汽车MCU芯片缺货难缓解 车企开启自救模式

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汽车 行业缺芯的问题仍在持续扩大。自2020年以来,受全球疫情等影响, 汽车 行业经历了市场需求下滑的阶段,各大芯片供应商也随之减产以消化库存。但随着全球 汽车 产业复苏,供应周期较长的 汽车 芯片出现了供不应求的局面,尤其聚焦在车规级MCU(即微控制器)(以下简称“MCU芯片”)。

而伴随着 汽车 芯片供应紧张而来的,还有芯片价格上涨的消息。“一芯难求”成为各整车厂亟待解决的难题,根据7月产销统计,广汽集团多个合资车企当月产销出现了环比下滑,主要原因即是缺芯;小鹏 汽车 董事长何小鹏更是发出“抽芯断供供更苦,举杯销愁愁更愁”的感叹。

当下,各整车厂亦对此开启了不同的自救。最常见的做法即是调整生产节奏,包括丰田中国、广汽本田、广汽埃安等均选择了优化生产线的方法。其次,各整车厂开始频频与芯片企业搭建紧密联系,多方位协调解决供货难。再次,走上自主研发芯片的道路,开启自给自足模式。错综复杂的芯片市场正在经历一场变革,打破 汽车 缺芯的僵局已迫在眉睫。

紧张的MCU市场

“马来西亚麻坡县的某芯片供应商工厂因新的疫情,在关厂数周之后被当地政府要求继续关闭生产线到8月21日。”在博世(中国)投资有限公司执行副总裁徐大全发布的消息中,全球车用芯片供应商博世ESP/IPB、VCU和TCU等芯片受到上述生产线关闭的直接影响,预计8月后期将基本处于断供状态。

公开信息显示,用于 汽车 控制的核心MCU芯片应用范围涉及车身动力、整车控制、信息 娱乐 、辅助驾驶等,据悉,一辆燃油 汽车 生产需20~50颗MCU芯片,而新能源车则需要100~200颗MCU芯片。基于全球疫情、消费电子领域囤积、需求量大、替换难度大等因素,MCU芯片成为当前 汽车 制造中最为紧缺的芯片。

“当前芯片厂商的产能明显跟不上新能源 汽车 发展速度,新建一条生产线需要耗费两年多时间,导致芯片厂商的产能无法及时满足市场需求。” 汽车 分析师张翔认为当前的市场环境有利于芯片厂商的快速发展。

但这并不妨碍市场对国内MCU芯片企业的青睐。近期,MCU芯片板块出现拉升,富满电子、国民技术(300077.SZ)等个股均有超过7%的涨幅。而在股价水涨船高的背后,MCU芯片供应商却纷纷悄然涨价。

价高者得芯片

增幅迅猛的芯片价格自然引发了行业内相关企业的不满。日前,LED电子显示屏厂商深圳蓝普视讯 科技 有限公司(以下简称“蓝普视讯”)在官网上发布了有关实名举报富满电子涉嫌滥用市场支配地位垄断相关芯片市场的相关文章。其中所述在过去数月的交易中,富满电子多次无正当理由拒绝履行IC芯片产品供货合同,并不断要求加价,严重影响了蓝普视讯的生产排期、后续订单的按期履行等,并挤压了蓝普视讯的市场生存空间。

车企的花式自救

“目前我们是采取调整生产节奏或工作日调休等措施,灵活应对芯片供应紧张的问题,努力将影响降至最低。”针对 汽车 行业持续缺芯的问题,广汽本田采取的正是业内最为常见的调整生产节奏。同样采用调整生产节奏的还有大众、丰田、日产、通用等车企。

而伴随调整生产节奏出现的,则是各车企产销呈现出下滑趋势。根据广汽集团7月产销快报,包括广汽本田、广汽丰田、广汽菲克、广汽三菱等合资车企当月产量均出现了月度环比下滑的情况。

如何在缺芯的大环境中破局,是每个车企无法避免的问题。除了调整生产计划,车企正在通过搭建与芯片厂家的合作、自主研发芯片等方式进行自救。

根据广汽集团方面介绍,面对芯片供应短缺状况,广汽集团在短期内通过积极与芯片原厂、芯片供应商沟通,并建立与芯片供应商沟通协同机制。同时加大对芯片产业链投资,在芯片等领域投资了地平线、粤芯、经纬恒润等数十家芯片及先进传感器公司,进一步补强产业链。

此前,工信部电子信息司司长乔跃山与工信部装备工业一司副司长郭守刚均建议,芯片行业与 汽车 行业上下游协同贯通,紧密合作。而工信部也在大力支持两个行业的对接与联系,推动共建创新联合体和产业生态圈。

而从长远发展来看,自主研发成为各车企的一大挑战,亦将成为国内车企解决芯片问题的关键。在此次芯片危机袭来之际,早已布局半导体业务的比亚迪显得格外淡定。据悉,比亚迪半导体于2004年成立,并于2005年开始布局IGBT业务。今年4月,比亚迪曾表示,比亚迪在车规级芯片领域布局很早,自主研发、适应性强,几乎不受这次全球 汽车 芯片短缺的影响。

自给自足的比亚迪加大了业内进军芯片的决心。广汽集团表示,目前部分电子控制器(ECU)产品已形成初步的国产化推进方案,广汽集团自主研发的空调控制器已完全自主可控。

据悉, 汽车 市场缺芯问题有望于2022年上半年得以缓解,但如何度过2021年下半年缺芯的日子,车企们的最优解仍未可知。

相关报道见C5

一、奥迪“缺芯”万人停工 一季度将减产

奥迪首席执行官Markus Duesmann接受英国《金融时报》采访时表示,由于大众集团的汽车芯片短缺,奥迪的生产速度已经放缓,目前1万多名工人已经停工。

他说道:“奥迪将竭尽所能,一季度的减产量要控制在1万辆以内。”

奥迪位于比利时的工厂

Duesmann将汽车芯片短缺形容为“危机中的另一场危机”。2020年,受新冠肺炎疫情影响,全球多个汽车产销大国需求下降,整车企业减产。当时,无论是车企还是供应商都在削减零部件订单,其中就包括汽车芯片。

随着疫情防控工作逐渐向好,去年下半年中国汽车销量出现回升,去年四季度甚至成为奥迪品牌有史以来销量最好的一个季度。Duesmann说道:“我们去年四季度的表现十分强劲,但在接下来几个月中不清楚会如何发展。”

他认为,汽车芯片供应链非常繁多,并且供应链很长。其中规模较小的供应商难以难以满足突如其来的需求增长。

Duesmann预计,奥迪目前所出现的芯片短缺会一直影响到二季度的汽车生产,但到二季度不会导致减产。

Duesmann分析称,展望全年,大众旗下品牌的整体产量不会因此受到影响,奥迪等品牌将在今年下半年增加产量。

二、全球多家车企受影响 芯片企业订单暴增

除奥迪品牌之外,大众集团曾在表示,受芯片短缺影响,其在欧洲、北美和中国的工厂预计将减产10万辆汽车。

此外,福特昨天宣布,其在德国萨尔路易的工厂已经从昨天起关闭停产,日产和本田两家车企也宣布部分工厂将减产。

《华尔街日报》报道,面对芯片短缺问题,通用汽车在去年年底甚至要求供应商准备一年的芯片用量。

《金融时报》采访多家Tier 1,得到的结论是芯片短缺非常严重。

全球最大的汽车零部件供应商博世本月初表示,汽车芯片的供应已经“明显减少”。

车用半导体制造企业同样面临难题。

总部位于德国的英飞凌表示,正在调整产能以满足更加强劲的需求。但英飞凌也说道,虽然汽车行业正在快速复苏,但其对汽车行业长期的增长预期并没有发生变化。

恩智浦首席执行官Kurt Sievers去年年底接受德国媒体采访时曾经表示,客户的芯片订单量激增,导致了供应不足。由于恩智浦超过一半的业务都与汽车相关,订单通常需要三个月才能交付,且不能转移产能,因此芯片短缺问题短期内难以解决。

恩智浦位于美国亚利桑那州的工厂

Sievers还说道,一些客户订购时间“太迟了”,给供应链带来了“巨大压力”。

瑞萨电子则表示,目前已经通过提高产量解决汽车芯片需求的急剧上升所带来的压力。同时瑞萨电子也谈到,一些芯片外包给制造商制造,由于材料成本急剧上涨才导致短缺。

芯片制造企业早已看到全球汽车市场下降趋势,因此去年已经将新建产能或部分老产能转移至更赚钱的业务,例如智能手机芯片以及5G基带芯片。

同时,汽车芯片从开发到验证,周期非常长,想要跟踪汽车市场的变化非常困难。这就导致行业内无论是芯片厂商还是汽车厂商都没能准确把握市场脉络,做到供求平衡。

最终结果就是,汽车芯片的供需出现不平衡的状态。

三、电子部件至少占车辆成本40% 还将不断增长

外媒彭博社的一篇报道显示,如今汽车电子零部件的成本价格已经占据汽车的40%,这还是燃油车的水平,如果电动汽车,这一比例将达到75%。而在本世纪初,电子零部件的成本仅占整车成本的18%。

根据研究机构Deloitte的报告,汽车电子零部件将成为半导体行业增长最快的分支,到2022年汽车半导体的市场将占据整个市场的12%。

从长远趋势来看,未来汽车电子零部件市场有着巨大的发展潜力。

不过在供应方面,半导体行业一直以来都比较谨慎,担忧供过于求。

四、车身控制系统缺芯片 车机和自动驾驶无影响

当行业内汽车芯片出现短缺时,车东西就曾对国内汽车芯片短缺问题进行调查《深度:汽车缺芯真相》,发现车身控制系统芯片确实出现短缺,但通常认知度更高的车机芯片、自动驾驶芯片没有出现明显供应不足。

“我们这边一切供应正常,L2级自动驾驶控制器上的芯片都没问题。”一位美国Tier1企业的员工这样告诉车东西,“不管是计算芯片,还是其他电子元器件都没缺货。”

汽车的车机系统、自动驾驶系统、发动机控制系统、车身控制系统都会用到芯片,同时芯片又分为用作计算的主动芯片,比如各种SoC/MCU/CPU,以及为控制器提供支持的被动芯片,比如各种电容电阻。

在上述美系Tier1之外,车东西还跟一家头部新造车公司,两家自主车企的电子电气架构工程师、车联网工程师、自动驾驶工程师进行了交流,他们一致的反馈是,自动驾驶和车机系统上用到的主动芯片都没有缺货,比如高通的820A、英伟达的Xavier。

“据我了解目前车机系统控制器上,只有一些被动芯片存在短缺问题。”一家总部位于北方的自主品牌员工这样告诉车东西,“不过供应商会优先保证量大车企的供应,影响主要在中小车企。”

高通骁龙820A开发板

按照此前的媒体报道,这次南北大众出现停产,主要是因为大陆的ESC和发动机ECU两个系统中缺乏芯片供应而断供造成的。

上述新造车公司的工程师向车东西表示,“我们也确实遇到了一些短缺情况,主要是各种车身控制器、底盘控制系统缺乏芯片,主动和被动都有。”

首先,自动驾驶芯片和智能座舱芯片主要是英伟达、Mobileye 和高通这些玩家提供,而这些芯片在车上的占比并不算多,一辆车上安装一个自动驾驶芯片和智能座舱芯片就够用了,需求并不算大,因而不缺货也比较好理解。

英伟达自动驾驶控制器,带logo的主芯片是Xavier

而车企对于车身控制芯片的需求则比较多,新近生产的燃油车至少需要20个车身控制器,换言之也就是至少需要20个芯片,需求量相对比较大,因而存在短缺也有可能。而这些芯片的生产企业还是一些传统的车载芯片玩家如英飞凌、恩智浦、瑞萨、意法半导体等。

其次,用于计算的主动芯片比电容电阻等被动芯片更加关键。

“电容电阻断供,我们很快就能找到替代品。但计算芯片(主动芯片)就那么几个供应商,一旦短缺根本没有替代。即使有替代,对研发和生产流程也会产生很大的影响。”上述新造车公司工程师这样告诉车东西。

按照他的说法,替换一个电容电阻,车企只需要重做一两项测试即可。但是如果要替换一个嵌入式系统的计算芯片,从软件开发到后续的各种测试全部需要重做,极其复杂,所以车企只能停产等待。

再次,即使都是主动芯片,自动驾驶芯片和车机系统芯片则更为重要。

车辆的底盘控制系统、空调系统、车身硬件(比如车窗门锁)背后都有一个控制器,控制器内部会有一个计算芯片(或者是MCU)进行控制,这些芯片运算的软件相对简单,对算力的需求远远低于自动驾驶、车机系统(座舱)上的主动芯片。

所以即使是卡脖子,这些车身控制芯片相对容易被替代。并且长远来看,自动驾驶、车机系统的芯片将逐渐成为汽车的核心芯片,在中央计算架构的趋势下,一两颗主芯片完全可以把现在分布式电子电气架构上的所有MCU和计算芯片所取代。

这也是为什么特斯拉选择自己做FSD自动驾驶芯片,而不是车身控制芯片的原因。

汽车芯片的未来,大概率是握在能够提供大算力的芯片企业手中,现阶段不管是高通、英伟达,还是华为、英特尔,都在往这些方向发力。中国也出现了像是地平线、黑芝麻、芯驰等创企。

8月17日,知情人士透露,由于马来西亚疫情日趋严重,某半导体芯片供应商的马来西亚Muar工厂继之前数周关厂,再度被当地政府要求关闭部分生产线至 8月21日,这将导致博世ESP/IPB、VCU、TCU等芯片受到直接影响,预计8月份后续基本处于断供状态。

此前,有报道称,由于马来西亚一家芯片供应商工厂爆发新冠肺炎疫情,日产汽车也暂时关闭了其位于田纳西州士麦那的大型组装工厂的生产线,直到月底。日产北美公司没有透露具体供应商的名字,但表示该厂将于8月16日和8月23日当周停产,目前计划在8月30日重启生产线。

目前,由于海外疫情的反复,目前芯片的交期仍在不断延长。据海纳国际集团的最新研究表明,7月份芯片的交货周期(从订购半导体到交货的时间差)环比6月增加了8天多,现已达到20.2周,这是该公司自2017年开始跟踪相关数据以来最长的等待时间。

因为芯片的短缺,汽车行业已经遭受了巨大的产能损失。根据AutoForecast Solutions的数据,截至8月9日,全球范围内因芯片短缺导致的汽车产量损失已达585.3万辆,其中北美和欧洲地区损失最大,分别为187.4万辆和174.6万辆,其次是中国,达112.2万辆。AutoForecast Solutions预测,全球全年汽车产量最终损失可能会进一步上升到700万辆。

这意味着,未来一段时间缺芯仍将继续影响着汽车行业的正常运转,并且将大概率持续到明年。此前,全球两大汽车芯片制造商英飞凌和恩智浦就纷纷表示,要到明年年中芯片供需才会平衡。日前,为芯片厂商提供封测服务的日月光也认为,芯片短缺在2022年仍将持续,芯片供应紧张仍将是诸多行业将面临的挑战。


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