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晶片短缺扼住汽車産業命脈 完善半導體供應鍊迫在眉睫

作者:第一财經

深圳華強北曾有一個故事:原本200塊的汽車晶片被炒到了2萬塊錢,雖然也就持續了一兩個月的時間,但南方科技大學微電子學院副院長周生明表示,這也證明了汽車晶片在這輪晶片緊張或缺芯浪潮中是首當其沖的一個品種與一類晶片。直到目前,消費類晶片特别是手機、平闆、電腦,目前都已經歸于平靜了,但汽車新能源晶片方面仍相當緊俏。

随着國内此輪本土疫情形勢逐漸向好,物流已不再是限制汽車産業鍊恢複的主要問題,但晶片供應情況仍然緊張。

清華大學教授、國家“01”專項總師魏少軍認為,大陸半導體發展模式以代工為主,靠做“苦力活”賺錢。中國是新興的半導體産業大國,設計、制造、封測、材料、裝備五大産業闆塊齊整,但産業大而不強。長期來看,産業要破局就必須要轉向“以産品為中心”的産業發展模式,推動企業成為技術創新主體,建立健康合理的國内國際雙循環體系,同時還要尊重産業發展客觀規律,緊抓智能化發展機遇等。

魏少軍認為,缺芯表象背後的根本原因是全球半導體供應鍊體系被打亂,未來半導體供應鍊結構性混亂會長期存在。

汽車缺芯潮嚴重直接影響産能

中國汽車晶片産業創新戰略聯盟資料顯示,2019年全球汽車晶片市場規模約3300億元,其中,中國自主汽車晶片産業規模不到150億,僅占全球的4.5%。市場調研公司IC Insights預測,2021年中國汽車晶片自給率依然不足5%。大陸晶片供應仍高度依賴國外,成為影響汽車産業可持續發展的重要障礙和潛在隐患。

汽車晶片短缺給汽車廠商造車帶來了實實在在的影響。近日,廣汽集團董事長曾慶洪在2022 中國·南沙國際內建電路産業論壇上表示,晶片緊張等問題對中國汽車産業可持續發展的負面效應日益突出,廣汽集團的産能有所被影響。

曾慶洪稱,2022年1月至6月,受晶片短缺及疫情影響,廣汽減産12.6萬輛車,産值損失202億元。另據博世(中國)投資有限公司總裁陳玉東預估,全國各大車企加起來的産能損失遠超百萬輛,也就是近數千億産值沒了。

在廣汽資本總經理袁鋒看來,目前汽車領域緊俏的晶片主要種類不是先進制程工藝,而是成熟制程類産品——主要包括主要晶片MCU、功率類電源晶片和驅動等,占據晶片緊俏74%的比例,其次是信号類晶片CAN/LIN等總線收發器。其中緊俏晶片種類涉及的原廠主要包括NXP(恩智浦)、TI(德州儀器)、ST(意法半導體)以及英飛淩等傳統汽車晶片企業。77%缺料産地來自東南亞和美國,其中46%來自東南亞,主要與這些地區疫情較為嚴重有密切關系。

談到汽車晶片的具體短缺原因,廣州粵芯半導體技術有限公司副總裁趙斌表示,全球半導體市場發展迅猛,2021年至2022年整個半導體市場規模達到5800億到6000億美元之間,2030年根據預測會突破1萬億美元,這也是為什麼晶片廠商對制造産能需求非常巨大。國際上大大小小的工廠都在擴産,就是因為半導體行業發展對産能需求龐大,整個産值需求增加一倍,其中汽車晶片每年的增加量是在所有行業中增長最多的。由于汽車智能化、網聯化的需求,每個車從原來的200至300個晶片需求發展到超過1000甚至2000片的需求,是以汽車晶片的需求量從2021年到2030年增長了13%。需注意的是,中國半導體行業需求增長約35%,但大陸自給率僅達7%,這便造成了很大的供給差距。

趙斌稱,自2020年以來,汽車晶片荒造車了整個汽車行業的減産。從全球來看,缺芯造成的減産量超過1000萬輛,其中中國約占200萬輛,“中國是全世界第一大汽車制造大國,但晶片自給率非常低,當中有一個很大的差距需要我們來解決。”

功率晶片産能下半年有望緩解

騰訊智慧出行副總裁鐘學丹在接受第一财經記者采訪時表示,汽車晶片短缺是一個更偏短期的問題,而晶片本身的技術更新與演進,包括算力的提升,是一個需要長期面對的挑戰,因為目前單車智能算力對這些方面仍有較大需求。

而全球最大的汽車晶片供應商之一英飛淩科技則向記者表示:“晶片供應中斷的情況正在給所有區域市場的汽車制造業帶來壓力,我們自産産品的緊缺狀況有望在2022 年下半年得到緩解;但是在代工方面,供應短缺仍然是限制性因素。我們預計這種不平衡将在接下來的幾個季度持續下去,在某些情況下甚至可能延續到2023 年。”

盡管一些代工廠正在擴産,不過由于建設新的潔淨廠房需要時間,是以在相當長的一段時間内,汽車晶片會出現供不應求的狀況。“我們已經與一些代工夥伴達成協定,在未來幾年内為前道和後道提供大量的額外産能。但是,這與我們所要求的産量相比,仍然有相當大的差距。”英飛淩科技對記者表示。

英飛淩的汽車晶片産品線覆寫MCU、IGBT、Mosfet和模拟晶片等,而自産晶片主要包括功率半導體,例如目前市場上告急的IGBT就是重要的功率半導體。根據多家研究機構的資料,車規級的IGBT的供應缺口達50%。

據介紹,一輛電動汽車中的平均半導體含量價值約為950美元(含所有半導體,而不僅是功率半導體),而相較于傳統燃油車490美元的半導體含量的價值,新增的部分主要是功率半導體,特别是用于電動汽車的核心部件逆變器的功率半導體,幾乎占到了對功率半導體額外需求的四分之三。在2021年生産的所有電動或混合動力汽車中,幾乎有一半在逆變器中使用了英飛淩的半導體産品。

英飛淩2021年全球售出了1.15萬億顆晶片,其中汽車級晶片需求增幅最大,銷售額比上年增長34%,達264億美元。随着2022年汽車市場繼續向電動出行與自動駕駛方向轉型,新能源汽車的數量和滲透率持續增加。

“我們未來增長的一半是由電動車和ADAS驅動的,另一半是由連接配接、燈光和新增的舒适功能(例如平視顯示、數字座艙和艙内資訊娛樂)所驅動的。”英飛淩科技方面對記者表示。

緩解缺芯焦慮需改善供應鍊

除了功率半導體之外,汽車存儲晶片的需求也在激增。根據相關券商報告,2022年全球汽車存儲晶片市場規模将達到52億美元。自動駕駛産生的海量資料将對存儲的帶寬和容量提出更高的要求,汽車存儲晶片的價值量會随之提升。

據悉,存儲晶片廠商長江存儲在武漢建立的第二座工廠最早有望于今年年底投産。目前,在存儲晶片領域,三星和美光兩家公司在技術、産量和市場規模方面都遙遙領先,長江存儲擴産後,有望在全球市場赢得份額。

“而随着新能源汽車市場佔有率逐漸擴大,使用晶片也更多,對高端晶片的需求也會一直持續增加,整個行業的缺芯狀态還将持續一段時間。”國内晶片上市公司東芯股份董事長蔣學明告訴第一财經記者。

第一财經記者從業内了解到,相對于NAND來講,更為先進的DRAM晶片供應鍊供需的嚴重失衡已經持續了一段時間,預計DRAM産品供應緊張的狀況仍會持續好幾年。

蔣學明還對第一财經記者表示,公司募集資金投資的車規級閃存産品研發及産業化項目目前進展順利。“我們正在聚焦高附加值産品,以順應汽車産業在智能網聯功能方面的布局。”他表示,“車規級存儲晶片較傳統消費電子類存儲晶片而言,在工藝技術、使用環境、抗震能力、可靠性等方面要求更高,更需要自主可控的産品。”

經曆了此輪疫情後,企業更加注重建立穩定可靠的供應鍊體系,尤其是對于沒有生産能力的晶片設計公司而言,就更需要與産業鍊加強合作。“我們已經與國内外多家知名晶圓代工廠、封測廠建立合作關系,積累供應鍊管理經驗,并保證供應鍊運轉效率和産品品質,打造全球化的供應鍊體系。”蔣學明告訴第一财經記者。

曾慶洪表示,智能化賽道的競争将成為下一步汽車産業打造核心競争力的關鍵,電動車對晶片的需求量為燃油車的兩倍以上,而智能車的需求量更是傳統車的8-10倍,伴随智算、儲存、通信、功率、傳感器等各類晶片迅速發展,汽車半導體的價值從2010年的300美元增長為2020年的475美元,預計到2030年一台車的晶片價值将達到600美元。随着智能新能源汽車銷量的迅速增長,将帶動晶片需求持續增長,預計這一兩年晶片還是會短缺。

在此背景下,做大做強産業鍊、完成晶片供應鍊體系變為尤為緊迫而重要。曾慶洪表示,目前灣區汽車企業正在加大晶片投資的布局,廣汽願與晶片企業在研發、生産、封測等領域合資合作,以智能網聯新能源汽車的晶片賽道為切入口,借助行業景氣周期共同發展壯大;随着未來灣區彙聚的汽車産業叢集,有利于吸收核心零部件在此設立AB點近地化供應,特别是晶片封測工廠等。

魏少軍表示,我們的産業發展當中比較多是以加工為主,特别是珠三角地區,起家就是加工,但今天不能再以加工為中心,而要以産品為中心,這意味着整個産業模式要轉變。如果中國長期還在遵循加工模式,肯定不是一種發展方向,這一點要從産業發展模式上做根本的轉變。

産能缺得太厲害并不意味着可以拼命投資內建電路制造,魏少軍稱,因為這樣很可能會出現局部的産能過剩。目前的産業結構并不合理,尤其是在中低端的産能上,可能會出現結構性的産能過剩。

随着新能源的發展和整車電子電器架構的重新定義,袁鋒認為,中國企業有機會把新能源汽車+智能網聯的核心供應鍊企業掌握在自己手上。另外在電動、智能、網聯趨勢下,晶片對于車的重要性大幅提升,是以需要從晶片投融資與供應鍊安全角度尋求突破,将車變成真正有競争力的新能源汽車智能網聯産品。