朱玉龙

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2022 年 6 月的汽车芯片状态

环形隧道
芯片

2022-06-07

作者:朱玉龙

昨天有位朋友和我聊,就 Morgan Stanley 的《China EV Supply Chain - observations on auto semis output, and China's long-term opportunities》谈一些看法。2022 年的芯片短缺呈现了新的形态:

  • 从去年开始大部分 Tier1 跟着车企都是保供优先的策略,多下订单(实际需求 100%,给的订单 120-130%,实际芯片厂家根据不同 Tier1 和车企的需求以后,分货后拿到 90%),也就是说折腾了这么久,其实车企是没有能力建立 buffer 来建库存。

  • 从国内外的汽车来看,产品规划 5 到 8 年的周期,本来是通过较多订单建立战略库存的模式,各家尽量是增加一些储备,这也客观上加大了调货的难度。芯片都没有库存,预测压得死,所以也客观上造成了 2022 年上半年的疲惫。2021 年的保供战役耗费了很多的资金和精力,到 2022 年在市场端需要选用新的策略。

  • 从供应瓶颈 MCU 和专用的 ASIC 来看,车载 MCU 稳定周期使得 MCU 价格在过去数十年来价格非常缓慢地下降,但是在 2021 年价格甚至超过了 Tier1 的预期,而目前制造企业在成熟制程的有限投入,使得未来五年预期还会上涨。这严重侵害了 Tier1 的议价能力和实际盈利。

所以我的理解,2022 年其实进入了常态化的缺芯状态。在欧美,由于芯片持续紧张,新车和二手车价格都上涨,车企并没有持续的动力高价去拿芯片。在国内 2021 年这一波芯片的紧急调货和工程更改带来了很多的售后问题,这使得 2022 年继续这种策略,需要更大的决心(成本上升和质量下降),按照朋友的说法,不是在讨论芯片紧缺就是讨论之前更换带来的质量问题。这也就成了常态化的紧缺,整个供应链开始自我优化,针对细分市场去打造爆款和集中精力供给高利润车型。

▲图 1. 汽车 MCU 2021 年 Q4 跟踪 Yole

MCU 的价值量如下图所示,可以看到 32 位的占了 76.7%,16 位的是 17.6%,8 位的只有 4.7%。全球主流的 MCU,瑞萨、英飞凌、NXP、ST、TI、Microchip 6 家,占了 90% 以上车载 MCU 份额。

  • 8 位(Microchip、英飞凌、NXP)用在低端风扇控制、空调面板、雨刷、天窗、车窗、座椅、门的控制。

  • 16 位没有新的应用,主要用在一些传统动力模块里面。

  • 32 位分高功能安全和多功能的(瑞萨、英飞凌、NXP 和 ST),涵盖动力总成(传统和动力的)、底盘电子(ESP、EPS 等等)、座舱(仪表和中控)、车身控制、ADAS 的传感器和控制,泊车等等功能。

TI 的 MCU,特斯拉用了很多蓝牙的低功耗的产品,其实这条产品线后面我们分品类来对比下。

▲图 2. 汽车的 MCU 的分类

汽车缺芯的周期和演变过程

在整个过程里面,其实比较大的问题,还是通用 MCU 和汽车 MCU 是集中在前 6 大汽车半导体公司手里的,而汽车企业也根据自己的要求给了自己偏爱的 MCU 的供应商清单。在原本平滑的供给曲线里面,大家总有个缓存库。到 2022 年上半年,其实只有很少的企业能够在当前合理的价格体系下攒了足够的芯片。

备注:这个有点像电池,涨价 40% 的电池你买多少合适,多少才够。

▲图 3. 汽车芯片的需求周期

台积电 2022Q1 财报显示,第一季度营收创下历史纪录约合 170 亿美元,同比增长 35.5%;净利润为 2027.33 亿元,约 70 亿美元,同比增长 45.1%。从技术制程角度,2022Q1 16nm 及以下先进制程营收占比 64%,其中 5nm 贡献 20% 营收,7nm 贡献 30% 营收,16nm 贡献 14% 营收,28nm 则贡献 11% 营收,剩余制程合计占 25%。台积电预计 3nm 制程(N3)将于 2022 年下半年投产,计划 2025 年生产 2nm 芯片。

所以这里最大的疑问是,在 2021 年到 2022 年 Q1 这段时间,真正能缓解汽车 MCU 和其他配套的汽车芯片供给到底增加了多少。

▲图 4. 台积电的增产

到底是否管用

车用的 MCU,由于成本和性能考虑,工艺节点相对比较落后的,基本集中在 40nm、56nm 的范围传统 = 节点工艺,在过去的几年里面台积电和其他企业没有新增投资,台积电在 2021 年逐步倾向性的增加,使得产能还是紧张的。下面这个图做的是比较清晰的,台积电的主要工作其实是拉开和芯片代工企业的差距,成熟工艺的投入对它来说,并不是一个很有利的的决策。

▲图 5. 汽车的芯片制程需求

由于来制撑车载晶圆的线,还是要经过 TS 16949 认证,加上整体需求在增长,2022 年下半年的缓解是逐步的。到 2022 年,甚至半导体设备的 MCU 的供应,也出现一些问题,你说这个扩建产能的过程怎么可能顺利。

▲图 6. 不同的工艺节点

在电动汽车里面,由于多了 BMS(CMU)、PDU、DCDC、OBC、PTC、电动压缩机、逆变器和 VCU 等部件,如果设计复杂的话,等于一下子增加了 10 几个 MCU。我们可以对比 MEB 里面的 MCU 的使用比之前的传统车要多不少。在使用集中式架构之前的电动汽车,对于 MCU 的依赖程度是很高的。

那么多功能增加,如果不做软件集中化去转入 SOC,这也客观造成了在 10% 的渗透率下,MCU 的紧缺程度很窘迫。

▲图 7.MCU 的需求和集中化

也就是说,传统的类似丰田这样对 Tier1 的供应链体系强控制,也在芯片危机下吃瘪,光管到 Tier1 和 Tier2 其实没用,不增加芯片的可视化和透明度,这个亏是持续的。

▲图 8. 芯片的供应链透明度,芯片领域制造性不言而喻

小结:我觉得延续快 2 年的汽车芯片危机,其实还在通过另外的形式延续下来,只是我们已经没办法像救火一样处理,再怎么捞起来,能力极限也在那里。只是说出来,大家没有那么兴奋了,供大家参考

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