200萬輛、500萬輛、700萬輛、1094.3萬輛,AFS對全球汽車市場累計減產(chǎn)量的估算越來越悲觀。
芯片短缺只是問題的一小部分成因,鋼鐵和塑料、樹脂等大宗商品的飆升和供應(yīng)短缺同樣是造成車企削減產(chǎn)能的重要原因。
關(guān)于大宗供應(yīng)短缺迫使汽車企業(yè)減產(chǎn)的事情會在稍后另寫一篇稿子來說,今天我們先來聊一聊芯片產(chǎn)能短缺給整個市場帶來的影響。
很多人喜歡把這一輪芯片危機(jī)的爆發(fā),歸結(jié)為疫情之初行業(yè)集體的需求誤判。
去年年初,國內(nèi)汽車銷量退回到15年前的水平,保守情緒在整個行業(yè)蔓延開來,多數(shù)車企據(jù)此向一級供應(yīng)商調(diào)低了零件需求,供應(yīng)商又把這種需求傳遞給上游的芯片制造廠。
于是代工企業(yè)進(jìn)一步將產(chǎn)能轉(zhuǎn)向消費(fèi)級芯片,最終在車市重啟后半年讓行業(yè)陷入無芯可用的局面。
聽上去合情合理,但參考的時間線卻不夠長。事實上,芯片的大規(guī)模短缺從華為被制裁后就開始了。被制裁的一方短期內(nèi)開出高價讓晶圓廠優(yōu)先生產(chǎn)自己的大量訂單,進(jìn)而導(dǎo)致下游各行業(yè)的恐慌性備貨和供需錯亂。
這種情況在2020年9月以后得到緩解,因為華為已經(jīng)無法向臺積電等企業(yè)下單。
整個半導(dǎo)體行業(yè)的供需失衡還在繼續(xù)。先進(jìn)制程的魔力無需贅述,是晶圓代工模式走上歷史舞臺的推手之一,為臺積電帶來延續(xù)數(shù)年的輝煌。
在很長一段時間里,8英寸晶圓一直被視為落后產(chǎn)線,其關(guān)鍵設(shè)備也面臨停產(chǎn)的困擾。SEMI數(shù)據(jù)顯示,全球8英寸晶圓產(chǎn)線數(shù)量在2007年達(dá)到巔峰,此后開始走下坡路,直到十二年后,全球范圍內(nèi)也只保留了191條產(chǎn)線。
毫不夸張地說,本輪芯片危機(jī),是過度宣揚(yáng)制程工藝的惡果之一。
01 制程不是衡量芯片價值的唯一標(biāo)準(zhǔn)
業(yè)內(nèi)關(guān)于8英寸晶圓緊張的消息傳了很多年,從物聯(lián)網(wǎng)逐漸鋪開的2015年就開始了。
智能產(chǎn)品、工業(yè)/汽車電子應(yīng)用的的激增,帶來MCU、電源管理IC、指紋識別IC等器件的大幅增長。
一般情況下,以上這些適用于40納米以上的成熟工藝,甚至不乏采用180納米和350納米制程的元器件,用8英寸晶圓生產(chǎn)即可。
在汽車領(lǐng)域,MCU和IGBT這類主控芯片,大多數(shù)使用的也是28nm、45nm甚至更落后的工藝制程。即使是號稱最智能的特斯拉,現(xiàn)階段使用的也是14nm的自研芯片。
當(dāng)下并非是所有芯片都斷供了,供不應(yīng)求的主要是ESP(電子穩(wěn)定程序系統(tǒng))和ECU(電子控制單元)這兩種車載電腦的核心芯片,用于搭配電子穩(wěn)定系統(tǒng)、智能發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的高端燃油車。
盡管每家汽車制造商都會有意識地選擇多家MCU供應(yīng)商(例如,奧迪豪華SUV搭載的38個MCU來自7家供應(yīng)商,本田中型汽車搭載的20個MCU來自7家供應(yīng)商),但在三級供應(yīng)商方面,他們幾乎沒有選擇:市面上7/10的MCU都來自同一家代工廠。
汽車企業(yè)面對代工廠時的弱勢地位,在大眾身上也不例外。
據(jù)路透社報道,大眾集團(tuán)的一名高管曾在去年4月通知供應(yīng)商,稱下半年汽車市場將出現(xiàn)強(qiáng)勁復(fù)蘇,提醒其做好備貨。但是,供應(yīng)商并沒有聽大眾的話,其生產(chǎn)計劃未做明顯調(diào)整,直到去年11月底出現(xiàn)芯片短缺后才告訴大眾。
地表最強(qiáng)代工廠,真讓人羨慕啊
既然8英寸的晶圓不足了這么多年,代工廠為什么不擴(kuò)大產(chǎn)能呢?
因為8英寸晶圓的價格較12英寸低得多,在代工廠眼里,擴(kuò)大8英寸產(chǎn)能的成本效率更低。
從臺積電2021Q3的業(yè)績來看,7nm及以下的先進(jìn)制程帶來的收入在半數(shù)以上,由汽車芯片帶來的收入在總收入中所占的份額僅為4%(這還是今年增長了1個點(diǎn)后的結(jié)果)。
雖然臺積電表示會增加投資以支持其汽車客戶,但這是一個長期行為,主要是迎合汽車行業(yè)向高性能計算發(fā)展的未來趨勢,而不是為了解決眼下的供應(yīng)瓶頸(一個年初開始建設(shè)的晶圓產(chǎn)線要想正式投產(chǎn),最快也是2023年的事情了)。
在這場持續(xù)數(shù)十年的先進(jìn)制程淘汰賽中,九成以上的晶圓廠都被淘汰了。既然斷供的并非是先進(jìn)制程,為什么包括中芯國際在內(nèi)的一眾8英寸晶圓廠沒能從中受益呢?
一個很少被提到的行業(yè)常識是,制程并不是衡量芯片價值的唯一標(biāo)準(zhǔn)。比起消費(fèi)級芯片在制程工藝上展開的近乎瘋狂的競賽,行車時遭遇的振動和沖擊,以及極端條件考驗和各種液體或粉塵的侵蝕,車載芯片的技術(shù)要求顯得更為復(fù)雜:
它要承受的溫度范圍一般在-40°C-150°C之間(消費(fèi)級芯片只需滿足0°C-70°C的工作環(huán)境即可),使用壽命往往在15年以上甚至30年(消費(fèi)級芯片的生命周期在1-3年之間,一般不會超過5年),車載芯片的不良率不能高于百萬分之一,甚至是無限趨近于零(消費(fèi)級芯片可接受的不良率是萬分之二)……
為了保證車載芯片的安全可靠,進(jìn)入汽車電子主流供應(yīng)鏈體系需要滿足多項基本要求:
所以對于后進(jìn)者來說,想要撼動原有市場是極為困難的。即便是計算機(jī)視覺領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊 Mobileye,也花了整整8年才拿到第一張車企訂單,上市則是在成立15年之后。
02 為什么說芯片供應(yīng)危機(jī)是中國的機(jī)會?
2009年,中國超越日本成為全球最大的汽車生產(chǎn)國。
直到十年后,六家入圍世界500強(qiáng)的中國車企的利潤總和,也抵不上一個豐田。
通過產(chǎn)品進(jìn)出口過程中的“剪刀差”,大量工業(yè)制成品的剩余價值從中國流向世界各地。
按照英飛凌2020Q4公布的數(shù)據(jù),從燃油車到純電動汽車,單車半導(dǎo)體的價值量從457美元提升至834美元。現(xiàn)狀卻是在中國每年2800萬輛的汽車市場,國產(chǎn)汽車半導(dǎo)體的產(chǎn)值僅占全球車載芯片收入的4.5%,其中部分關(guān)鍵零部件的進(jìn)口數(shù)量在80%-90%。
而上世紀(jì)90年代開始的全球芯片制造產(chǎn)能轉(zhuǎn)移,中國承接了至少1/5個部分。
2004年,我國就提出了加強(qiáng)培育零部件產(chǎn)業(yè),時至今日零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展依舊嚴(yán)重滯后于整車。
在國內(nèi),Tier 1所需的車載芯片可以通過自主開發(fā)和跨境收購的方式有所突破,但Tier 2所需的半導(dǎo)體部件,國產(chǎn)能力幾乎為零。
汽車半導(dǎo)體按種類可分為功能芯片MCU、功率半導(dǎo)體、傳感器和其他。從價值占比來看,傳統(tǒng)燃油車的MCU價值最高,當(dāng)傳統(tǒng)汽車逐漸過渡到新能源汽車,價值量增長最大的是功率半導(dǎo)體。
電動車中,逆變器和電機(jī)取代了發(fā)動機(jī)的角色,其好壞直接影響到電機(jī)的功率輸出表現(xiàn)和整車的續(xù)航能力。目前,大部分電車還是用IGBT來做高功率逆變器及車載充電系統(tǒng)。
反映在過去一年的乘用車銷售市場,是燃油車銷量的節(jié)節(jié)敗退,以及新能源汽車的高歌猛進(jìn)( 01 制程不是衡量芯片價值的唯一標(biāo)準(zhǔn) 中提到過,本輪汽車芯片供應(yīng)危機(jī)主要集中在對制程工藝要求稍高的MCU部分)。
然而當(dāng)黑暗降臨時,沒有誰是幸存者。今年6月,中國乘用車銷量結(jié)束了疫情以來的11連增,同比下降5.1%。
燃油車之后,新能源汽車的銷售大盤雖然維持住了過往的增長態(tài)勢,但增長率先后到達(dá)S型曲線的第一個拐點(diǎn),無論是正當(dāng)紅的特斯拉,還是所謂的造車新勢力。
馬斯克喜歡在季度末給全員發(fā)郵件,用以督促交付。在本季度下發(fā)的全員郵件中,他寫道:特斯拉制造了很多缺少零件的汽車,需要稍后再添加,這是特斯拉歷史上最大的一次交付浪潮。
亞洲的汽車半導(dǎo)體基地,除了日本和中國臺灣,還有一個重要支撐區(qū)域——馬來西亞。經(jīng)過近半個世紀(jì)的積累,這座黃金半島成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)品的第七大出口國,超過50個半導(dǎo)體制造商在當(dāng)?shù)卦O(shè)廠,貢獻(xiàn)了全球后端半導(dǎo)體產(chǎn)量的13%。
當(dāng)馬來西亞政府因為疫情在全國范圍內(nèi)實施“全面行動管制令”,意法半導(dǎo)體、英飛凌、恩智浦和瑞薩的生產(chǎn)都按下了暫停鍵。這次,小鵬和理想也沒能逃過車載芯片短缺的厄運(yùn),紛紛下調(diào)了第三季度的交付量預(yù)期。
為了搶占市場份額,理想向用戶提供了一個3雷達(dá)版本的車型,并承諾會在12月到明年春節(jié)前為車主免費(fèi)補(bǔ)裝剩下的2個雷達(dá)。在完成補(bǔ)裝之前,暫不開放ADAS中的自動并線和前方橫穿車輛預(yù)警功能。
學(xué)到了特斯拉交付的精髓。但透過乘聯(lián)會公布的新能源月報,我們證實了不管是純電動市場,還是插電混動市場,新能源汽車的銷量增速都已經(jīng)開始放緩的事實。
除了比亞迪。
作為國內(nèi)最不務(wù)正業(yè)的整車制造廠,他們自主設(shè)計與制造的IGBT芯片和模組,已批量應(yīng)用于比亞迪電動汽車;同樣已批量或即將批量應(yīng)用于汽車的關(guān)鍵芯片還有圖像傳感芯片、車用MCU、電池管理芯片和IGBT驅(qū)動。
在別家因缺芯過得水深火熱的2021年,阻礙比亞迪交付的是刀片電池的良品率遲遲得不到改進(jìn)。
在官方語境中,自研自產(chǎn)芯片使得比亞迪產(chǎn)能未受到缺芯潮的影響。
這是否意味著他們已經(jīng)從潮水中上岸呢?答案恐怕不那么樂觀。
翻看比亞迪半導(dǎo)體四個月前向深交所提交的招股書,公司通過供應(yīng)鏈進(jìn)行境內(nèi)外采購元器件,前五大供應(yīng)商的占比數(shù)量常年保持在接近30%的水平,其中不乏東部高科、臺積電以及先進(jìn)半導(dǎo)體的影子。
中國的汽車芯片制造業(yè),還有最艱難的一段路要走。但眼下正是最好的機(jī)會。
半導(dǎo)體去進(jìn)口化來到一個不得已而為之的窗口期。在這之前,得益于小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)模式,比亞迪已經(jīng)是國內(nèi)僅次于英飛凌的車規(guī)級IGBT廠商了。
03 放棄幻想,特斯拉國產(chǎn)化不過是又一個誘人的「蘋果」
特斯拉一直對外宣稱致力于實現(xiàn)供應(yīng)鏈的本地化。
據(jù)外媒報道,國產(chǎn)Model 3和Model Y的零部件中有90%以上來自中國供應(yīng)商。但他們沒有寫出來的地方是,這個國產(chǎn)化包含著大量在華投資的外資企業(yè)名單。
以及斥巨資運(yùn)抵上海的各式自動化設(shè)備。
他們幾乎把所有的研發(fā)力量都布局在美國,就連招聘網(wǎng)站上面向中國的職位,也多是生產(chǎn)、交付、銷售以及客戶支持等邊緣崗位。
上一輪在中國享受了超國民待遇的外資企業(yè),在改革開放之后把我們變成了享譽(yù)全球的「世界工廠」。
我們賺到了錢,但也失去了很多,唯一學(xué)會的道理就是:誰掌握最核心的技術(shù),誰就能獲得最大的優(yōu)勢。
如若不然,就會像iPhone的國產(chǎn)化一樣,養(yǎng)出一堆等庫克臨幸的產(chǎn)業(yè)鏈玩家。
一如歐菲光,脫離蘋果產(chǎn)業(yè)鏈之后,當(dāng)季利潤就下滑了93.25%,令人唏噓。
最后,希望大規(guī)模的制造能力,不是中國芯片的終局。
?來源:鈦媒體APP
?