十问十答缺芯潮:几十块的芯片,如何卡住全球汽车产业的喉咙?
席卷全球的“汽车缺芯潮”,何时能缓解?本期聚焦最值得关注的10个汽车芯片问题。
划重点:
- 1拜登芯片法案的签署,其实主要目的是为了保证美国汽车半导体的供应链的完整,并且限制中国等国家的产能投资。
- 2基于全球缺芯的问题,车企在安全允许的情况下通过削减一些功能,来保证车辆的稳定供应,不会对车辆的寿命产生影响。
- 3由于汽车MCU芯片需求的高度集中,而芯片企业把先进芯片工艺制造主要交给台积电等头部供应商来代工,一旦芯片需求增多,这些供应商(尤其是台积电)会出现交付瓶颈。
- 4从市场维度看,欧洲、美国和日本的汽车芯片在全球范围内占据主导地位,且头部集中度高,国内的领先企业数量很少。
文:电动汽车三电工程师 朱玉龙;编辑:李海丹
【编者按】 在上周,美国总统乔·拜登签署了《2022芯片与科技法案》,将提供500多亿美元以促进美国半导体生产和科学研究,包括为汽车芯片提供专项资金,解决供应链的挑战,引起了业界和网友热议。
目前,汽车缺芯问题席卷全球。多家车企频繁曝出减配事件,遭到车主联名维权。一颗芯,难倒全球汽车产业。再加之美国芯片法案的签署,未来汽车芯片产业的发展可能会有怎样的一番景象?为了避免智能汽车重蹈智能手机被卡脖子的覆辙,目前国产汽车芯片也开始了一波热潮,纷纷加入阵营。国产芯片能否抓住“缺芯”的替代机会?
Q1: 美国总统上周二正式签署了 2800 亿美元的《芯片与科学法案》,该法案规定,527 亿美元专门用于半导体研究,开发,制造以及促进劳动力发展,其中 20 亿美元用于传统成熟制程的芯片。美国《芯片法案》的签订,对汽车芯片市场会产生哪些影响?
美国总统拜登正式签署的《芯片与科学法案》,其中20亿美元用于传统成熟制程的芯片,也是汽车和国防系统的关键。
目前,越来越多的先进技术应用于汽车中,但大部分都需要围绕半导体进行,因此不管是将来的汽车还是现在的汽车,都会严重依赖于芯片供应,芯片对汽车的重要性不言而喻。一台电动汽车平均要使用约3000个芯片,从价格上看,比传统汽车增加了大约400-600美金的芯片。根据相关数据,随着电气化和智能化的发展,将来到2030年可能会需要3000美金的汽车半导体。
这次法案对于美国来说,其实主要目的是在芯片的供应链层面,让台积电和一些半导体制造商回到美国市场,保证北美汽车半导体的供应链的完整,并且限制到中国等国家的产能投资,来切实保证美国的汽车行业的变革。
由于目前国产汽车占有率在美国市场只有5%,基本没有出口美国,对于中国电动汽车市场的影响较小,但对于长期的发展是不利的。
但是,因为美国霸权卡着对进口芯片的供应,会倒逼国产自主的高端芯片的成长,从这个角度来看,对国产芯片也是一件好事,国家也正在进行大力投入在汽车芯片领域的政策支持和投资。
Q2 : 如今的全球汽车芯片市场,缺芯问题仍然不可小觑。目前主要稀缺的是哪一类汽车芯片? 手机芯片和汽车芯片的区别是什么?
目前紧缺的汽车芯片主要还是特定的汽车专用芯片。按应用领域可分为应用处理器(IVI、MCU等)、功率半导体(AMP、IGBT、MOSFET等)、传感器芯片(TPMS等)及分离器件等。
2020年初,新冠疫情发生席卷全球,使得汽车的产量在2020年第二季度骤降,因此汽车芯片厂家拿到的需求量也随之暴跌。到2020年第三季度全球汽车生产复苏时,大量的需求和消费电子复苏,对上游的芯片供应产生了巨大的压力。而随着复苏所需的周期累计,MCU微控制器成为最主要的短缺芯片(为什么是MCU短缺,下文Q2会解读)。
从芯片分类来看,汽车芯片、工业芯片和消费芯片存在很大的差异,手机上使用的芯片无法直接用在汽车。其中的差异点主要在:运行温度,运行电压,使用寿命和使用以后的目标故障率等方面,其设计目标都有着巨大的鸿沟。比如台积电在代工手机芯片和汽车芯片中,会做很多质量控制差异,高通在把手机SOC芯片改为汽车SOC芯片的过程中,也做了很多的工程设计处理。