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【芯智驾】汽车“芯荒”根源:智能电动汽车拐点已现 新供需生态如何重塑?

Byadmin

Nov 12, 2021

编者按:芯智驾──集萃产学研企名家观点,全面剖析AI芯片、第三代半导体等在汽车大变形时代的机会与挑战!

芯榜网报道,从电动窗户到驾驶辅助系统,汽车的一切智能应用都依赖芯片。而过去一年以来,汽车芯片短缺阴影笼罩全球汽车制造商——由于汽车制造商在采购芯片方面有困难,经销商手头可以销售的汽车数量已降至历史最低点。瑞银(UBS)的数据显示,与去年同期相比,半导体瓶颈导致上一季度全球汽车产量下降了18%。国内诸多车型同样受此影响出现停产缺货现象,一些车企甚至出现了高价买库存芯片、交付缺少部分零部件的车型的现象。

乘联会最新统计显示,三季度汽车芯片供给的至暗时刻已经走过,原10月预计供给芯片较上月环比有20%的改善预期。但该机构也同时指出,鉴于汽车芯片供给实际环比增长仅为约10%,因此供给不透明的瓶颈因素仍在。

随着芯片之于汽车越来越关键,如何从根源上解决汽车缺芯之痛已经成为汽车产业链无法回避的问题。

缺芯的根源:电动智能汽车拐点已现

在百年汽车工业的这一场大变局之中,当前汽车制造商面临的风险正随着现代汽车对芯片的日益依赖而上升——现在每辆车需要的半导体总数达到几百个。在智能电动汽车的BOM成本中,芯片已经占据约40%-50%,占汽车BOM成本的绝大头。

“据我们的观察,出现芯片短缺的现象,出了疫情等客观因素外,最主要一个动因实际就是智能电动汽车开始被市场接受,渗透速度逐渐加快。” 联想集团副总裁、联想创投高级合伙人宋春雨对芯榜网指出。

今年以来的新能源汽车产销数据可以反映这种趋势。据中国汽车工业协会统计,1-9月新能源汽车的渗透率已提升至11.6%,9月更达到了17.3%的历史高位。“这与去年相比是一个巨大的分水岭,超过10%事实上就是一个拐点。”宋春雨指出,这种需求的暴涨导致了车企在整个交付过程中其供应链承受着非常大的压力。而导致这一波车企停产、减产的缺货问题,主要缺的MCU以及诸如胎压监测、自动雨刷等这一类小芯片。

事实上,目前大部分的车用芯片都只需要成熟制程,如MCU采用的是28/40/55/130纳米等成熟工艺,而主要的产能缺口也在于此。但由于车规级芯片的技术要求严苛,从晶圆到封测都有特殊要求,这决定了产能无法快速切换与扩张。

宋春雨认为,这是一个必经的过程,而随着全行业对于智能电动汽车用户端的需求以及企业的供给能力新规律的摸索,整个产能会逐渐起来。“目前看预计Q4是会有所缓解,但因为设备的上新以及产能扩张都需要一定周期,汽车芯片缺货应该会延续至明年上半年,这是一个逐渐缓解的过程。”

工信部新闻发言人罗俊杰在近期的一次国务院新闻办公室的发布会上表示,此次汽车芯片短缺主要是受到汽车行业需求与芯片产业周期出现“错配”,以及新冠肺炎疫情、芯片生产企业出现了火灾等多重因素的综合影响。他认为,综合各种迹象看,四季度将比三季度有所缓解,并表示工信部将组建汽车半导体推广应用工作组,加强供需对接和工作协同,共同来推动提升汽车芯片供给能力。

对此,宋春雨也表示,当前汽车产业所处的换挡节点,纯电化和智能化是最大的变量,这其中必定产生新的规律,尤其在芯片层面,传统汽车的供需模式势必亟待改变。

新的供需平衡如何重塑?

这场缺货危机凸显了汽车制造商、一级供应商(Tire 1)、半导体供应商及其晶圆代工厂之间调整产能和采购模式的必要性。

博世中国副总裁蒋健在近期的一场论坛上公开表示,“尽管汽车产业原本的全球化分工以及精益生产已做得非常成熟,但在新的形势下,汽车芯片的供应链体系出现危机,必须引起整个产业的重视。”

而多年来一直被奉为MBA经典供应链理论的丰田的“JUST IN TIME(准时制)”模式所追求的“零库存”和“虚拟仓库”也遭遇了前所未有的挑战。“准时制”供应链管理——即按照组装需要交付零件一直是汽车行业的标准,因为它有助于最大限度地减少库存并提高效率。

德国芯片巨头英飞凌近期就敦促汽车制造商重新考虑战略“准时制”供应链战略,由于半导体的交货时间很长,而且需要很长时间才能建立额外的产能,汽车供应链中应该保证合理数量的库存以缓冲额外需求。根据供应链统计,对于MCU等相对复杂的器件,芯片从订购到发货需要12-16周,而用于车辆稳定系统的惯性传感器则需要26周。

然而,平衡供需是一方面,其背后凸显的是更深层的原因——全球半导体产业结构正趋于两极分化——产业的一端,芯片设计爆炸性增长;另一端,生产制造却日趋集中。据美国半导体行业协会(SIA)估计,如今全球芯片制造产能的80%集中在亚洲。这种两极分化在车用芯片层面更为显著,IHS Markit的调查数据显示,目前全球大约70%的车用MCU生产都依赖于台积电,这给整个行业造成了生产瓶颈。欧洲汽车工业协会负责人近日就警告说,欧洲汽车制造商必须减少对亚洲半导体的依赖,否则,已导致欧洲各地工厂关闭的危机就有可能重演。

而这一场的汽车芯片短缺则让一部分消费电子产业链的厂商看到了新的机会。鸿海董事长刘扬伟就认为,汽车制造商未能控制好疫情大流行期间需求的剧烈波动,从而引发了目前的汽车芯片短缺局面,这证明传统的供应链模式没有能力满足电动汽车时代的要求。

这家iPhone手机的代工厂商如今已经把视线投向了代工电动汽车上,它希望将消费电子产业链的垂直整合供应链管理模式带到汽车领域,目标是在电动汽车领域提供包括零配件、设计、完整方案及组装和制造的全面服务。鸿海于一年前正式公开的MIH 电动汽车平台,如今已经聚集起一众汽车产业链生态企业。截至目前,加入MIH平台的成员已达1982家,分布于全球48个国家和地区。其中还包括联发科、瑞昱半导体、凌阳创新科技、联咏科技等多家IC设计公司。刘扬伟认为,与传统的汽车供应商比较,他们最主要的竞争优势就在速度。

垂直整合的供应链管理模式或许是智能电动时代汽车供应链变革的重要方向之一。值得注意的是,在大部分的传统车企以及国内的造车新势力因为缺芯而深陷困境之时,电动汽车界的明星特斯拉相对而言却似乎并不缺芯,其最新公布的三季度交付数据显示,同比大增73%。一大重要的原因就在于其强大的自研能力以及垂直整合的供应链管理能力。

宋春雨分析指出,另一家中国车企比亚迪可以说也具有类似的基因。9月交付新能源车辆排名中,比亚迪稳稳保持第一,9月达到7万逾辆,并创新高。他认为,由于比亚迪可以实现从IGBT、MCU甚至LED芯片等核心元器件等自研,这种强大的垂直一体化体系对于在一个新兴领域保证快速成长是非常有价值的。

此外,从技术角度,面对汽车芯片的供应链管理问题,地平线则提出解决汽车芯片缺货的终极解决方案——走向中央计算机架构,也就是说,通过一颗芯片完成所有的事,这是汽车迈向智能化的架构变革趋势,也将从根本上解决汽车缺芯的问题。“当前的汽车芯片缺货,表面看是有一些偶发的因素,但深层次的原因在于,现在汽车往往需要使用超过100颗的各类大小芯片,其供应链管理难度天然存在。而计算集中化之后,大大减少了供应链管理的难度,且有利于避免使用不同的软件基于不同的芯片构架进行封闭开发,提升了整体性能的同时也大幅度提升了整车开发效率。” 地平线生态发展与战略规划副总裁李星宇在此前一场采访中对芯榜网指出。

写在最后:

中国有机会孕育出完整的智能电动汽车产业链

汽车工业正在经历着百年一遇的大变革,电动化和智能化两大关键变量。宋春雨认为,而围绕着这两大关键变量,中国同时也是全球最大的市场,在这个汽车产业链关键的重塑变革期,中国也有机会孕育出智能电动汽车领域完整的产业链结构。

这一波的缺芯或许仅仅产业变革的开始,接下去的关键是要借此机会,围绕几个大的核心变量快速完善和布局从汽车芯片到整车厂的本土供应链体系。

(校对/Jimmy)

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