AI财经社|汽车缺芯赐中国企业良机,但比亚迪半导体们还撑不起国产芯
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文 | AI财经社 郑亚红
芯片摇号抢购
汽车芯片断供中国是假消息
芯片供货紧张而引发的多米诺骨牌效应和博弈 , 正在全球上演 。
【AI财经社|汽车缺芯赐中国企业良机,但比亚迪半导体们还撑不起国产芯】电子产品商务网站Newegg(新蛋网)最近上线一个“摇号”系统 , 曾向消费者发售供不应求的英伟达显卡和AMD的CPU , 这两款产品是“挖矿利器” , 在很多渠道已经“一芯难求” 。 中奖的消费者必须在两小时内完成支付 , 否则订单就会作废 。
在汽车领域 , 缺芯的口子越放越大 , 传言也随之四起 。 有自媒体和外媒报道称 , 美国和欧洲全部停止向中国汽车厂家提供芯片 , “在消耗完现有的存量后 , 中国汽车进入大面积停产状态” 。
传言不断发酵 。 有芯片行业人士匿名对AI财经社分析称 , 中国汽车产业的崛起引起了美国的注意 , 汽车是继制裁华为之后的下一个靶标 。
但多位产业链人士对AI财经社表示 , 目前来看 , 这种说法是谣言 , 汽车产业缺芯发生在全球范围 , 并不只是中国 。 “美国、欧洲汽车厂也没货 。 ”一位意法半导体人士告诉AI财经社 。
另一家汽车芯片供应大厂英飞凌对AI财经社回复称 , “半导体产业确实产能吃紧 , 但就没有断供过” , 并发来中国欧盟商会的官方声明 。
该声明道出了“欧美停供消息的真相” , 称中国欧盟商会于近日发布了《脱钩:全球化将何去何从》引发了部分自媒体的错误解读 。 但实际上 , 造成汽车芯片供应能力短期不足的主因是 , 新冠疫情导致半导体产业产能受限 , 中国汽车市场回暖、需求激增 , 以及扩大产能所需的时间 , 与他国政府对中国实行出口管制无关 。
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“上半年没活儿 , 芯片库存大但客户不提货 , 下半年每天都在被催货 。 ” 某大型汽车芯片分销商人士马麦琪对AI财经社称 , 自2020年7月、8月汽车市场复苏后 , 需求和订单“几十倍翻涨” , 他们原本给客户供货的周期已从16周延长至6个月 。
另一位来自国内某头部车企的员工罗翔告诉AI财经社 , 2020年商用车销量非常高 。 “从三四月份以后 , 每个月都比上个月要高 。 ”然而 , 下半年时 , 他所在的生产线却被迫停工 , 原因是“缺了一颗来自巴西的零部件 , 市场上没有能跟它替换的 , 导致产线只能停掉” 。
而接近大众的一位人士称 , 虽然大众在国内的整车厂并没有停工 , 但大众的两个零部件供应商 , 德国大陆集团和博世均出现了缺货情况 。
这也仅仅只是国内汽车产业链上的缩影 。
全球多家头部车企停产或着手减产 。 1月7日 , 本田汽车宣布 , 由于用于车辆控制系统的半导体供应不足 , 1月减产4000辆 。 次日 , 日产汽车宣布 , 因电子产品采购出现问题 , 下调小轿车“NOTE”产能5000辆 。 而美国福特、美国通用汽车、美国菲亚特克莱斯勒汽车、德国大众等欧美系车企也相继因半导体供给不足而减产或调整生产 。 比如 , 戴姆勒将有限芯片供应优先供给奔驰S级等车型的生产 , 以此带来更高利润率 。
最新消息是 , 韩国车企也首次因缺芯而减产:通用汽车分公司取消了原本在仁川富平工厂的加班安排 , 以削减产量 。
缺芯问题席卷全球 。 上游芯片供应商和芯片制造厂正在做出调整 。 汽车芯片主要供应商意法半导体、瑞萨和恩智浦 , 将车用芯片的价格调高了10%到20%;芯片制造商台积电则正在计划 , 如果能进一步提高产能 , 将会优化生产工艺 , 来优先生产汽车芯片 , 同时“涨价也在其考虑范围内” 。
但一位芯片行业人士称 , 汽车芯片基本采用直供模式 , 市场现货少 , 国产替代更少 , “没那么快调整过来 , 2021上半年产能都紧缺 , 下半年会好些” 。
调查机构也给出了类似的结论 。 据独立资产研究公司 Bernstein Research表示 , 由于 2021 年全球范围内的汽车芯片短缺 , 预计将造成 200 万至 450 万辆汽车产量的减少 。 这相当于近十年以来全球汽车年产量的近 5% 。 波士顿咨询旗下智库 Inverto 称 , 汽车芯片的短缺对于汽车产业的影响仍将持续半年甚至三个季度 。
比亚迪等国产芯片们能堪大任?
在全球汽车厂商都面临着芯片供应短缺而造成的减产时 , 比亚迪却在前不久回应称 , 比亚迪在新能源电池、芯片等方面有一整套产业链 , 不仅可以充分自给 , 还有余量外供 。
该回应发出后 , 比亚迪被一些网友视为汽车界的国产之光 。
几位汽车芯片产业链上的人士告诉AI财经社 , 比亚迪并不是什么汽车芯片都能做 , 它有自己擅长的领域 , 要做到自给自足 , 比亚迪仍然有很长的路要走 。
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曾供职于头部车规级芯片供应商的人士骆凯对AI财经社称 , 比亚迪以做电池起家 , 这是它的长处 。 如今它在电池管理芯片上有所建树 , 在业内打下名声 , 它的电池管理芯片是性价比较好的选择 。 但除了电池系统外 , 其他的汽车芯片比亚迪暂时还无能为力 。
除了电池外 , 比亚迪在IGBT上的投入也让业界注意到了 。
IGBT是一种功率半导体 , 在新能源车上起到“肌肉”的作用 。 它是一种能量转化装置 , 能将电能转化为机械能 。 打个比方 , 当人的手被火烫到后 , 会快速收回 。 在这个过程中发出收手命令的是大脑 , 真正将手收回来的是肌肉 。 IGBT就相当于肌肉 , 而新能源车的大脑是另一个芯片MCU 。
2020年 , 比亚迪半导体启动拆分上市工作 。 随着上市融资进程的展开 , 其在IGBT上的进展也被揭开了面纱 。 公开资料显示 , 比亚迪突破了IGBT的国外垄断 , 是中国唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企 , 在中国车规级IGBT市场占据了18%的份额 。
但骆凯也告诉AI财经社:“比亚迪在IGBT上做到了第5代 , 而国际上的供应商已经做到第8代了 , 差距还是不小的 。 ”
目前国际上能够提供车规级IGBT的企业不过四五家 , 包括英飞凌、西门子半导体、安森美、三菱电机、富士电子等 。 “国内新能源汽车80%采用的IGBT都是英飞凌的 , 少量的采用三菱电机和安森美等 , 很少听说有采用了比亚迪的 。 ”骆凯说 。
手机芯片大部分都可以国产化 , 比如处理器芯片就有华为麒麟和展锐 , 为何长期以来国内在汽车芯片上却几乎处于一片空白?而用在汽车上的芯片究竟难在哪里?
骆凯告诉AI财经社 , 相比消费级芯片 , 比如装在智能手机、个人电脑中的芯片通常以性能论英雄不同 , 用在汽车里的芯片更看重可靠性和安全性 。
这种差异导致 , 前者遵循摩尔定律 , 不断缩小芯片内部电路之间的距离 , 以达到在更小芯片中塞进去更多的晶体管 , 提高运算性能 , 同时提高其工艺制程 , 目前手机芯片已经突破5nm , 向更小制程迈进 。
而后者则更需要芯片的使用寿命更长 , 不是两三年 , 而是十几年 , 再加上车体空间较大的原因 , 对芯片的集成度要求没那么紧迫 , 因此对先进制程的工艺的追求没有那么疯狂 , 汽车里面用的芯片还停留在28nm , 甚至45nm 。 当然 , 随着汽车智能化的发展 , 车规级芯片也在往更高的算力去走 。
因为这种差异 , 车规级芯片是对可靠性要求最高的 , 高于工业级芯片 , 更远远高于消费级芯片 。 比如 , 车载半导体要求能工作的温度是零下40摄氏度到零上175摄氏度 , 寿命为20年 , 不良率仅能有百万分之一 , 而消费级芯片的温度通常是0摄氏度到125摄氏度 , 寿命10年 , 不良率为万分之二 。
这也导致车规级芯片产业化周期漫长 , 一款车规级芯片光是认证可能就需要3到5年时间 。 “所以国内很难看到哪家芯片企业一上来做的就是车规级芯片 , 一般从通用级的芯片开始做 , 之后慢慢做到车规级芯片 。 ”产业链人士周椒称 。
但也并不意味着汽车芯片是铁板一块 。 周椒透露 , 像国内的几家上市公司 , 比如兆易创新、中颖电子的MCU也已经用在车里的一些小的控制单元上 , 只是还未应用在核心控制单元上 。
目前国内汽车芯片在门窗、娱乐、语音导航系统中已经有所建树 , 只是跟安全有关的核心芯片仍然前路漫漫 。
眼下 , 国产芯片能否解决燃眉之急?一些业内人士看来也不成立 。 “国产替代的实质就是清国产厂商的库存 , 清完后也没有产能啊 , 半导体供应链的弹性没有那么大 。 ”一位欧洲半导体大厂人士称 。 而另一个摆在面前的现实问题是 , 对于紧缺的核心元器件MCU(微控制单元)这类产品 , 国内也不可能一下子替代 。
三百六十行 , 为什么汽车行业最缺芯?
汽车行业贡献给科技界最大的管理方式之一是精益生产 , 但成也萧何败也萧何 , 这次汽车行业大范围缺芯与其有相当大关系 。
精益生产原本是由日本丰田汽车提出的 , 目的是避免浪费的现象和降低成本 , 这个体系中就有“零库存”的管理理念 。 在IT行业 , 囤3个月的零部件很正常 , 但汽车分销商马麦琪告诉AI财经社 , 很少会有车厂囤几个月的货以备不时之需 , 汽车厂商没有囤芯片的习惯 。
“车厂压货的话 , 就不用干了 , 除非是像比亚迪这样的是自己造芯片 , 可能会成立一个专门的事业部来做囤货 , 但绝大部分车厂不会去囤货 。 ”他解释 , 车厂为的是将自己的风险降到最低 , 而为其承接风险的正是大陆集团、博世这样的Tier 1汽车零部件厂商 。 通常情况下 , 汽车的销量是可预测的 , 车厂提前12到16周将其预期给到Tier 1厂商 , 由Tier 1与半导体供应商对接产能需求 。
马麦琪称 , 他遇到国内很多车厂的预测很不准确 , 要么过低要么过高 , 而且对半导体产业链缺乏敬畏心 , “他们认为一下单就会有货” 。 这种业内延续下来的习惯 , 也让车企在这次缺芯潮下陷入尴尬 。
一位功率器件代理商表示 , 2020年年初疫情席卷而来时 , 业内普遍预测汽车销售将会迎来一个寒冬期 , 因此将汽车销量下调 , 而芯片供应商担心库存积压 , 减少或取消了原计划2020上半年的订单 , 芯片代工厂将更多产能则倾斜至消费电子和医疗用品上 。
在汽车缺芯大潮中频频出现MCU的身影 。 从事研发工作的人士称 , MCU的通用性比较差 , 属于定制品 , 尤其是对大的车企 , 通常由半导体供应商为其量身定做 。
一般来说 , 车厂对MCU这类元器件会有预期 , 提前4到6个月将订单给到代理商 , 代理商将订单下到供应商 , 供应商再给到台积电这些芯片制造厂组织生产 。 因此如果出现意外情况 , 比如出现一个超出预期的订单的话 , 芯片制造厂不一定能够满足 。
相关数据显示 , 2020年3到4月期间新车销售数量相比前几年平均水平下降了5万余量 , 5到6月期间下降超过8万量 。 但随着疫情得到控制 , 业内没有想到的是 , 下半年轿车的销售就已经开始回暖了 , 到2020年年底 , 则已经回升至2019年同期水平 。
与其同时 , 欧洲启动新能源汽车替代计划 , 而新能源汽车本身就比传统汽车用更多的电子元器件 。 “这些变化始料未及 , 给半导体行业打了一个措手不及 。 ”上述代理商表示 , 应对市场变化 , 芯片厂临时提升产能 , 但这中间就出现了一个时间差 , “我们现在正好处在时间差里面 , 现在这些厂商看到了市场上很强的信号 , 可能就会重新恢复对汽车电子产品的产能 , 缺货问题就能解决 。 ”
马麦琪则表示 , 也不排除有分销商趁着缺货背景进行炒货 , 制造恐慌感 。
炒货在半导体领域并不少见 , 有些分销商在某些时候会放大市场的需求 , 比如上述分销商了解到一家车厂需要1万个MCU , 他会去找日本供应商要1万个MCU , 同时还会找德国供应商、美国供应商各要1万个MCU 。
“东方不亮西方亮 , 只要有一家能生产出来 , 就能解决一些需求 , 但同时他没想到这相当于把一份需求扩大到了三份 , 出现虚假需求 。 ”马麦琪说 。 而这种虚假需求下就可能产生全面出货 , 紧跟着就是全面挤压 , 然后再缺货、再积压 , 循环往复 , 成了一个规律 。 这在行业中也被称为“牛鞭效应” , 指供应链上的一种需求会被变异放大 , 就像手握牛鞭摇一摇 , 鞭子尾部就有大幅震荡一样 。
而目前缺货的行情也正是一次炒货的“良机” 。
此次汽车行业引发的缺芯潮是否会让车企改变供应链模式?牛津经济研究院首席产业经济学家佛曼对媒体表示 , “这次芯片短缺将强化加强供应链弹性的重要性 。 ”而一位分销商对AI财经社称 , 车厂还是会往专业化的方向发展 , 提高效率 , 直接跟晶圆厂打交道去做囤货不会成为主流 , 但是会加深他们对半导体产业链的认识 , 提升与Tier 1合作的默契 。
(应采访者要求 , 文中马麦琪、罗翔、骆凯、周椒均为化名)
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