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半导体

再次问诊汽车“芯事”:全球最大汽车芯片厂商产能不及预期影响几何?

近日,全球最大汽车半导体供应商英飞凌发布了第三季度财报,相比上一财季,收入增长仅有1%。该情况的出现,很大程度上源于美国得克萨斯州和马来西亚马六甲两家工厂产能未能恢复。根据Strategy Analytics最新数据, 2020年英飞凌占据全球汽车半导体市场13.2%份额。一家具有如此大市场份额的汽车半导体企业,其产能恢复受挫势必将影响整个汽车芯片市场。

今年年初以来,“缺芯”便是整个汽车行业最棘手的难题。从最初由产能紧张带来的芯片涨价,到福特、丰田、克莱斯勒等多家车企调整汽车产量以应对芯片短缺,再到芯片厂商启动自建产线、汽车厂商入局芯片制造。不论是英飞凌的产能恢复受挫,还是整个汽车行业的一系列举措,都显示汽车缺芯状况依旧持续。

囤货易陷“囚徒困境”

车用芯片主要包括三大类:MCU(微控制单元,又称功能芯片)、功率半导体、传感器。赛迪顾问股份有限公司集成电路产业研究中心总经理滕冉向《中国电子报》记者指出, MCU、功率器件(MOSFET、IGBT)、模拟类芯片(AC-DC、DC-DC)等均有不同程度的短缺情况。中国科学院科技战略咨询研究院产业科技创新中心汽车行业特聘研究员鹿文亮在接受《中国电子报》记者采访中表示,微处理器(MCU)和电子控制单元(ECU)是现阶段最为短缺的汽车芯片类型。

据芯谋研究总监宋长庚介绍,一辆普通燃油汽车的生产往往需要20~50颗MCU,新能源车则需要大约100~200颗MCU芯片。由于MCU芯片需求量大且属于汽车芯片中较为核心的类型,生产要求更高,再加上替换难度大,现阶段市场缺口最大。

“受到‘缺芯’市场形势影响,各大车厂争抢MCU,导致很多汽车厂商所需的MCU配不齐。”宋长庚告诉《中国电子报》记者,车厂在感知到芯片存量紧张后加紧了芯片囤货,使得市场中流通的MCU数量急剧下降,但单家车厂也很难保证生产所需的MCU芯片均有存货,“缺一颗芯片就没法下线”,这就变相加重了MCU芯片供应不足的状况。当前的MCU价格与2019年相比,已经涨了5~20倍。

恐致汽车减产近700万辆

记者通过采访了解到,自今年3月以来,MCU、电源管理IC、模拟IC芯片的交货周期普遍在20周以上。恩智浦、瑞萨电子、意法半导体交货时间约为24~52周。对于模拟IC而言,德州仪器、英飞凌、意法半导体的供货周期在16~30周。这意味着,如果汽车厂商不想影响汽车的正常生产,往往需要提前约半年的时间预定芯片,否则将有可能面临因缺芯而被迫停产。自3月至今,经过近半年的产能调整,汽车芯片交货时间也丝毫没有缩短的迹象。相反,包括电源管理、模拟器件、无源器件等类型的芯片产品都出现了交货期拉长。

据悉,当前功率半导体芯片缺口仍在扩大,部分产品交货周期甚至接近一年半。IC分销平台贸泽电子等网站的实时数据显示,安世半导体多款产品处于无库存状态,缺货产品交货周期均长达69周。而在2019年之前,汽车芯片完全处于买方市场,汽车厂家不需要考虑提前预定芯片的问题。

缺芯将持续至明年年中受到汽车芯片产量短缺影响,各大汽车厂商均不同程度上遭受了冲击。根据7月份至今的消息,全球排名前几位的汽车厂商仍然不同程度存在因芯片供应不足缩减产量甚至停产现象。作为全球第一大汽车品牌的丰田,8月2日至6日,位于日本爱知县丰田市的丰田汽车高冈工厂部分产线停产5天;本月,一汽丰田和广汽丰田也因芯片短缺而暂停部分产线生产。本月3日,通用汽车因芯片短缺关闭了北美几家工厂,停产高利润皮卡车型,旗下雪佛兰SILVERADO、GMC SIERRA的生产亦受到芯片短缺影响。

根据7月29日Auto Forecast Solutions(AFS)数据,受全国缺芯影响,中国汽车工厂7月减少了约355000辆汽车计划产量。AFS估计,截止目前,芯片短缺已导致全球汽车产量减少560万辆,并预计今年内该数字将攀升至690万辆。彭博社在文章中指出,持续性芯片短缺带来的不确定性将使汽车制造商今年损失1100亿美元的销售额。鹿文亮认为,几乎所有品牌都会受到芯片短缺影响,若芯片不足,厂商将根据市场销量、产品储备降低生产速度。

相比之下,新能源汽车的缺芯状况更为严峻。根据Sievers数据,电动汽车的半导体占比(包括混动汽车)是传统燃油车的两倍。电动汽车的电池、电动机和监控系统,全新娱乐、安全和驾驶辅助功能都需要半导体。由此,芯片短缺可能将延缓各大品牌汽车向电动汽车转型的速度。

面对这样市场现状,各市场主体对汽车芯片供需矛盾缓解的预估均不乐观。瑞萨首席执行官Hidetoshi Shibata 估计,供需状况需要到明年年中才能开始缓解。英飞凌首席执行官莱因哈德·普洛斯表示,全球汽车市场的回暖正受到供应限制的严重制约,市场要想重新达到供需平衡尚需时日,依照当下局面判断,该情况肯定会持续至2022年。英特尔总裁Pat Gelsinger在7月22日的财报电话会议上表示,全球芯片短缺将再持续一两年。恩智浦企业代表亦表示,汽车芯片供需不平衡将会持续到明年年中。

业界人士表示,全球汽车芯片短缺预计将持续到2022年第二季度。

芯片厂商产能增量有限

本轮汽车缺芯很大程度上延续了去年下半年开始的全行业“缺芯”:一来,受到新冠疫情影响,各大芯片厂商产能受限;二来,居家办公使得PC消费电子需求量上涨,一定程度上挤占了汽车芯片产能;三者,2020年,汽车需求量反弹;四者,2019年及之前,汽车厂商缺乏芯片备货意识,这使得在2020年芯片产能不足、交付期拉长情况下,汽车厂商无法实现芯片库存及时补货,进而导致汽车芯片出现供需紧张。

要想缓解“缺芯”,业界将目光投向了产量占据全球前几位的芯片厂商,希望通过提升产能补足市场需求缺口。Strategy Analytics数据显示,英飞凌、恩智浦、瑞萨电子、德州仪器和意法半导体为全球前五大汽车芯片厂商,五家企业在2020年共占据汽车半导体市场近49%的份额。

全球最大汽车功率器件提供商英飞凌表示,当前库存已经低至历史低点。根据英飞凌8月6日发布的2021财年第三季度(截至2021年6月30日)财报,第三财季增长相比第二财季收入增长仅有1%。这一是源于英飞凌位于美国德克萨斯州的制造厂商在冰风暴后一直未能恢复此前的产量水平;二来,受到新冠病毒影响,英飞凌位于马来西亚马六甲的封测厂被迫关停,这使得英飞凌产能恢复能力再次受损。多种因素影响下,英飞凌的汽车半导体、传感器两大板块产能受到了很大的冲击。

意法半导体执行长Jean-Marc Chery称,意法半导体今年只能满足70%的客户需求。同时,全球最大的汽车芯片供应商恩智浦也表示,受到芯片短缺影响,芯片经销商库存当前处于历史最低水准。

在汽车芯片厂商产能增量有限的情况下,业界将希望寄托于代工厂。作为全球最大的芯片代工厂,台积电在今年上半年实现汽车MCU芯片的产量同比增长30%,预计全年增长可达60%。当月,台积电签署了到2022年的多份合同,内容大致为提高产能、优先考虑生产汽车芯片,帮助缓解全球汽车芯片短缺问题。在7月的股东电话会议上,台积电亦表示公司目前优先生产汽车用芯片。有消息称,联合微电子和其他台湾代工厂也将效仿台积电做法,优先考虑无晶圆厂汽车芯片客户。

然而,在宋长庚看来,台积电宣称的产能倾斜究竟能在多大程度上奏效还有待观察:“首先,芯片厂商有多少汽车芯片交给台积电代工,这是未知的。汽车芯片的量并不大,所以芯片厂商是有能力挤出产能来满足汽车芯片需求的。”此外,在当前缺芯的情况下,工厂产线处于满负荷运作的状态,向汽车产能并非易事,产能倾斜若要产生影响,“也需要至少三个月或更长的时间才能有所体现”。

在汽车缺芯成为全行业关注焦点后,网络上也传出芯片厂商的产线扩建行为。东芝在今年3月宣布在日本中部石川县的工厂建立一条新的功率半导体生产线,用于车用功率半导体生产;富士电机今年7月宣布,在2021会计年度下半年(即2021年10月份至2022年3月份)期间,会在日本青森县工厂设立一条新的8英寸晶圆生产线,着力生产车用功率半导体。这些看似对汽车缺芯“对症下药”的举措,其实无法缓解当前的汽车“缺芯”现状。

滕冉将其描述为“远水解不了近渴”:“芯片制造企业自建产线,包括产线规划、厂房建设、设备订购、产能爬坡、稳定出货等多个环节,从产线规划到最终出货至少需要12~18个月的时间。”即便是在既有厂房的基础上扩建产线,也不可能在短期内实现汽车芯片供应。宋长庚认为,那些在现阶段扩建厂房、增建产线的企业,更多的是出于公司的战略考虑,而并非解决眼前的缺芯问题。

宋长庚认为,要提升芯片产量,新建厂不能解决短期内的芯片短缺问题,还是要提升既有产线的产出效率。宋长庚以中芯国际举例,该企业2021年第二季度财报显示,其产能利用率达到100.4%,实现174.52万片8英寸等值晶圆交付。“产能是一个计算值,如果企业的管理效率高、工厂设备使用效率高,那么最终实现的产能会比理论值更高。英飞凌、意法半导体是有能力将自己的产能利用率提升20%的。”

国内车规级芯片研发进程加速

除提升产能外,畅通供需渠道也是缓解当前缺芯问题的关键。8月3日,国家市场监管总局发布消息,对涉嫌哄抬价格的汽车芯片经销企业进行立案调查,并将加大监管执法力度,严厉查处囤积居奇、哄抬价格等违法行为。“缺芯不单是产能的问题,还有供需匹配失衡、渠道不畅的问题。”鹿文亮在接受《中国电子报》记者采访时表示,“国家打击经销商囤货,主要是解决渠道不畅的问题。”

要缓解国有车厂的缺芯问题,寻找国产汽车芯片也是一条思路。在全球近500亿美元的汽车芯片市场规模中,中国仅占4.5%,车规级MCU芯片国产化率不足5%。全球汽车芯片短缺加速了国内厂商车规级芯片的研发进程。

7月16日,在2021中国集成电路设计创新大会暨IC应用博览会同期汽车电子论坛上,上海芯旺微电子有限公司FAE总监卢恒洋表示,芯旺最新32位汽车MCU产品CF32A156已经完成研发,即将进入量产阶段。国内汽车智能芯片科技企业地平线近日也正式发布了全新一代车规级产品——征程5,已经与上汽、长城、江淮、理想、长安、比亚迪、哪吒等多家车企达成首发量产合作意向。

“本次汽车芯片短缺给了国内芯片厂商进入整车厂商验证的机会”,滕冉这样提到。但国内芯片要真正进入产线还有很长的路要走。“车规级芯片的验证周期比较长”,鹿文亮表示,“现在还没通过车规验证的,短期内也没办法供货。”

责任编辑:姬晓婷


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