NG体育官网app下载“很遗憾,在半导体制造方面,华为只是做了芯片的设计,没搞芯片的制造。”三个月前,在中国信息化百人会2020年峰会上,华为消费者业务CEO余承东表示,由于美国的制裁,华为麒麟高端芯片在9月15日之后无法制造。
这个爆炸性的消息在短时间内就攻占了各大媒体平台的头条,甚至在很长一段时间内,手机芯片相关的新闻、科普内容都成了大家关注的焦点。
在认清现实后,国内消费者才发现经过这些年的快速发展,虽然国内手机自主品牌在许多领域都取得了令人瞩目的成绩,但是在高精尖的芯片制造领域,依旧被国外企业紧紧地“卡脖子”。
华为芯片的断供,也让我们开始担心——“手机芯片都断供了,汽车还会远吗?”
果不其然!在距离结束“黑暗”的2020年仅剩最后一个月之际,全球芯片领域再度遭遇短缺潮,无情的事实就像一只铁手,钳住了汽车行业的喉咙。
月初,一条关于南北大众汽车停产的消息在网上迅速发酵,引起外界的广泛关注。消息称,由于受到芯片供应不足的影响,上汽大众从12月4日开始停产,一汽-大众也从本月初进入停产状态。
这次芯片短缺的原因并不像华为那样掺杂了复杂的因素,更多的是供需关系和车企对市场的判断出现了偏差的问题。
芯片行业采购周期偏长,一般来说要提早半年到一年开始向芯片生产企业订货,年初国内受疫情冲击,车企停产,各家车企在那时候普遍对市场失去信心,纷纷减少芯片订单。但后面随着疫情逐渐受到控制,市场回暖的速度超出了大家的预期,产能需要迅速拉满,这个时候却发现芯片库存告急。
虽然说,年中的时候不少车企试图向国外芯片厂商增加订单,但是那个时候正是国外疫情失控的时间节点,多家海外芯片公司工厂停产减产,导致全球芯片供应量大幅减少。所以国内汽车销量暴增,国外芯片不足,自然就出现“僧多粥少”的现象。
虽然说华为的遭遇只是个案,但是汽车产业的“缺芯”风波,再次暴露出了国内企业在芯片领域的短板。基于此,我们不得不思考一个问题:传统燃油车都会受到芯片短缺的影响,那么更像电子产品的智能电动车,理论上需要的芯片数目和种类会更多。
MCU是在一块芯片上集成CPU、内存、计数器、A/D等多种模块的微处理器(相当于一个微型计算机),可为不同应用场景实施不同控制,起到类似于人类大脑的控制作用。在汽车上,MCU既可用于车载信息娱乐产品,也可用于雨刷、车窗、电动座椅等车身控制领域。
举个例子来说,控制发动机运行的ECU(电子控制单元,其核心部件为MCU)上有众多输入输出电路,它和其它电子控制单元一起协同工作,随时接受各种数据并做出指令。
最简单的就是当我们踩下油门踏板时,ECU接收到信号后就会控制发动机喷油量和点火时间,让车辆根据驾驶员意图运行。
根据媒体的报道,这次南北大众出现停产,主要是因为大陆的ESC和发动机ECU两个系统中缺乏芯片供应而断供造成的。
根据市场研究公司iSuppli的报告显示NG体育,在一辆车装备的所有半导体器件中,MCU大概占三成。捷豹路虎的工程师Tomar曾在公开演说中提到,捷豹路虎的燃油车通常配备超过70个ECU。
而电动车更加智能化和网联化,数量众多的摄像头、雷达等传感器,在感知、决策和执行机构的运行层面都需要芯片的支持,一台智能电动车所需要的MCU超过300颗(一台更比四台强)。
也就是说NG体育NG体育,如果未来国内汽车行业,车用芯片自研率依旧只有5%,绝大部分还是靠进口的话,MCU功能芯片的短缺将严重影响新能源汽车的“弯道超车”。
IGBT学名叫绝缘栅双极型晶体管,它是由绝缘栅双极型晶体管芯片(IGBT)与续流二极管芯片(FWD),通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。
IGBT可以说是汽车电控的核心,堪称是新能源车的“最强大脑”。一般情况下,一辆纯电动汽车需要数百个IGBT模块,其成本占整个电控部分成本的近50%,同时占整车成本的5-10%。
IGBT在电动车的作用是将交流电和直流电进行转换,同时IGBT还承担电压的高低转换的功能。
举个例子来说,电动车在充电时,充电桩输出的是交流电,这时就需要通过IGBT把交流电转变成直流电,同时要把220V电压转换成适当的电压值才能给电池组充电。
正常行驶的时候,电池中的直流电需要通过IGBT转变成交流电机才可以让电机工作起来。IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度,直白点说就是影响电动车的性能表现。
除此之外,IGBT在充电桩电源模块上还扮演了必不可少的角色,它约占充电桩?20%?的成本。
未来新能源汽车的普及也必将推动充电桩需求的提升,且随着应用场景的优化,快充将成必然需求,带动充电桩数量和功率的提升,IGBT的市场空间将进一步扩大。
遗憾的是,电动车和充电桩上这么关键的一个东西,在国内除了比亚迪(设计和量产)和其他拥有芯片设计能力的小型企业外,绝大部分基本上时被国外企业所垄断。
三菱电机生产的IGBT已经成为业内默认的标准,同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。除了日系厂家,英飞凌也包揽了几乎所有电动车的IGBT芯片。
目前,蔚来、小鹏和理想汽车等多家新能源车企表示生产暂时没有受到芯片(MCU、IGBT)短缺的影响,并且已经提前做好准备。
新能源汽车车企为什么没有受到这次“缺芯”风波的影响原因其实很明显:和燃油车比起来,新能源汽车的大盘还是太小,各家车企对市场的判断比较客观,芯片相关的订单恰到好处。虽然说,IGBT芯片还没有出现断供,但是它的价格已经涨了好几轮。
实际上,早在2019年第二季度开始,晶圆(可以看做芯片原料)供应不足的问题就已经出现。然而今年受疫情停工等因素影响,晶圆供应不足的问题日趋严重,尤其是汽车用的8英寸晶圆的供应早已经严重紧张,交货时间早就被延长至了3-4个月。
其中,一直被英飞凌、三菱、富士电机等少数供应商所垄断的IGBT,缺货涨价更是持续了较长时间,业内甚至一度传出IGBT供货周期延长至52周(此前正常的供货周期是7-8周),价格甚至有的已经翻了一倍。
从这个趋势可以看出,除非比亚迪这样的“实干”造芯企业越来越多,不然未来新能源汽车数量不断攀升后,IGBT芯片同样会出现缺芯“爆雷”的情况。
但是他们不知道,在自动驾驶领域,如果说车载摄像头、毫米波雷达以及激光雷达是人的眼睛、手、嗅觉等感官部位,那自动驾驶芯片就可以比作是人的大脑,负责处理各类复杂计算。
不管是L2、L3还是L4级自动驾驶功能,都需要通过自动驾驶芯片,才能在短暂的数秒内把数以百G的信息通过传感器进行接收和处理,最终让车辆做出正确的动作。
并且长远来看,自动驾驶、车机系统的芯片将逐渐成为汽车的核心芯片,在中央计算架构的趋势下,一两颗主芯片完全可以把现在分布式电子电气架构上的所有MCU和计算芯片所取代。
由此可见,未来在电动车上,自动驾驶芯片的作用和价值将更加的大。但是遗憾的是,目前,高端自动驾驶芯片市场依旧是欧美企业的天下,包括英伟达、Intel、高通、德州仪器、Mobileye等企业。
比如,蔚来ES8、ES6、理想ONE车型搭载了Mobileye的Q4自动驾驶芯片,小鹏汽车装配的是英伟达?Xavier芯片,零跑汽车采购了德州仪器的产品。
相比于MCU、IGBT的情况,自动驾驶芯片在国内的“活路”要多一些,比较知名的芯片企业有华为海思(昇腾)、联发科、地平线和黑芝麻智能等。其中,黑芝麻的芯片在算力上已经相当接近特斯拉的FDS,并且功耗减少了一半多。
但是又有几家车企选择装机了呢?虽然说,长安UNI-T的自动驾驶芯片就来自于地平线征程二代。但是,征程二代芯片依旧是由台积电代工,如果老外想断供也还是分分钟的事。
总而言之,即便国内芯片企业在研发设计上有所突破,但芯片制造之路依旧特别艰难。
南北大众的芯片短缺停产消息,让“芯片短缺”情况再次进入公众的视野,虽然说这件事与华为芯片断供存在明显区别,但是也暴露出当前国内自主芯片研发不足的严重问题。汽车大国和汽车强国,看上去就一字之差,但从各类芯片绝大部分都需要进口来看,就知道这背后的技术差距并非一朝一夕。
随着电动化和智能化大潮的兴起,未来国内新能源汽车市场对芯片尤其是高端芯片的需求只会越来越大。中国车企要想不被别人卡脖子,就必须要自主掌握芯片的研发、设计和生产的能力。这样才成真正意义上做到“弯道超车”。
第一,是全球半导体的制造生产线产能紧张。从半导体产业整体情况来看,供需紧张的情况其实在近几年都有所显现,而且随着各产业的技术在不断升级,对芯片产品的需求也在不断增加。以汽车为例,随着新能源汽车、智能网联汽车的技术应用,芯片的应用比传统的燃油车都成倍增加。
同时,5G、人工智能、物联网等方面也是芯片的主要增长点。一方面,从需求来说出现了大幅增长,但另一方面,芯片产能的增长没有完全匹配汽车需求的增长。
第二,最重要的一个原因是新冠肺炎疫情。在受疫情影响最严重的去年一季度,因为汽车的产销量的大幅下降,芯片的需求骤减,车企包括零部件企业都在撤销汽车芯片的订单。
而到了第三、四季度,随着中国汽车市场的快速恢复,由于芯片行业的生产周期原因,汽车企业的新增订单要被安排在后面,所以就造成了从去年四季度开始出现的车用芯片紧张的情况。
第三,从去年下半年开始,消费电子企业的超期囤货加剧了汽车芯片的紧张。主要从去年第四季度开始,国内的手机企业都开始加大了自己的储备。随后各个行业的企业都在效仿,加大芯片储备量,因此挤占了去年的芯片产量。
第四,因不可抗因素在短期内削减了芯片的产能。去年年底和今年年初,欧洲、东南亚的第二波疫情,加上日本地震,美国暴风雪等不可抗因素,使得当地的这些半导体生产企业出现了减产、停产的情况,使本来就不富余的半导体产能更是雪上加霜。
第五,当前汽车行业恐慌性的囤货,加剧了芯片短缺的情况。因为当前汽车芯片的供应缺口和恢复周期等信息不清晰,全球汽车整车、零部件企业对预期并不乐观,再加上媒体的宣传,加剧了市场的恐慌。
汽车“缺芯”的影响是全球性的,但由于中国汽车市场的优异表现,需求大幅增加而芯片供给不足,问题率先暴露。
近期,德国车企大众集团、零部件巨头大陆集团以及博世集团相继发出预警,由于全球范围的汽车芯片的短缺,可能会影响汽车生产。其中包括因市场复苏而带来需求增长的中国市场,这种影响将会持续到明年。
芯片供应紧张,已经威胁到全球汽车产业供应链安全。中国汽车产业最先感受到紧张的气氛,已经有部分车企因为“缺芯”被迫停产。最先传出生产受到影响消息的是中国销量最高的两家车企一汽-大众和上汽大众。智库君从车企、零部件企业、汽车行业人士等不同信源处了解到,一些车企因为包括汽车芯片在内的电子元件等核心零部件的短缺,一汽-大众、上汽大众的部分工厂和个别车型调整了生产计划,降低生产班次或者短期内暂停生产。
“新冠疫情所带来的不确定性影响到了一些特定汽车电子元件的芯片供应。而中国市场的全面复苏也进一步推动了需求增长,使得情况更加严峻,导致一些汽车生产面临中断的风险。”大众中国方面的回应,坦诚了汽车芯片短缺对其带来的巨大挑战。
受到影响的不仅仅是南北大众。“整个汽车行业都受到了影响,不止是南北大众,还有至少吉利和两个本田(即东风本田和广汽本田),这些都是我们收到了停产影响通知的。”12月6日,一位跨国汽车零部件公司中国区高层告诉智库君。
智库君从多家车企了解到,尽管每一家企业的情况不同,但“缺芯”是整个行业共同面临的问题。从12月开始,汽车芯片短缺的问题将变得更加突出,对所有的车企会陆续有不同程度的影响,甚至会影响一些车企明年上半年的排产计划。
尽管,多家车企称目前汽车的交付与销售没有受到影响。但是,短期内汽车“芯片”短缺的问题难以解决,国内车市上涨的势头带来的需求增加,眼下又恰逢销售旺季,供需矛盾带来的巨大潜在威胁,给整个汽车行业都带来了巨大的压力。
“各种系统零部件(都存在短缺),有发动机ECU,有转向EPS,也有底盘ESP的,不光是芯片,也有各种电子元件。”上述汽车零部件企业高层告诉智库君。
简单来看,OEM(主机厂)生产中断的直接原因是部分核心汽车电子的短缺。而发动机控制系统(ECU)、车身电子稳定控制系统(EPS)等主要由Tier1(一级供应商)向车企提供,其中,博世和大陆占据着最主要的市场份额。ECU、ESP中所需要的芯片,则由Tier1从半导体芯片供应商处采购。
有汽车行业人士告诉智库君,目前短缺的汽车芯片最主要的是功能芯片MCU(微控制单元),MCU在传统燃油汽车电子核心部件中被大量使用。Strategy?Analytics公布的数据显示,2019年,全球车载MCU安装量超25亿。
多位行业内人士对智库君表示,汽车芯片短缺是由两方面的因素造成的:一方面,中国汽车行业持续复苏,市场表现好于预测,汽车芯片需求的增长高于预期;另一方面,全球疫情蔓延,上游晶圆厂产能吃紧,手机、电脑等各类电子消费品的芯片供应不足,汽车芯片产能同样受限。
“现在一提芯片,大家都很敏感,联想到地缘政治和国家战略。但其实就是产能规划和市场预测的问题,主要是OEM(汽车主机厂)和Tier?1(一级供应商)的问题。”有汽车行业人士对智库君表示。影响是全球性的,只是中国汽车市场的表现优异,需求大幅增加而供给不足,问题率先暴露了出来。
今年上半年,受疫情影响,业界无论是对于汽车产业还是对半导体行业的预期其实并不乐观。上半年悲观的预测,一定程度上抑制了下半年对于汽车芯片产能的排产计划。
“汽车芯片周期长,产能不好规划,正常年份也可能有这个问题,我们只是没有注意而已。反过来,规划不好也会有压库报废,所以是双刃剑。”上述跨国汽车零部件企业中国区高层对智库君表示。
值得注意的是,中国车市自5月以来已经持续复苏,虽然一季度市场情绪悲观,但是二、三季度时整个行业都已经明显感觉到汽车市场需求的逐步释放。在这个过程中,随着中国的需求增长和其他市场逐步恢复,使得汽车的零件在局部形成短缺。?
有零部件企业高层表示,如果按照汽车厂家原有的产能规划,芯片的供应,其实问题不大。但是由于新增的产能,需要向半导体企业额外订购,而这需要6-9个月的较长周期。
不过,值得注意的是,汽车需要很长的产品开发和验证周期,汽车芯片同样如此。并且,由于Tier1掌握着很重的话语权,车企想要调整供应商体系难度很高。以车身控制EPS为例,结构复杂、集成功能多、价格也相对昂贵,所以研发周期测试周期最长,一旦芯片的预批量供应不上,就会给正常的生产带来麻烦。
“虽然汽车产业的供应链极为复杂,但是车企多年来有着经验丰富的市场反馈机制,有较强的供应链风险把控能力。芯片的短缺,肯定不是突然之间就断了的,中间肯定经历了一个过程。车企们和Tier1应该已经发现了一些问题,调整生产的节奏。”12月6月,全国乘联会秘书长崔东树接受智库君采访时表示。
事实上,企业对于汽车芯片短缺的问题并非没有预警。“采购部门其实对于供需关系很敏感,有的企业在8、9月份对这件事就已经有所察觉。”有车企内部人士告诉智库君。有的企业此前已经开始在有意识的增加库存。
有行业人士告诉智库君,在汽车芯片普遍短缺的情况下,车企不得不调整部分车型和工厂的生产计划,从而将损失减少到最低。例如,有消息人士告诉智库君,一汽-大众天津工厂和成都工厂受到的影响,高于其他三个工厂。
“车企对于市场的判断还是比较快的,因此,会根据市场的需求,把紧缺的资源投向带来更高经济利益的车型上。”有车企人士告诉智库君。
多位行业内人士在接受智库君采访时表示,汽车芯片短缺对汽车生产造成的影响以及背后的原因,其实大家都很清楚,但是想要解决问题的难度却非常高。
“想要解决这个问题,OEM需要更准的市场预测,Tier1要更好的产能规划,Tier2尽量缩短lead?time(交付周期)。”有汽车行业人士表示。
在这个过程中,需要各方协作,而以博世、大陆等为代表的Tier1扮演着关键的一环。
尽管大陆和博世方面均表示,正在与各半导体厂商加强合作与沟通,尽一切努力以期将影响降到最低。但是,多位Tier?1企业人士告诉智库君,芯片厂产能不足的问题,短期内难以解决,行业内芯片短缺的情况至少会持续半年。
更加紧迫的问题是,如何让这种情况不再持续恶化。现阶段,大部分车企的交付还未受到影响,如果产能的短缺迟迟无法解决NG体育,部分车型的汽车产能无法满足市场需求,只是时间的问题。
一位博世中国的高层在接受智库君采访时,略显无可奈何。“芯片厂产能不足,我们也没有什么办法。我们只能增加投资,帮助芯片厂投资并扩大产能,但是这可能需要几个月的时间。”
“我们和半导体厂商一直以来保持紧密沟通。目前半导体芯片厂商已经开始着手扩大产能来应对突然增加的供给需求,但考虑到半导体行业正常的交付时间,目前供应短缺的情况将在6-9个月的时间内改善。因此预计到2021年供应形势依然严峻。”12月6日,大陆集团中国区有关人士对智库君表示。
此外,有汽车行业人士告诉智库君,由于上游晶圆厂产能紧张,汽车芯片其实处于一种与手机等电子消费品抢产能的状态。
“汽车芯片的制程要求没有手机那样高,与手机、5G相比,芯片企业的利润率没有那么高。所以当晶圆厂产能全球吃紧的情况下,汽车和消费电子争夺芯片产能,并不占据优势。”12月7日,一位汽车芯片从业人员告诉智库君。
另外NG体育,值得注意的是,在汽车芯片的投资领域,随着智能网联和新能源汽车规模的增长,不少芯片企业把更多地目光投放到了充满极大的商业前景的IGBT、传感器等领域。
不少行业内人士在接受智库君采访时表示担忧汽车芯片的价格,在目前供需关系严重失衡的情况下,汽车芯片的价格上涨将是大概率事件。
全球车载MCU的前5大供应商是恩智浦、英飞凌、瑞萨电子、意法半导体、德州仪器,占据着市场半壁江山。其中,已经有几家企业传出涨价的消息。
近日,有消息称,有客户收到恩智浦的通知,恩智浦称为应对材料成本的“大幅增长”和芯片的“严重短缺”状况,为解决供应商带来的不可预见的成本增长,公司不得不提高所有产品的价格。
日本半导体制造商瑞萨电子也向客户发送提价通知,表示公司近期面临库存、成本增加压力和产品运输风险,不得不上调价格来保证这些产品得到持续的投入和生产。瑞萨的价格调整将于2021年1月1日正式生效。
在芯片短缺影响汽车产能的情况下,主机厂、Tier1不得不接受上涨的价格。崔东树认为,在目前汽车市场竞争极为激烈的情况下,这种成本的价格很难转嫁到消费者身上,汽车价格上涨的可能性不高,增加的成本可能需要主机厂和零部件供应商自己消化。
芯片的短缺,已经对一些车企的产能造成实际的影响。对于车企而言,年底及春节前是汽车的传统销售旺季,而中国汽车市场的行情近期也是一直向好。如果在此时部分车型的产能无法跟上,不仅会带来一定程度的经济损失,也有可能将市场份额拱手让给竞争对手。
当然,从整体上来看,芯片短缺是整个汽车行业面临的挑战,不同的车企或多或少都会遇到挑战。
“停产会影响市场终端,具体要看影响的时间跨度。”12月7日,罗兰贝格全球高级合伙人兼大中华区副总裁郑赟在接受智库君采访时表示。
资深汽车电子工程师朱玉龙认为,(芯片)短缺的问题,更多的是在2020年12月开始,延伸到2021年上半年都有交付的瓶颈。这种影响可能对于所有的车企都有不同程度的影响,按照需求的排产很难跟上。
不过,崔东树认为,产量下降所带来的影响有限,车市没有想象中那么悲观。“不少车企的一些车型还有库存。车企可以通过调整生产的计划,来减少影响,同时也可以去一部分的库存。”
他认为,从车市的走势来看,明年中国乘用车市场预计将有7%的增长,市场的需求存在。而在供给端,虽然有部分车企的部分车型会受到影响,但是消费者还有其他的汽车品牌可供选择。
“虽然有的车企的部分车型的产能会造成缺口,但这不是说,所有的车都不生产了,影响是有限的。消费者可以选择其他车企类似的车型。”崔东树表示。
此外,这两年中国汽车市场进入调整期,车企之间的竞争本就十分激烈,价格战不断加剧。因此,在主流的合资或者自主品牌市场,即使有的车企的部分车型供给短期内出现不足,也不会出现明显的终端价格上涨。否则,消费者就会被竞争对手抢走。
“芯片短缺不会对终端消费市场带来大的影响。需求决定供给,我们预计明年中国汽车市场产销量会实现正增长。”崔东树告诉智库君。
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