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汽车芯片战争(一)

发布时间:2022-03-17作者来源:萨科微浏览:304

二季度是汽车芯片短缺最严重的时期,在艰难的5月过去之后,车企们又迎来了难熬的6月,缺芯的日子仿佛没有尽头。面对这个史上最大的全行业缺芯潮,几乎所有人都愿意相信现在已经是黎明前最黑暗的时刻。

 

6月10日,大众汽车采购负责人Murat Aksel对外发出预警,“供应链问题已经降至冰点,我们将迎来艰难的6周。” 

 

在全国飞往长三角的航班中,在中国台湾新竹的电子邮件里,在美国底特律的汽车组装厂内,在美国白宫的谈判桌上,一场场关于芯片的战斗仍在继续。

 

一块价值一美元的小芯片,可以让一家车企的数家工厂停摆数日,这些巨无霸们挥舞着巨大的拳头,却拿这些小东西没有办法,就像一记重拳砸在了小钉子上,不致命,却非常疼。

 

车企们对芯片充满了怨念,他们表示如果不是缺芯,产销将会起飞,某款车型将会引爆市场。

 

在这场芯片保卫战中,各家公司都使出了浑身解数,甚至已经开始有车企将芯片采购的定价权交给了对口的采购人员,在几十倍的涨价范围内,采购人员可以自行裁决,以在激烈拼抢的市场中夺得一点供应。

 

伊隆-马斯克甚至将这场抢芯大战比作“人们像在抢卫生纸一样”。

 

整个汽车行业进入了特殊时期,停产、减配、加价甚至涨价,成为家常便饭。

 

尽管缺芯潮造成了很多短期的痛苦,但从更长期的视角来看,一场完美风暴已经形成。

 

首先,整个汽车产业的数字化转型将提速。

 

智能电动化逼迫传统车企不得不进行数字化转型,并将更多核心能力掌握在自己手中,过度依赖供应商的传统汽车制造商们正做出改变,但他们还不够快,缺芯潮加速了金字塔式的传统供应关系的崩塌,也给汽车制造商们的转型制造了足够的压力。

 

其次,汽车半导体的国产替代或许是这场风暴之后的另一个重要收获。中国在汽车芯片上的自足率不足5%,非常弱势,业内人士称这场风暴至少将国产替代往前推进了一年以上。

 

 

 

缺芯给汽车产业带来的最大影响就是减产。从年初以来,车企减产的消息就层出不穷,媒体的报道已经让人感到麻木。

 

中汽协发布的最新数据显示,6月上旬,11家重点企业汽车生产完成43.4万辆,同比下降36.6%。另据《华夏时报》引用中汽协表示,5月底国内乘用车库存只有50.9万辆,而正常水平应该在100万辆左右。一些媒体预计二季度中国汽车市场将减产25%以上。

 

在北美,研究公司AutoForecast Solutions追踪的数据显示,北美地区的汽车制造商由于芯片短缺问题已经被迫削减了逾120万辆汽车,缺少的主要是安全系统、刹车和发动机等领域的芯片。

 

根据研究公司Wards Intelligence统计的数据,截至4月底,美国的经销商库存数不足200万辆,约为正常数量的一半,是30多年以来的最低水平。

 

在美国南部和中西部,一些车辆出厂之后,被放到停车场、采石场、赛马场等临时停车处,等待着加装芯片。

 

目前关于汽车行业缺芯的最新预测来自于研究机构艾睿铂(AlixPartners),这家公司于5月份发布数据显示,芯片短缺将导致2021年全球汽车产量减产390万辆,汽车行业收入损失将达1100亿美元。

 

这家公司最初在1月下旬的时候预测,全球汽车行业在2021年全球汽车将减产220万辆,收入损失606亿美元。

 

这意味着,仅仅过去了4个月,这家研究机构将缺芯给汽车产业造成的损失预期调高了一倍。

 

在终端市场,购车的优惠政策已经开始收缩,一些热门车型加价也买不到车,新上市的热门车型订单已经排到了国庆。

 

华尔街日报描述了一个典型的美国购车者的故事。

 

该报道称,某消费者去Stellantis的经销商店里看车,他发现RAM皮卡因为缺芯而没有配备盲点监测系统,该消费者因为一辆6万美元的车没有配备这个功能而感到不满,就从店里离开了,然而仅过了几个小时之后,他又回来了,因为其他的店里连皮卡都没有。

 

不仅汽车,来自高盛的一项调查表明,全球有169个行业受到了缺芯的影响,甚至连肥皂的生产都受到了影响。

 

一个糟糕的事情是,缺芯使得所有的行业搅在一起,互相竞争倾轧。

 

美国科技媒体《The Verge》有个形象的比喻,作为消费者,在这个节点买一个电子产品等同于是在和所有人战斗,参与这场竞争的产品可能有索尼PS5、英伟达RTX 3090、苹果M1 Mac,搭载高通芯片的手机,甚至是福特皮卡。

 

为了应对半导体短缺,晶圆厂从去年下半年开始陆续公布了各种扩产能的计划,导致半导体生产设备厂商们订单大丰收。而这些待生产的设备上所采用的芯片和汽车芯片有部分通用,以至于出现半导体设备厂商和汽车厂商抢芯片的局面。

 

注意,这不是“洋葱新闻”,这是缺芯带来的残忍的现状,你必须要和所有人竞争。

 

当所有产业都在抢产能的时候,比的是谁的出价高,谁能提前预付费用去锁定产能,产能竞标成了一个现象。

 

对于汽车电子来说,和消费电子竞争产能是有压力的,手机、游戏机芯片利润高、规模大,而汽车芯片量级小,价格低,要求高,芯片厂商们天然更有动力去满足消费电子的需求。

 

车企们现在犹如钢丝上的大象,要平稳度过这段时间,需要用极其灵敏的身段。

 

车企们成立了采购特别工作组夜以继日地处理芯片短缺的问题,这些高管带领的专项团队为了争取产能,去代工厂、封测厂门口蹲点,堵对方下班。

 

为了保供,车企们在市场上拼抢一块涨了600倍的芯片,新势力车企们可以接受这样变态的报价,而传统企业只会觉得不可思议,即使想要跟进,但经过层层审批后,芯片也早已被友商拿下。

 

甚至还有某新势力车企为了拿到一块短缺的芯片,去合资车企的库房中高价提货。当然了,这家合资车企并不短缺该芯片,不然不会放手的。

 

传统车企们习惯了过去销量稳定的时光,面对如今供需计划被打乱的现状,必须学会快速响应。

 

比亚迪产品规划及汽车新技术研究院院长杨冬生在一场活动上表示,原来采购人员盯着芯片就行了,现在技术人员也要需要盯着供应关系,一旦有短缺,就要赶紧出方案,“(芯片换型)三年的事情,6个月干完,都是被逼的,没有办法。”

 

今年对于汽车人来说,是疲于奔命的一年。

 

前段时间,博世中国区总裁陈玉东转发了一篇探讨汽车行业高管如何舒缓压力的文章,动情地配了两个字“好累”,说出了所有被芯片困扰的汽车人的心声。

 

一辆普通汽车中有超过1000块的各类芯片,任何一个部件的缺货,都足以让汽车的生产线停止运转,让汽车人奔波的恰恰是一些不起眼的周边IC芯片。

 

李斌在蔚来10万台车下线仪式后的媒体交流环节表示,出现供需失衡的汽车芯片多为基础芯片,有个价值为1美元的芯片短缺,对蔚来2季度的供应链造成了比较大的压力,预计在3季度会有所缓解。由于芯片短缺,蔚来此前已经出现了短暂停工的现象。

 

台湾经济日报称,车厂虽然大喊缺货,但实际上缺货主要是周边IC产品,核心芯片部分库存已经陆续建立至少一季的库存。

 

这种现象在手机等行业中被称为长短料,长短料的问题在于,尽管一些核心芯片供应充足,但Tier 1和主机厂拿不到MCU等芯片,域控制器做不出来,车也生产不出来,反过来又影响上游所有的供应商,没有人可以偷跑。

 

一颗芯片牵动着各行各业的供应链条,牵动着各行各业的从业者,几乎所有人都希望这场风暴尽快结束,各家公司纷纷给出预测,乐观一点的看法是芯片短缺将持续到2022年一季度,悲观一点的看法可能要到2023年。

 

 

二 

 

疫情是这场风暴最初的起点,也是这场缺芯风暴中最大的不确定性。

 

疫情引发的连锁反应

 

2020年一季度,疫情重击了中国车市,当季中国汽车市场销量拦腰斩半;全球其他市场二季度开始受到疫情影响,二季度全球除中国以外市场销量又是一个腰斩。

 

2020年全球汽车产销减少了1000多万台,这1000多万台的减产主要发生在上半年,需求的急速锐减使得车企、Tier 1、汽车芯片厂对未来预期非常悲观,砍掉了大量的芯片订单。

 

而疫情初期人们滞留家中,刺激了居家办公、在线协作、在线教育、电子娱乐等需求,游戏机、PC、手机和云服务等市场火爆,补上了汽车芯片砍掉的产能。

 

车企的砍单也体现在台积电的财务报表中,去年二季度、三季度,台积电汽车业务收入出现连续下滑,三季度更是跌落至2.4亿美元,在营收中的比例跌至2%以下。

 

 

 

从需求的层面来看,各国政府为了应对疫情可能出现的经济下滑,都释放了很多的经济刺激,需求恢复得比想象快。

 

中国车市从2020年2季度开始复苏,当季仅同比下滑了50万台左右,全球其他市场也在三季度复苏。

 

需求的快速恢复,使得汽车厂商乱了手脚。

 

半导体生产周期长、流程长、产能利用率高,生产排期如复杂的高铁线一样严密,一旦中断很难再插进去。通常情况下,一级供应商需要提前12周向下级供应商下达需求,再根据芯片类型的不同,通常需要14-24周的时间来进行备货。

 

砍单只是汽车芯片走向缺芯的第一步,正常情况下修正这个决策需要6个月的时间。

 

疫情导致的供需失衡,才是缺芯潮的死结和最大不确定性。

 

半导体是个周期性行业,从供需两端看,供给的变化是缓慢的,在短期内可以视为基本不变,而短期内需求的强弱波动则是非常明显的。半导体一般以3-4年为一个枯荣期,所以经常我们会看到阶段性的涨价、降价新闻,这些都是周期性的供需关系决定的。

 

但疫情打破了这种规律性的供需关系。

 

从需求层面来说,PC、云计算、5G、新能源汽车市场的需求异常火爆,疫情完全没有抑制这些需求,从各半导体厂商一季度红火的报表来看,疫情甚至放大了很多需求。

 

而从供给层面上看,半导体行业是全球分工的,也是环环相扣的,任何环节卡壳了,整体供应都会出现问题,目前疫情在全球各地是按下葫芦浮起瓢,供应链条非常脆弱,很容易断掉,进而导致芯片供应整体的瘫痪。

 

我们可以回想一下,以往一些局部地区的洪水、地震、火灾等都会导致芯片短缺,进而引发涨价。如今全局性的震荡,再配合各种电子产品的强劲需求,半导体历史上的最大缺芯潮就不难理解了。

 

8英寸之困

 

根据相关统计数据,8英寸晶圆需求占到了汽车半导体需求中的79%,12寸晶圆需求仅占比12%。

 

本次汽车芯片的短缺主要在8英寸晶圆上,8英寸晶圆从2019年下半年以来一直处于紧俏状态,随着5G、智能家居等需求的持续增长,8英寸本来就已经很紧绷,任何的风吹草动都将导致更大的灾难。

 

8英寸晶圆的主要应用是电源管理IC、CIS(CMOS图像传感器)、功率器件、RF(射频)开关、MCU和显示驱动IC、MEMS传感器。

 

在终端产品上,这些芯片正迎来强劲的需求。

 

以5G手机为例,小米集团中国区总裁卢伟冰曾表示,5G手机包含的芯片数量是4G手机的两倍。

 

具体到芯片层面,射频芯片、电源管理芯片、低像素(2M/5M及以下)CIS芯片等的用量在5G手机上基本都是翻倍的,而这些芯片主要在8英寸晶圆上生产。

 

在我们的固有认知中,5G手机更依赖先进制程的芯片,但在实际应用中,5G手机在成熟制程以及8英寸晶圆上的用量都是激增的。

 

在8英寸的供给端,却面临着扩产难的问题,主要的原因是做这个生意不划算,尽管下游的需求在增长,但8英寸晶圆的价格却一直在下降,而在扩产上,8英寸扩产成本也一直居高不下。

 

8英寸扩产面临着设备难题,主流设备大厂早已停产8英寸设备,扩产只能通过二手设备来解决,而二手设备不仅贵,也很缺货。

 

需求持续增长,产能几乎不增长,在这种情况下,过度依赖8英寸晶圆的汽车芯片很容易受伤。打蛇打七寸,8英寸晶圆就是汽车芯片的“七寸”。

 

这里需要简单引申一下,因为汽车芯片不仅是8英寸之困,还有成熟制程之困。

 

8英寸晶圆和12英寸晶圆在制程上会有个模糊的分割带,一般来说,8英寸晶圆对应的生产工艺是0.11微米及以上,当然也有一些厂商已经将8英寸工艺推进到了90nm甚至65nm,而65nm以下的工艺主要由12英寸晶圆生产。

 

行业内一般认为28nm是成熟制程和先进制程的分割点。汽车芯片即便用到了12英寸晶圆,多数也是以28nm以上的成熟制程为主。

 

在全球范围内,12英寸晶圆主要以代工厂为主,而在过去的多年中,以台积电为首的代工厂主要精力放在了先进制程上,不断推进摩尔定律向前发展,而在成熟制程上,关注度明显是不够的,当然了,联电除外。

 

总之,一句话,汽车芯片过去在代工厂是不太受待见的。

 

天灾不断

 

汽车芯片的很大部分货是IDM供应的,今年以来,从雪灾到火灾,IDM的事故不断,不能满负荷生产,加重了汽车芯片的缺货。

 

2月份,美国得克萨斯州遭遇暴雪极端天气,导致NXP、英飞凌在奥斯汀的工厂停工。英飞凌CEO普洛斯预计奥斯汀的产量要到6月才能恢复到雪灾前的水平。

 

3月19日,瑞萨在日本东北部的Naka(那珂)芯片工厂,大火烧毁了11台机器,300毫米(12英寸)晶圆生产线“N3栋”停产,其中大约三分之二生产的是汽车芯片。6月3日的消息是该厂产能已经恢复88%,预计要到7月份才能恢复到灾前水平。

 

大众汽车集团CEO赫伯特-迪斯就曾在5月份表示,美国和日本的两起事件对大众造成了伤害。

 

除了IDM的问题,全球半导体生产的核心地区——中国台湾省,一直笼罩在缺水、停电、疫情等各种状况之中。

 

2020年,中国台湾遭遇了56年以来最大的干旱,直到今年6月才算解除了缺水警报。众所周知,晶圆厂是出了名的“水老虎”,台积电只需2年便可消耗三峡大坝蓄水量级别的水资源。

 

2021年4月14日,台积电Fab14 P7厂区因邻近工程不慎挖断管线造成跳电,该厂区包含45/40nm及16/12nm产线,45/40nm制程的车用MCU是该厂区的主要产品之一。一般情况下,半导体工厂跳电,需要2-7天进行设备重新校正,断电即停工。

 

自今年5月以来,台湾疫情出现反复。5月15日,中国台湾本土病例新增180例,台北市、新北市自5月16日起至5月28日升级第三级警戒。6月初,台湾封测大厂京元电竹南厂的移工染疫事件导致了200多人被确诊。

 

截至目前,台积电、世界先进、南亚科、力积电、大立光等多家台湾本土半导体企业,均有员工确诊。

 

除了中国台湾,6月1日开始,受疫情影响,马来西亚开始封国。马来西亚是全球最大的车规级芯片封装国,汽车芯片雪上加霜。

 

一套N连击下来,汽车芯片很受伤。


下接《汽车芯片战争(二)》

 





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