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半導體

再次問診汽車“芯事”:全球最大汽車芯片廠商產能不及預期影響幾何?

近日,全球最大汽車半導體供應商英飛凌發布了第三季度財報,相比上一財季,收入增長僅有1%。該情況的出現,很大程度上源于美國得克薩斯州和馬來西亞馬六甲兩家工廠產能未能恢復。根據Strategy Analytics最新數據, 2020年英飛凌占據全球汽車半導體市場13.2%份額。一家具有如此大市場份額的汽車半導體企業,其產能恢復受挫勢必將影響整個汽車芯片市場。

今年年初以來,“缺芯”便是整個汽車行業最棘手的難題。從最初由產能緊張帶來的芯片漲價,到福特、豐田、克萊斯勒等多家車企調整汽車產量以應對芯片短缺,再到芯片廠商啟動自建產線、汽車廠商入局芯片制造。不論是英飛凌的產能恢復受挫,還是整個汽車行業的一系列舉措,都顯示汽車缺芯狀況依舊持續。

囤貨易陷“囚徒困境”

車用芯片主要包括三大類:MCU(微控制單元,又稱功能芯片)、功率半導體、傳感器。賽迪顧問股份有限公司集成電路產業研究中心總經理滕冉向《中國電子報》記者指出, MCU、功率器件(MOSFET、IGBT)、模擬類芯片(AC-DC、DC-DC)等均有不同程度的短缺情況。中國科學院科技戰略咨詢研究院產業科技創新中心汽車行業特聘研究員鹿文亮在接受《中國電子報》記者采訪中表示,微處理器(MCU)和電子控制單元(ECU)是現階段最為短缺的汽車芯片類型。

據芯謀研究總監宋長庚介紹,一輛普通燃油汽車的生產往往需要20~50顆MCU,新能源車則需要大約100~200顆MCU芯片。由于MCU芯片需求量大且屬于汽車芯片中較為核心的類型,生產要求更高,再加上替換難度大,現階段市場缺口最大。

“受到‘缺芯’市場形勢影響,各大車廠爭搶MCU,導致很多汽車廠商所需的MCU配不齊。”宋長庚告訴《中國電子報》記者,車廠在感知到芯片存量緊張后加緊了芯片囤貨,使得市場中流通的MCU數量急劇下降,但單家車廠也很難保證生產所需的MCU芯片均有存貨,“缺一顆芯片就沒法下線”,這就變相加重了MCU芯片供應不足的狀況。當前的MCU價格與2019年相比,已經漲了5~20倍。

恐致汽車減產近700萬輛

記者通過采訪了解到,自今年3月以來,MCU、電源管理IC、模擬IC芯片的交貨周期普遍在20周以上。恩智浦、瑞薩電子、意法半導體交貨時間約為24~52周。對于模擬IC而言,德州儀器、英飛凌、意法半導體的供貨周期在16~30周。這意味著,如果汽車廠商不想影響汽車的正常生產,往往需要提前約半年的時間預定芯片,否則將有可能面臨因缺芯而被迫停產。自3月至今,經過近半年的產能調整,汽車芯片交貨時間也絲毫沒有縮短的跡象。相反,包括電源管理、模擬器件、無源器件等類型的芯片產品都出現了交貨期拉長。

據悉,當前功率半導體芯片缺口仍在擴大,部分產品交貨周期甚至接近一年半。IC分銷平臺貿澤電子等網站的實時數據顯示,安世半導體多款產品處于無庫存狀態,缺貨產品交貨周期均長達69周。而在2019年之前,汽車芯片完全處于買方市場,汽車廠家不需要考慮提前預定芯片的問題。

缺芯將持續至明年年中受到汽車芯片產量短缺影響,各大汽車廠商均不同程度上遭受了沖擊。根據7月份至今的消息,全球排名前幾位的汽車廠商仍然不同程度存在因芯片供應不足縮減產量甚至停產現象。作為全球第一大汽車品牌的豐田,8月2日至6日,位于日本愛知縣豐田市的豐田汽車高岡工廠部分產線停產5天;本月,一汽豐田和廣汽豐田也因芯片短缺而暫停部分產線生產。本月3日,通用汽車因芯片短缺關閉了北美幾家工廠,停產高利潤皮卡車型,旗下雪佛蘭SILVERADO、GMC SIERRA的生產亦受到芯片短缺影響。

根據7月29日Auto Forecast Solutions(AFS)數據,受全國缺芯影響,中國汽車工廠7月減少了約355000輛汽車計劃產量。AFS估計,截止目前,芯片短缺已導致全球汽車產量減少560萬輛,并預計今年內該數字將攀升至690萬輛。彭博社在文章中指出,持續性芯片短缺帶來的不確定性將使汽車制造商今年損失1100億美元的銷售額。鹿文亮認為,幾乎所有品牌都會受到芯片短缺影響,若芯片不足,廠商將根據市場銷量、產品儲備降低生產速度。

相比之下,新能源汽車的缺芯狀況更為嚴峻。根據Sievers數據,電動汽車的半導體占比(包括混動汽車)是傳統燃油車的兩倍。電動汽車的電池、電動機和監控系統,全新娛樂、安全和駕駛輔助功能都需要半導體。由此,芯片短缺可能將延緩各大品牌汽車向電動汽車轉型的速度。

面對這樣市場現狀,各市場主體對汽車芯片供需矛盾緩解的預估均不樂觀。瑞薩首席執行官Hidetoshi Shibata 估計,供需狀況需要到明年年中才能開始緩解。英飛凌首席執行官萊因哈德·普洛斯表示,全球汽車市場的回暖正受到供應限制的嚴重制約,市場要想重新達到供需平衡尚需時日,依照當下局面判斷,該情況肯定會持續至2022年。英特爾總裁Pat Gelsinger在7月22日的財報電話會議上表示,全球芯片短缺將再持續一兩年。恩智浦企業代表亦表示,汽車芯片供需不平衡將會持續到明年年中。

業界人士表示,全球汽車芯片短缺預計將持續到2022年第二季度。

芯片廠商產能增量有限

本輪汽車缺芯很大程度上延續了去年下半年開始的全行業“缺芯”:一來,受到新冠疫情影響,各大芯片廠商產能受限;二來,居家辦公使得PC消費電子需求量上漲,一定程度上擠占了汽車芯片產能;三者,2020年,汽車需求量反彈;四者,2019年及之前,汽車廠商缺乏芯片備貨意識,這使得在2020年芯片產能不足、交付期拉長情況下,汽車廠商無法實現芯片庫存及時補貨,進而導致汽車芯片出現供需緊張。

要想緩解“缺芯”,業界將目光投向了產量占據全球前幾位的芯片廠商,希望通過提升產能補足市場需求缺口。Strategy Analytics數據顯示,英飛凌、恩智浦、瑞薩電子、德州儀器和意法半導體為全球前五大汽車芯片廠商,五家企業在2020年共占據汽車半導體市場近49%的份額。

全球最大汽車功率器件提供商英飛凌表示,當前庫存已經低至歷史低點。根據英飛凌8月6日發布的2021財年第三季度(截至2021年6月30日)財報,第三財季增長相比第二財季收入增長僅有1%。這一是源于英飛凌位于美國德克薩斯州的制造廠商在冰風暴后一直未能恢復此前的產量水平;二來,受到新冠病毒影響,英飛凌位于馬來西亞馬六甲的封測廠被迫關停,這使得英飛凌產能恢復能力再次受損。多種因素影響下,英飛凌的汽車半導體、傳感器兩大板塊產能受到了很大的沖擊。

意法半導體執行長Jean-Marc Chery稱,意法半導體今年只能滿足70%的客戶需求。同時,全球最大的汽車芯片供應商恩智浦也表示,受到芯片短缺影響,芯片經銷商庫存當前處于歷史最低水準。

在汽車芯片廠商產能增量有限的情況下,業界將希望寄托于代工廠。作為全球最大的芯片代工廠,臺積電在今年上半年實現汽車MCU芯片的產量同比增長30%,預計全年增長可達60%。當月,臺積電簽署了到2022年的多份合同,內容大致為提高產能、優先考慮生產汽車芯片,幫助緩解全球汽車芯片短缺問題。在7月的股東電話會議上,臺積電亦表示公司目前優先生產汽車用芯片。有消息稱,聯合微電子和其他臺灣代工廠也將效仿臺積電做法,優先考慮無晶圓廠汽車芯片客戶。

然而,在宋長庚看來,臺積電宣稱的產能傾斜究竟能在多大程度上奏效還有待觀察:“首先,芯片廠商有多少汽車芯片交給臺積電代工,這是未知的。汽車芯片的量并不大,所以芯片廠商是有能力擠出產能來滿足汽車芯片需求的。”此外,在當前缺芯的情況下,工廠產線處于滿負荷運作的狀態,向汽車產能并非易事,產能傾斜若要產生影響,“也需要至少三個月或更長的時間才能有所體現”。

在汽車缺芯成為全行業關注焦點后,網絡上也傳出芯片廠商的產線擴建行為。東芝在今年3月宣布在日本中部石川縣的工廠建立一條新的功率半導體生產線,用于車用功率半導體生產;富士電機今年7月宣布,在2021會計年度下半年(即2021年10月份至2022年3月份)期間,會在日本青森縣工廠設立一條新的8英寸晶圓生產線,著力生產車用功率半導體。這些看似對汽車缺芯“對癥下藥”的舉措,其實無法緩解當前的汽車“缺芯”現狀。

滕冉將其描述為“遠水解不了近渴”:“芯片制造企業自建產線,包括產線規劃、廠房建設、設備訂購、產能爬坡、穩定出貨等多個環節,從產線規劃到最終出貨至少需要12~18個月的時間。”即便是在既有廠房的基礎上擴建產線,也不可能在短期內實現汽車芯片供應。宋長庚認為,那些在現階段擴建廠房、增建產線的企業,更多的是出于公司的戰略考慮,而并非解決眼前的缺芯問題。

宋長庚認為,要提升芯片產量,新建廠不能解決短期內的芯片短缺問題,還是要提升既有產線的產出效率。宋長庚以中芯國際舉例,該企業2021年第二季度財報顯示,其產能利用率達到100.4%,實現174.52萬片8英寸等值晶圓交付。“產能是一個計算值,如果企業的管理效率高、工廠設備使用效率高,那么最終實現的產能會比理論值更高。英飛凌、意法半導體是有能力將自己的產能利用率提升20%的。”

國內車規級芯片研發進程加速

除提升產能外,暢通供需渠道也是緩解當前缺芯問題的關鍵。8月3日,國家市場監管總局發布消息,對涉嫌哄抬價格的汽車芯片經銷企業進行立案調查,并將加大監管執法力度,嚴厲查處囤積居奇、哄抬價格等違法行為。“缺芯不單是產能的問題,還有供需匹配失衡、渠道不暢的問題。”鹿文亮在接受《中國電子報》記者采訪時表示,“國家打擊經銷商囤貨,主要是解決渠道不暢的問題。”

要緩解國有車廠的缺芯問題,尋找國產汽車芯片也是一條思路。在全球近500億美元的汽車芯片市場規模中,中國僅占4.5%,車規級MCU芯片國產化率不足5%。全球汽車芯片短缺加速了國內廠商車規級芯片的研發進程。

7月16日,在2021中國集成電路設計創新大會暨IC應用博覽會同期汽車電子論壇上,上海芯旺微電子有限公司FAE總監盧恒洋表示,芯旺最新32位汽車MCU產品CF32A156已經完成研發,即將進入量產階段。國內汽車智能芯片科技企業地平線近日也正式發布了全新一代車規級產品——征程5,已經與上汽、長城、江淮、理想、長安、比亞迪、哪吒等多家車企達成首發量產合作意向。

“本次汽車芯片短缺給了國內芯片廠商進入整車廠商驗證的機會”,滕冉這樣提到。但國內芯片要真正進入產線還有很長的路要走。“車規級芯片的驗證周期比較長”,鹿文亮表示,“現在還沒通過車規驗證的,短期內也沒辦法供貨。”

責任編輯:姬曉婷


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