車用晶片結構性短缺將持續至2030年

作者 : 張河勳,EE Times China

目前全球車企仍然要面臨「缺晶片之痛」,因此需重新思考供應鏈模式以作為應對之道,並進一步重塑產業鏈優勢…

近幾年,在疫情衝擊、國際貿易保護主義、戰爭爆發等多重因素的影響下,車用晶片短缺「相生相伴」,特別是結構性的晶片短缺一直困擾著汽車廠商。即使在2022年晶片供給出現大反轉之後,車用晶片短缺的問題也未得到切實解決。 近日,麥肯錫(McKinsey & Company)和波士頓諮詢(BCG)稱,車用晶片的短缺問題尚未完全解決,可能會持續到2026年甚至2030年。儘管晶片代工廠一直在提高28奈米的產能,以此來滿足一些成熟製程晶片不斷上揚的需求,但這兩家諮詢公司強調,用於汽車中不同應用的更成熟節點仍將供應不足。 在新能源車、自動駕駛的浪潮下,全球各大車企將持續面臨晶片短缺問題,特別是短期內結構性晶片短缺問題難解。 晶片短缺衝擊汽車供應鏈 近日,BMW執行長Oliver Zipse表示,該公司已度過晶片短缺帶來的「大破壞」。然而,相對BMW晶片短缺轉好境況,Toyota則不斷下修年度汽車產出目標。10月21日,Toyota預計將下調本財年(2022年4月~2023年3月) 970萬輛的全球產量目標,這是Toyota首次承認將無法實現這一雄心勃勃的目標。 今年5月,Toyota表示,由於半導體短缺,該公司將6月全球產量目標削減了約10萬輛,至85萬輛左右。不過,該公司仍然表示,截至明年3月的本財年全球生產約970萬輛汽車的目標維持不變。 今年9月,Toyota官方宣佈,受到晶片短缺影響,該公司計畫10月在全球生產約80萬輛汽車,較預定的月度目標減少約10萬輛。不過,Toyota仍然保持全年970萬輛的產能目標。 10月時,Toyota表示,公司正在評估對未來生產的影響,一旦前景變得更加明朗,將公佈修訂後的產量目標。同時,Toyota將產量下調歸咎於半導體晶片短缺。 值得關注的是,Toyota曾三次削減上一財年(2021年4月~2022年3月)的全球產量目標,從2021年5月的930萬輛下調至今年2月的850萬輛。最終,Toyota上一財年在全球生產了約860萬輛車。因此,一些分析師、集團和企業都對豐田實現全年970萬輛這一創紀錄產量計畫的前景持懷疑態度。 除了Toyota之外,中國上汽也表示,車用晶片類型和需求數量與具體車型有關,在售主力車型所需晶片種類多、數量大,目前全球車用晶片供應仍有結構性短缺問題。上汽指出,面對歐洲及德國製造業能源短缺的風險,目前上汽大眾暫未有直接受到能源短缺影響發貨的零件,並已提高對供應商持續供貨能力的關注,當前進口零件的供貨主要受到全球晶片緊缺情況的影響,已積極搶抓晶片資源,提高庫儲存備,力爭使風險在可控範圍內。 據悉,此前Volkswagen就曾表示過,晶片短缺不會在2023年結束,其認為供應鏈中斷將成為一種「新常態」,並表示將尋求與半導體廠商合作開發晶片以更靈活的應對短缺問題。 今年2月,晶片短缺致使Volkswagen Wolfsburg工廠減產,其是全球最大的汽車生產工廠,日最大產量可接近4,000台,當時Volkswagen導入了早期監測系統,協助該公司確定150種半導體晶片的替代品。 車用晶片向結構性短缺轉變 目前,種種跡象表明,汽車半導體的短缺有所緩解,特別是在今年電子消費端晶片出現供給過剩之後,必然有助於一些晶片廠商向仍然處於缺晶片狀態下的汽車端轉換生產線。因此,很多產業分析機構和汽車廠商都曾對2023年車用晶片將得到緩解持樂觀態度。 然而,進入10月之後,晶片短缺仍然是各大車企擴增量產的最大阻礙因素。從下游汽車廠商回饋資訊來看,車用晶片整體短缺情況有所緩解,不像之前所有品類晶片全缺,但晶片仍然存在結構性短缺,特別是車規晶片供給在未來一段時間還是較為緊張。具體來看,類比晶片市場的轉捩點已經出現,供給基本上得到保證;驅動晶片和中低壓小訊號的MOSFET晶片應該也不太缺;PMS、藍牙晶片這些晶片供應有緩解,但還沒有達到供需平衡;高階的晶片如MCU類的晶片供給還是非常緊張。 據悉,在高階晶片市場,目前恩智浦(NXP)、英飛凌(Infineon),以及意法半導體(STMicroelectronics)的高階晶片交貨週期大都超過了40周,有的甚至排單超過一年。 因此,車用晶片整體短缺情況看似有所緩解,但一些核心高階晶片的短缺,必然也會影響汽車出貨量。也就是說,只要一些高階晶片短缺問題未得到切實解決,那麼全球汽車生產線仍將「停滯不前」。 對此,中國數家汽車廠商的反應印證了目前車用晶片結構性短缺的現狀。其中,中國蔚來汽車董事長李斌曾接受媒體採訪時表示,最近供應鏈壓力有所減緩,晶片等核心零組件價格有所回落,但幅度還不大。中國小鵬汽車董事長何小鵬也談到,車用晶片價格基本穩定,輕微好轉。中國廣汽埃安副總經理肖勇則稱,該公司還沒有感受到晶片價格回落,只是原先晶片供應緊張的局面有所緩解。 波士頓諮詢也預測,由於電動車和先進駕駛輔助系統(ADAS)的採用將增加汽車中晶片含量,預計到2030年,汽車半導體市場預計將以每年9%以上的速度成長。同時,基於純電動車到2026年將成為主流,需要更多的半導體零組件,其預計類比和MEMS相關的晶片短缺將成為汽車產業到2026年的主要挑戰。 另外,車規級晶片對於性能指標、使用壽命、可靠性、安全性、品質一致性的要求非常高。這也將導致新入場車規晶片的廠商無法短期內進入汽車供應鏈。對此,中國黑芝麻智能聯合創始人兼運營長劉衛紅表示,「晶片量產的路是非常艱巨的,從聯合架構設計到晶片流片的時間大概是18個月,之後進行封裝開始測試,包括功能性測試、AEC-Q100汽車電子產品測試,以及與主機廠、供應商一起進行的各種測試,再將產品進行軟體演進、系統升級,最後量產需要42個月的時間,這是一個典型的時間週期。」 智慧駕駛重塑產業鏈優勢 隨著汽車電動化和智慧化的發展,晶片在單車價值中的比重不斷提升,尤其是電動車和無人駕駛車極大地提升了車輛中晶片的數量和價值。麥肯錫分析說明,車用晶片產業的整體收入可能從2019年的410億美元上升到2030年的1470億美元。自動駕駛、連線性和電動化是推動需求成長的三大支柱,總營收約為1,290億美元,佔市場總體量的88%。 麥肯錫還預測,汽車半導體年需求量可能從2019年的約當1,100萬片12英寸晶圓增加到2030年的3,300萬片,年複合成長率為11%。延續目前的模式,未來大多數汽車晶圓需求將涉及90奈米及以上的製程節點,因為許多汽車控制器和電動動力系統,包括電力驅動逆變器和執行器,都依賴於這些成熟的晶片。2030年,此類節點將佔汽車需求的67%左右。 儘管全球半導體企業正在增加成熟節點晶片的產量,但麥肯錫的分析顯示,從2021~2026年,年複合成長率將保持在5%左右,不足以消除供需錯配。同時, 2021~2026年應用於自動駕駛系統的高階晶片年複合成長率將達到9%。然而,由於未來面臨跨產業的競爭,如高科技、消費電子等,即使車企願意支付溢價以確保供應,但高階車用晶片供需錯配的現象仍然無法解決。 根據汽車產業資料預測公司AutoForecast Solutions的最新資料顯示,截至10月9日,受晶片短缺影響,今年全球汽車市場已累計減產約353.71萬輛汽車。 為了應對晶片短缺,美國、歐洲、日本和韓國均採取了不同的策略,來緩解自身晶片短缺問題,進一步強化自身在製造環節的控制力。其中,美國借車用晶片短缺之機進一步強化對晶片製造環節的全球控制力;歐洲借此強化其在車用晶片領域的領先優勢;日本則由主要車企利用下行生產模式構築「安全庫存」以打造韌性供應鏈;韓國則憑藉其在儲存半導體領域的優勢與車企合作打造在系統級晶片的新優勢。 值得關注的是,未來3~5年智慧駕駛將迎來高速發展期,而運算力將成為主要的角逐點之一。作為自動駕駛技術的大腦,大運算力晶片的技術門檻高、週期性長且開發難度較大。 目前,在自動駕駛晶片領域,Nvidia、英特爾(Intel)旗下的Mobileye、高通(Qualcomm)等外資品牌控制了主要市場。未來幾年,在晶片短缺的大背景以及智慧駕駛趨勢下,全球車企仍然要面臨「缺晶片之痛」,需要重新思考供應鏈模式,如加強供應鏈深度合作,做好中長期發展規劃,應對車用晶片短缺,進一步重塑產業鏈優勢。 本文原刊登於EE Times China網站      

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