雖然2021年下半年有車企指出2022年芯片短缺問題將得到改善，但各主機廠加大採購力度，相互博弈心態，加上成熟的車規級芯片產能供應企業仍處於擴大產能階段，目前全球市場仍受缺芯影響嚴重。
同時，隨著汽車行業加速向電動化、智能化轉型，芯片供應產業鏈也將發生翻天覆地的變化。
一、MCU缺核下的痛
現在回顧2020年底開始的芯荒，疫情的爆發無疑是造成車用芯片供需失衡的主因。雖然粗略分析全球MCU（微控制器）芯片應用結構顯示，2019-2020年，MCU在汽車電子應用領域的分佈將佔據33%的下游應用市場，但相比遠程在線辦公，遠在上游芯片設計者而言，芯片代工廠和封測企業都受到了疫情停產等問題的嚴重影響。
屬於勞動密集型產業的芯片製造廠，2020年人手嚴重短缺，資金周轉不暢，上游芯片設計轉化為車企需求後，未能完全排產，生產困難重重以滿負荷生產芯片。在車廠手中，出現整車產能不足的局面。
去年8月，意法半導體位於馬來西亞麻坡的麻坡工廠受新冠疫情影響，部分工廠被迫停工，停工直接導致為博世ESP/IPB、VCU、TCU和其他系統長期處於供電中斷狀態。
此外，2021年伴隨而來的地震、火災等自然災害也將導致部分廠商短期無法生產。去年2月，地震對全球主要芯片供應商之一的日本瑞薩電子造成嚴重破壞。
車企對車載芯片需求的誤判，加上上游晶圓廠為了保證材料成本，將車載芯片產能轉為消費類芯片，導致MCU和汽車芯片與主流電子產品重疊度最高的CIS。（CMOS圖像傳感器）嚴重短缺。
從技術角度來看，傳統汽車半導體器件至少有40多種，單車使用的總數量為500-600輛，主要包括MCU、功率半導體（IGBT、MOSFET等）、傳感器和各種模擬設備。自動駕駛汽車還將用到ADAS輔助芯片、CIS、AI處理器、激光雷達、毫米波雷達和MEMS等一系列產品。
從整車需求數量來看，在這次缺芯危機中受影響最大的是一輛傳統汽車需要70多顆MCU芯片，而汽車MCU是ESP（電子穩定程序系統）和ECU（汽車主控芯片的主要部件).以去年以來長城多次給出哈弗H6銷量下滑的主要原因為例，長城方面表示，H6連續多月銷量下滑嚴重，與其使用的博世ESP供應不足有關。此前大熱的歐拉黑貓和白貓，也因ESP斷供、芯片漲價等問題，在今年3月宣布暫時停產。
尷尬的是，雖然汽車芯片廠在2021年正在建設和啟用新的晶圓生產線，並試圖在未來將汽車芯片的工藝轉移到老生產線和新的12英寸生產線上，以增加產能和獲得規模經濟，然而，半導體設備的交付週期往往在半年以上。此外，產線調整、產品驗證和產能提升需要較長時間，這使得新增產能很可能在2023-2024年見效。.
值得一提的是，儘管壓力持續時間較長，但車企仍對市場持樂觀態度。而新增的芯片產能，注定會在未來解決當前最大的芯片產能危機。
2、電氣智能下的新戰場
不過，對於汽車行業來說，當前芯片危機的解決，或許只是解決了當前市場供需不對稱的燃眉之急。面對電動化、智能化產業的轉型，未來汽車芯片的供應壓力只會成倍增長。
隨著電動化產品整車集成控制需求的增加，在FOTA升級和自動駕駛的當下，新能源汽車的芯片數量已經從燃油車時代的500-600顆升級到1000-1200顆。物種數量也從 40 種增加到 150 種。
有汽車行業專家表示，未來在高端智能電動車領域，單車芯片數量將增長數倍，達到3000多顆，車用半導體在材料成本中的比重將達到整車將從2019年的4%增長到2025年的12%，到2030年可能增長到20%。這不僅意味著在電動智能時代，汽車對芯片的需求越來越大，同時也反映了汽車所需芯片的技術難度和成本的快速上升。
與傳統整車廠70%的燃油車芯片為40-45nm、25%為45nm以上的低規格芯片不同，市場上主流和高端電動車40-45nm工藝芯片的佔比已經上升。下降到 25%。45%，而45nm以上工藝的芯片佔比僅為5%。從技術角度來看，成熟的40nm以下高端製程芯片和更先進的10nm、7nm製程芯片無疑是汽車產業新時代的新競爭領域。
根據滬山資本2019年發布的調研報告顯示，功率半導體在整車中的佔比從燃油車時代的21%迅速提升至55%，而MCU芯片則從23%下降至11%。
不過，目前各家廠商披露的不斷擴大的芯片產能，仍大多局限於目前負責發動機/底盤/車身控制的傳統MCU芯片。
面向電動智能汽車，負責自動駕駛感知與融合的AI芯片；功率模塊，例如負責功率轉換的IGBT（絕緣柵雙晶體管）；用於自動駕駛雷達監控的傳感器芯片需求大幅增加。極有可能成為下一階段車企面臨的新一輪“缺芯”問題。
不過，在新階段，阻礙車企的可能不是外部因素干擾的產能問題，而是技術端制約的芯片“卡脖子”。
以智能化帶來的對AI芯片的需求為例，自動駕駛軟件的計算量已經達到兩位數TOPS（萬億次運算/秒）水平，傳統汽車MCU的計算能力難以滿足計算需求自動駕駛汽車。GPU、FPGA、ASIC等AI芯片已經進入汽車市場。
去年上半年，地平線官方宣布其第三代車規級產品征程5系列芯片正式發布。官方數據顯示，征途5系列芯片算力為96TOPS，功耗為20W，能效比為4.8TOPS/W。.與特斯拉2019年發布的FSD（全自動駕駛功能）芯片的16nm製程工藝相比，單芯片運算能力72TOPS、功耗36W、能效比2TOPS/W的各項參數都有所提升。得到很大改善。這一成績也得到了上汽、比亞迪、長城汽車、奇瑞、理想等多家車企的青睞與合作。
在智能化的驅動下，行業的內捲化速度極快。從特斯拉的FSD開始，AI主控芯片的研發就像打開了潘多拉魔盒。在征途5之後不久，NVIDIA迅速發布了將是單片機的Orin芯片。算力提升到254TOPS。在技術儲備方面，Nvidia甚至在去年就為大眾預展了一款單顆算力高達1000TOPS的Atlan SoC芯片。目前，英偉達在汽車主控芯片GPU市場牢牢佔據壟斷地位，常年保持70%的市場份額。
雖然手機巨頭華為進軍汽車行業掀起了汽車芯片行業的競爭浪潮，但眾所周知，在外界因素的干擾下，華為在7nm製程SoC上有著豐富的設計經驗，卻無法幫助頂級芯片製造商。市場推廣。
研究機構推測，到2025年，AI芯片自行車的價值將從2019年的100美元快速上漲至1000美元+；同時，國內汽車AI芯片市場規模也將從2019年的9億美元增長到2025年的91億美元。市場需求的快速增長和高規格芯片的技術壟斷，無疑讓車企未來的智能化發展更加艱難。
與AI芯片市場的需求類似，IGBT作為新能源汽車中成本佔比高達8-10%的重要半導體元器件（包括芯片、絕緣基板、端子等材料），也有對未來汽車行業的發展產生深遠的影響。雖然比亞迪、思达半導體、士蘭微等國內企業已經開始為國內車企配套IGBT，但目前來看，上述企業的IGBT產能仍受限於企業規模，難以為國內車企配套。涵蓋迅速崛起的國內新能源。市場增長。
好消息是，面對SiC替代IGBT的下一階段，中國企業在佈局上也不甘落後，盡快擴大基於IGBT研發能力的SiC設計和生產能力有望助力車企和技術。製造商在下一階段的競爭中獲得優勢。
3、雲逸半導體，核心智能製造
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發佈時間：Mar-25-2022