导体,而这家企业本质上也只是中国公司闻泰科技收购而来的企业,其总部仍在荷兰。
市场普遍预判,汽车芯片短缺将是长期性难题。根据全球主要芯片供应商反馈,若短期不出现意外,芯片的交付周期普遍延迟6个月。
而长期来看,芯片技术突破要依赖上下游全产业链发展,与手机、电脑等所需的消费类芯片相比,汽车芯片的技术要求和性能标准更高,开发周期更长,最少需要5年时间。中国车载半导体起步较晚,再考虑因素,国内市场可能受困于芯片5-10年。
每辆汽车中装载的半导体价值已经从2010年的300美元,凯发K8一触即发增长到2020年的475美元,预计到2030年将达到600美元,特别是纯电动汽车的单车半导体是传统汽车的5-6倍,从产业发展和趋势来看,汽车电动化、智能化、网联化发展,必然给汽车芯片带来极大机遇,也给汽车芯片需求量带来巨大增长。
然而,我国汽车半导体产业目前还比较薄弱,作为全球最大的汽车产销量市场,中国在汽车芯片领域长期大量依靠进口。在控制类芯片等方面国内企业涉足较晚,面对汽车‘新四化’趋势,‘缺芯、少电’的情况还很突出,‘多硬、缺软’的特征非常明显,某些关键环节存在断点、堵点、痛点风险。
数据显示,2019年,全球半导体市场价值高达4123亿美元,其中汽车半导体市场价值在410亿美元左右;2022年,全球汽车半导体市场价值有望达651亿美元。值得注意的是,欧洲、美国、日本的汽车半导体的市场占比分别为37%、30%和25%。反观我国,汽车半导体的市场占比还不足5%。不仅如此,我国涉及汽车安全的发动机、底盘等关键芯片的国产化率只有3%,同时还不具备车规级认证标准。
从以上数据可以看到,汽车芯片存在广阔的市场空间,加速补齐我国汽车芯片的自主供给体系迫在眉睫,芯片国产化的呼声正越来越高。业内专家也指出,只有找到国产替代芯片,才可以快速建立起供应体系。
汽车芯片自由是一个长期的事情,在此过程中,需加大政策支持力度,充分发挥地方政府和行业龙头企业的关键作用,集中力量资源,特别是新能源智能网联这样的新兴领域,抓紧布局,发挥出自身比较优势,支撑汽车产业高质量发展。
今年以来,部分中国企业已经开始尝试研发汽车芯片。如,以广汽、比亚迪等为代表的企业开始发力汽车芯片的研发;上汽、通用、五菱等车企也纷纷宣布,将全面推进整车芯片的国产化工作;部分科技公司在汽车芯片研发方面也取得了一些新进展:紫光国已推出超级汽车芯片系列产品,包括智能安全芯片、石英晶振、DRAM、FPGA/CPLD 等,均达到车规级水平;四维图新也称公司研发的车规级MCU芯片已被多家汽车电子零部件厂商采用,同时亦可降维应用到工业电机控制等领域;经纬恒润也称公司已开始验证国产芯片。
然而,建立芯片供应体系并非易事。众所周知,汽车芯片具有远远超过消费电子和一般工业电子的技术要求,行业壁垒尤其高,因而实现汽车芯片国产化供给还有很长的一段路要走,产业界各方创新、协同发展是我国汽车芯片发展的必经之路,必须发挥产业链上下游协同优势,建立以下游汽车应用拉动上游芯片研发制造的产业生态。
由于全球芯片短缺,对很多行业的正常生产产生了很大的影响。汽车制造就是受芯片短缺影响最为严重的一个产业。如果芯片短缺的状况在短时间内得不到缓解的话,汽车行业面临的形势将更加的严峻。
芯片短缺对汽车行业带来的最明显的影响就是停产停工。由于全球芯片短缺状况加剧,很多汽车的生产厂商都不得不将自己的生产计划暂时搁置,越来越多的汽车制造商因为芯片短缺而陷入生产停滞状态。
芯片短缺带来的停工潮,很多的汽车生产厂商不得不缩减他们的汽车产量,很多汽车厂商都因为芯片短缺而降低了汽车的季度出货量。如果说芯片短缺的状况不能在短时间内得到缓解的话,汽车的出厂量将会受到很大的影响。
对于这些受芯片短缺影响的汽车厂商来说,如果不能找到解决芯片问题的方法,汽车的交付周期将会变得非常长。消费者购买的汽车可能很长时间才能交付到手里。
就2022年而言,芯片短缺的影响将不会太大,目前尚难以做出定量估计。由于产业链各环节企业都在加长备货周期,加之短期内芯片产能依然不足,芯片价格出现上涨或将不可避免。
但是,中国汽车产业的各个环节应该理性看待芯片供需失衡这一矛盾,市场层面的影响因素会随着时间推移而逐步得到缓解。当前,汽车生产企业已在积极采取应对措施,合理安排生产节奏,调整备货周期,增加供应商选择,优化供应链布局,中国汽车产业走过了疫情影响最严重的阶段,相信有足够的韧性面对后疫情时代可能出现的各种问题。