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芯片短缺对汽车供应链有何影响?
2022-03-31

相信您已听说目前层出不穷的供应链问题——集装箱船堆积在洛杉矶和长滩港外、卡车司机短缺、空荡荡的集装箱滞留港口。但一般来说,这些问题对电子产品没有太大影响。而确实会影响电子产品运输的一个问题是货舱的空间大小。大多数空运货物不是通过专门的货机运输的,而是用普通客机的货舱来运输。但由于国际旅行受限,所以空运仍然受到限制。


似乎各种半导体都出现了短缺,但在汽车行业(和笔记本电脑行业)中最为极端。当疫情封锁开始时,很多汽车制造商(即 OEM)取消了电子控制单元 (ECU) 的订单。一般来说,OEM 不会自己直接订购半导体。事实上,他们自己不怎么制造电子产品,他们是系统集成商,从Bosch或Denso等一级公司购买电子单元。当一级供应商的订单被取消时,其连锁反应是半导体订单悉数被取消。


事实证明,疫情封锁对汽车市场的影响没有我们担心的那么严重,因此 OEM 向一级公司下了新的订单,一级公司也试图向半导体公司下新的订单,但存在两个问题。第一个问题是,半导体的制造周期很长,尤其是对汽车而言,还有额外的可靠性和测试要求。第二个问题是,疫情封锁增加了市场对各种电子产品的需求,孩子需要上网课、玩电子游戏等等;很多家庭也购置了新的(个人)Mac 和 iPhone。


突然之间,那些几乎不了解“半导体”这个词的汽车 CEO 们几乎不再关心除了半导体的其他事情。


大多数汽车芯片没有采用最先进的工艺,所以我不认为它们在与 GPU 和 AI 芯片竞争先进节点晶圆。因此,下方来自IC Insights 的统计数据可能相关性不大,尤其是排在前面的几个;但是,它确实显示了过去一年中对半导体需求的大幅增长。AMD 增长了 65%、MediaTek增长了 60%。令人惊讶的是,增长最快的代工厂是中芯国际,增长了近 40%(都是后沿工艺节点)。Renesas是微控制器,特别是汽车微控制器的领导者,增长了 34%,他们的一个工厂在这期间发生了一场大火,所以原本的增长率可能更高。正如 IC Insights 在报告中所说:


令人惊讶的是,在全球半导体销售额预计将增长 23% 的这一年里,全球第二大半导体供应商Intel的半导体收入预计将下降 1%。全球第 18 大半导体供应商Sony公司的收入预计将下降 3%!2021 年,Intel面临的问题是集成电路供应持续紧张,这限制了笔记本电脑的销量。Intel表示,其合作伙伴一直无法采购到足够的元件来制造笔记本电脑,这使得Intel CPU 的订单有所减少。


这似乎证实了问题主要不在于最前沿的工艺节点,在这些节点方面,公司与代工厂(或者,对于Intel 和Samsung来说,是与他们的产能规划者)锁定了供应(如果不是提前几年锁定了供应)。


鉴于从无到有建设晶圆厂需要 2 到 3 年的时间,所有这些增长都必须来自现有的工厂和已经在建设中的工厂。当然,如果空间充足,在晶圆厂增加更多的设备是可能的。SEMI 公司报告显示全球设备销售额同比猛增 38%;我认为,如果设备制造商能够开足马力的话,他们的出货量会更大。


这对汽车行业的影响是,大多数汽车公司要么根本无法发货(把汽车留在停车场等待可用的电子零件),要么不得不在不提供可选功能的情况下将新车发货。缺失的可选功能往往与电子技术关系不大,如加热座椅。但是,仪表板上那个打开座椅加热器的按钮几乎可以肯定是通过 CANbus 实现的。


网上的一个视频讨论了一些具体情况,以下只是被提及的公司,与其他可能被提及的公司相比,我不认为这些公司状况更糟。

  • 通用汽车出货的大多数车辆上,没有座椅加热或通风、方向盘加热、无线电话充电或高清广播功能。在加州,只有去滑雪时,加热座椅才是必要功能;但在其他地方,例如明尼苏达州或芝加哥,座椅加热功能是不可或缺的;
  • 保时捷出货的车辆没有电动调节座椅(需要通过 CANbus 实现),也没有电动转向柱调节;
  • 宝马出货的许多车辆无法使用触摸屏(屏幕可以显示,但触摸屏功能无法使用,用户必须使用一个叫 iDrive 的旋钮);
  • 甚至特斯拉也不能幸免,出货的车辆后座没有USB 端口。

人们买不到新车便转而选择二手车,因此二手车的价格已经上涨了 50% 甚至更多。加上出货的车辆没有人们想要的功能,如加热座椅和触摸屏,使得二手车在某些方面比新车“更好”。下面这张图表来自英国,但是在其他国家也可以看到类似的图表:


在最近的特斯拉电池会议上,Elon Musk 展示了下图,图中显示了汽车行业的交付情况(按单位而非美元)。在过去 4 个季度里,特斯拉是唯一一家销量有所增加的公司(增加幅度可观),而其他所有制造商的销量都在下降。我猜测其中一个原因是,特斯拉的高级管理层确实了解 “半导体” ,因为他们自己设计一些半导体元件。而且我确信,它在几个季度内都接到了芯片交付订单,比如特斯拉的自动驾驶芯片和摄像头。


最新情况


我对汽车制造商的库存细节没有任何特别的见解,但最近的几份报告显示:也许半导体供应和未来汽车需求之间正在慢慢找回平衡。未来的另一个变化是,一些 OEM 提出要自主设计并采购芯片;同时,一级公司也在行动:据我所知,汽车一级供应Bosch以前从未建造过晶圆厂,而现在他们正在建造一座价值 10 亿美元的晶圆厂。当然,这个 10 亿美元的工厂并不采用尖端工艺。尖端工艺将花费 150 到 200 亿美元,但该工厂将具备一定量的专用产能。


(文章来源公众号:Cadence楷登)