網上總說缺芯，關于汽車芯片你了解嗎
zui近在留言區尚書看到一條留言,關于汽車芯片的,看來我們的車主也是非常關心新聞。其實對于汽車芯片斷貨這個話題,從2020年開始受到疫情這個黑天鵝的影響,就沒有停歇過,甚至愈演愈烈。芯片之于汽車産業究競是一種什麽樣的存在?它的缺失,究競會導致車輛上的哪些系統無法制造、哪些功能不能實現?一起跟隨尚書了解一下,關于汽車芯片的問題,或許就能找到答案。
據 Auto Forecast Solutions 統計,截至今年8月9日,全球範圍內因芯片短缺導致的汽車減産已達585萬輛。其中中國市場減産1122萬輛。預計2021年全球汽車減産或將超過700萬輛。而這種影響將持續到明年春天。
汽車芯片從未變得如此重要。
爲什麽會造成這種情況?芯片之于汽車産業究競是一種什麽樣的存在?它的缺失,究競會導致車輛上的哪些系統無法制造、哪些功能不能實現?
汽車上到底需要多少芯片?
按照功能劃分,汽車芯片大致可以分爲三類:di一類負責算力和處理,比如用于自動駕駛感知和融合的A1芯片,用于發動機/底盤/車身控制的傳統 MCU (電子控制單元);第二類負責功率轉換,如1GBT(絕緣柵雙極型晶體管)等功率器件;第三類是傳感類芯片,用于自動駕駛各種雷達,以及氣囊、胎壓檢測等等。而更細化的分類可以分爲八個類別:高性能計算芯片( AI 芯片/ GPU )、微控制器( MCU )、存儲芯片( DRAM / Flash )、 CMOS 圖像傳感芯片、顯示驅動芯片模擬芯片(包括無線通訊的功率放大器、音頻放大器、傳感器等)、功率元器件、傳感芯片(壓力、流量、慣性、濕度、紅外等)。
據測算,平均每輛車搭載半導體約爲1600個,這些半導體器件分布于汽車的各個設備與系統,主導它們協同工作的正是汽車芯片,如邏輯計算芯片、存儲芯片、微控制器 MCU 等。
從應用的角度,汽車上小到胎壓監測系統 TMPS 、攝像頭,大到整車控制器、自動駕駛域控制器,都離不開各式各樣的芯片。可以說汽車的智能化就是芯片的智能化。
傳統汽車的芯片數量大約在500-600個左右,隨著自動駕駛、新能源等功能的增加,現在的芯片數量大約在1000~1200個左右了。而一些以智能爲主打的車型,則需要的芯片數量更多。
據 Strategy Analytics 統計,各級別汽車功能芯片搭載數量都在逐年遞增,目前汽車平均約采用25個功能芯片,一些高端車型已突破100個。而根據博世方面在2019年的預測,如今汽車自動化程度越高,車輛上需要的傳感器就越多,預計在未來五年左右的時間裏,每輛汽車平均使用的傳感器數量或將達到40-60個。
缺芯潮缺的到底是什麽？
從去年開始,缺芯情況就開始出現,甚至愈演愈烈。到底缺的是什麽?
事實上,缺芯潮可以分爲三個階段。
首先發生在2020年12月,彼時大衆集團、馬牌輪胎和博世開始從供應鏈短缺的角度首次發布汽車行業缺芯的情況。當時的主要說法是,由于受疫情影響,帶來供需錯配導致的不平衡,汽車生産所需的汽車芯片,尤其是核心部件發動機 ECU (電子控制單元)和 ESP (車身電子穩定系統)供應短缺,導致全球汽車和零部件生産直接受牽連。
第二階段則是 MCU (微控制單元)芯片的緊缺,這個反映在2月份各個公司的調研報告裏面。
在汽車電子的各個方面,使用了大量的 MCU 單片機。由于1c(微型電子器件)小型化和高頻的需求, MCU 需要40nm以下的制程,大部分1DM(數據複用設備)都把芯片生産外包給台積電( TSMC )等代工廠, TMSC 生産出貨量約占所有汽車MCU70%的市場份額。由于汽車 MCU 芯片的市場也是高度集中的,排名前7位的 MCU 供應商約占需求的98%。
當時的瓶頸是台積電,由于汽車業務僅僅占它3%的總收入,這個瓶頸一時半會沒有解決。隨著各國政府還有車企的幹旋,台積電這塊的瓶頸逐步突破。
在這個階段,車企甚至開始了跨 MCU 平台的准備和切換,這不僅是從一個供應商轉移到另一個供應商的商務流程,還需要同時調整軟件和硬件等技術部分,難度很高,即使這樣車企也克服困難做完了。
目前經曆的則是第三階段,由于東南亞疫情的加劇,以馬來西亞爲中心的某汽車芯片供應商的工廠,繼關廠停産數周後,再次被當地政府要求關閉部分生産線至8月21日。這直接導致了芯片供應的惡化,並且從原先 MCU 擴展到核心芯片也出現缺失。
芯片制造商停産導致了博世的 ESP (車身電子穩定系統)/ IPB (駐車制動器)、 VCU (整車控制單元)、 TCU (變速箱控制單元)等産品的供貨困難,而博世作爲全球zui大的汽車零部件供應商,其底盤和安全部件的供應缺口,對于全球所有的整車企業來說,都産生了重大的打擊。
疫情影響到底有多大？
博世的停産,主要是由于上遊半導體供應商的停擺。那麽芯片的生産流程究競是什麽呢?
芯片的生産流程可以分爲設計、制造和封測三大環節,很多企業其實只參與其中的某一個環節。比如像華爲、高通、聯發科等企業只參與設計環節,台積電、中芯國際等企業只參與制造環節,日月光、長電科技等企業只參與封測環節。
所謂封測包括封裝和測試,封裝是指將生産出來的合格晶圓進行切割、焊線、塑封,再爲通過加裝“外殼”爲芯片提供物理保護並讓芯片電路與外部器件實現電氣連接。而測試顧名思義就是對封裝完畢的芯片成品進行功能和性能測試了。
此前芯片短缺的問題,主要集中在前端産能,所以造成的影響有限。但封測産能限制將影響所有汽車芯片,包括傳感器、電源和分立器件。
封測的基地主要集中在中國、韓國、日本、新加坡、菲律賓、印度尼西亞、泰國、越南和馬來西亞。在這其中,馬來西亞是全球的封測重地。
數據顯示,東南亞地區占金球27%的半導體封測産業份額,而馬來西亞全球占比高達13%。2019年,馬來西亞出口了5695億元人民幣的電子産品及相關零部件,占據了該國當年的外貿出口近40%的份額。
馬來西亞,也是金球芯片的制造重要基地,金球知名的芯片公司如英特爾、英飛淩、意法半導體、思智浦、德州儀器、安森美等超過50家半導體均在馬來西亞設置了半導體制造基地。
封測産能的降低,將導致汽車芯片公司一再拉長本來已經降低了芯片交期。
芯片不能替換嗎?
芯片産能不斷降低,價格卻在不斷提高。此前,特斯拉 CEO 馬斯克在網絡社交媒體中吐槽:“搶芯片就像搶廁紙。
爲什麽不能借機替換國産芯片呢?有專家表示,這個短期內恐怕無法實現。
因爲相比于消費芯片及一般工業芯片,汽車芯片的工作環境更爲惡劣:溫度範圍可寬至-40℃~155℃、高振動、多粉塵、電磁幹擾等。由于涉及人身安金問題,汽車芯片對于可靠性及安全性的要求也更高,一般設計壽命爲15年或20萬公裏。“車規級”芯片需要經過嚴苛的認證流程,包括可靠性標准 AEC -Q100、質量管理標准1So/ TS 16949、功能安全標准IS026262等。
而從産能角度來看,建廠導入設備往往需要2年時間。還需要2~3年時間完成車規認證並進入整車廠供應鏈。從實際效果來看,對眼下的芯片短缺危機緩不濟急。所以車規芯片較難通過新建産能迅速提升供給量,主要還是通過現有産能的供需調配。
不過面對未來,我國正在努力建立起一個完善的汽車芯片産業創新生態,解決我國汽車行業接下來發展中的短板。國內車企以及不少半導體企業已先後入局車規級芯片領域。
曾經有英國媒體表示,一旦中國克服了芯片難題,芯片將變得一文不值。
當紅當自強,長安歐尚逆勢而行
誰都知道,今年以來汽車制造業的頭上掉下來一把達摩克裏斯之劍,芯片的急速短缺讓各家車企直呼“痛”快。沒有芯片汽車生産不出來,市場銷量自然也會有所滑坡,20%、30%地下滑都不是接地氣,有點兒接地府的味道。但是,就在這種情況下2021年1-9月,長安歐尚汽車累計銷量達179301輛,同比增長65.3%,總體居然是同比增長的…有點兒可怕。
2021年9月13日,超感.新運動 sUv 長安歐尚X5第1000o0輛正式下線,僅用時289天就解鎖十萬輛新成就截至目前,長安歐尚X7 PLUS 訂單也已突破25000台,市場表現十分突出。以當紅黑馬態勢實現口碑、市場雙豐收。
尚書點評:
逆流而上?逆勢而行?這都不足以形容長安歐尚汽車在全球整體市場芯片短缺情況下的銷量表現,這只能是因爲長安汽車走的是一條可持續發展道路,對未來市場發展方向有著非常明確的判斷,並且做出了正確的市場反應。同時得益于廠家對于車型生産線的調控,在前期根據整車銷量做出排産,面對芯片問題也是做出合理排産計劃!這也看出長安歐尚汽車的精細化管理!而且隨著國家和國內自主車企的調整發力,我們自主芯片的日子也更加加值得期待。所以各位車友完金不用過于擔心。
（此處已添加小程序，請到懂車帝客戶端查看）