近日,不断爆出消息称汽车行业芯片短缺,很可能将波及大部分企业,甚至导致一些企业停产。
其中最早爆出芯片短缺的就是大众了。早在12月5日,央视新闻就报道称,“受芯片供应不足影响,上汽大众从12月4日开始停产,一汽大众也从本月初进入停产状态。而影响南北大众停产的主要原因是芯片供应不足。”
对此,大众回应称,芯片确实存在供应短缺问题,但情况并不严重,目前相关车辆的交付并不影响。并且已与总部、相应供应商联系,正在寻找解决问题的办法。
事情发生以来,不少芯片供应商也表示将面临产品缺货或价格上涨的情况。
全球最大的汽车供应商——博世表示,自己也身处于漩涡之中,但在当下紧张的形势下,会密切联系客户,努力维持供货。并指出这种现象不仅是汽车行业面临的瓶颈,而是全球的采购市场都存在着半导体原件短缺的问题。
而尽管芯片生产商已通过扩大产能来应对近期突增的需求,但市场所需的额外供应量将需要6-9个月才能实现,因此潜在的供应瓶颈可能会持续到2021年。
此外,加上新冠疫情的影响,全球汽车芯片生产制造还存在很大不确定性,很可能还会随时停工停产,使得事态的发展更为严重。
据悉,此次汽车制造业短缺的芯片将主要影响汽车的基本配备ESP(电子稳定程序系统)和ECU(电子控制单元)即车载电脑两大模块无法生产。而从国内的汽车生产规定来看,ESP是每一辆车强制安装的产品,而ECU相当于汽车的电脑,控制着发动机和变速器的运行也是现代汽车必不可少的零部件。
目前主要为国内车企供应ESP和ECU的供应商是大陆集团和博世两家,然而手芯片短缺影响这两家企业也面临停产的风险。这就意味着,国内大部分自主品牌也将面临供货短缺的问题。
更为严重的是,目前这个问题还没有找到很好的解决办法。现阶段国内生产ESP的技术并不成熟,也不具备独立研发、设计、制造、调校整套esp的技术能力。因此还没有国内企业可代替大陆和博世等供应商的地位。
并且因为汽车芯片是定制产品,一颗完整的芯片制造流程包括芯片设计、晶圆代工以及封装测试等步骤,而由于目前晶圆代工产能的受限,部分芯片交易周期均在数月以上。
可见,汽车产业的芯片短缺问题将是一个长期问题。
而因为国家政策对消费的鼓励以及制造业的扶持,国内汽车产销实现了连续8个月增长。这样良好的形式则很有可能会受到芯片短缺的影响。
然而在这次困境中,又有一些自主企业表示并不会受到影响,完全可以自给自足。其中最突出的就是比亚迪。
此前,比亚迪官方就称公司在新能源电池、芯片等方面有一整套产业链,不仅可以充分自给,还有余量外供。
而与ESP相对应的,比亚迪早就研发生产出了“BSC安全控制系统”。可见比亚迪在此次困境中受到的影响应该是最小的。
经历过这件事,国内芯片相关企业就要提高自觉性了。在芯片等关于汽车制造的核心技术层面,不能仅依赖于外界,而要将努力实现核心技术本土化,掌握更多的话语权。这样的产业链才具有更顽强的生命力。
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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。
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