网上总说缺芯，关于汽车芯片你了解吗
zui近在留言区尚书看到一条留言,关于汽车芯片的,看来我们的车主也是非常关心新闻。其实对于汽车芯片断货这个话题,从2020年开始受到疫情这个黑天鹅的影响,就没有停歇过,甚至愈演愈烈。芯片之于汽车产业究竞是一种什么样的存在?它的缺失,究竞会导致车辆上的哪些系统无法制造、哪些功能不能实现?一起跟随尚书了解一下,关于汽车芯片的问题,或许就能找到答案。
据 Auto Forecast Solutions 统计,截至今年8月9日,全球范围内因芯片短缺导致的汽车减产已达585万辆。其中中国市场减产1122万辆。预计2021年全球汽车减产或将超过700万辆。而这种影响将持续到明年春天。
汽车芯片从未变得如此重要。
为什么会造成这种情况?芯片之于汽车产业究竞是一种什么样的存在?它的缺失,究竞会导致车辆上的哪些系统无法制造、哪些功能不能实现?
汽车上到底需要多少芯片?
按照功能划分,汽车芯片大致可以分为三类:di一类负责算力和处理,比如用于自动驾驶感知和融合的A1芯片,用于发动机/底盘/车身控制的传统 MCU (电子控制单元);第二类负责功率转换,如1GBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件;第三类是传感类芯片,用于自动驾驶各种雷达,以及气囊、胎压检测等等。而更细化的分类可以分为八个类别:高性能计算芯片( AI 芯片/ GPU )、微控制器( MCU )、存储芯片( DRAM / Flash )、 CMOS 图像传感芯片、显示驱动芯片模拟芯片(包括无线通讯的功率放大器、音频放大器、传感器等)、功率元器件、传感芯片(压力、流量、惯性、湿度、红外等)。
据测算,平均每辆车搭载半导体约为1600个,这些半导体器件分布于汽车的各个设备与系统,主导它们协同工作的正是汽车芯片,如逻辑计算芯片、存储芯片、微控制器 MCU 等。
从应用的角度,汽车上小到胎压监测系统 TMPS 、摄像头,大到整车控制器、自动驾驶域控制器,都离不开各式各样的芯片。可以说汽车的智能化就是芯片的智能化。
传统汽车的芯片数量大约在500-600个左右,随着自动驾驶、新能源等功能的增加,现在的芯片数量大约在1000~1200个左右了。而一些以智能为主打的车型,则需要的芯片数量更多。
据 Strategy Analytics 统计,各级别汽车功能芯片搭載数量都在逐年递增,目前汽车平均约采用25个功能芯片,一些高端车型已突破100个。而根据博世方面在2019年的预测,如今汽车自动化程度越高,车辆上需要的传感器就越多,预计在未来五年左右的时间里,每辆汽车平均使用的传感器数量或将达到40-60个。
缺芯潮缺的到底是什么？
从去年开始,缺芯情况就开始出现,甚至愈演愈烈。到底缺的是什么?
事实上,缺芯潮可以分为三个阶段。
首先发生在2020年12月,彼时大众集团、马牌轮胎和博世开始从供应链短缺的角度首次发布汽车行业缺芯的情况。当时的主要说法是,由于受疫情影响,带来供需错配导致的不平衡,汽车生产所需的汽车芯片,尤其是核心部件发动机 ECU (电子控制单元)和 ESP (车身电子稳定系统)供应短缺,导致全球汽车和零部件生产直接受牵连。
第二阶段则是 MCU (微控制单元)芯片的紧缺,这个反映在2月份各个公司的调研报告里面。
在汽车电子的各个方面,使用了大量的 MCU 单片机。由于1c(微型电子器件)小型化和高频的需求, MCU 需要40nm以下的制程,大部分1DM(数据复用设备)都把芯片生产外包给台积电( TSMC )等代工厂, TMSC 生产出货量约占所有汽车MCU70%的市场份额。由于汽车 MCU 芯片的市场也是高度集中的,排名前7位的 MCU 供应商约占需求的98%。
当时的瓶颈是台积电,由于汽车业务仅仅占它3%的总收入,这个瓶颈一时半会没有解决。随着各国政府还有车企的幹旋,台积电这块的瓶颈逐步突破。
在这个阶段,车企甚至开始了跨 MCU 平台的准备和切换,这不仅是从一个供应商转移到另一个供应商的商务流程,还需要同时调整软件和硬件等技术部分,难度很高,即使这样车企也克服困难做完了。
目前经历的则是第三阶段,由于东南亚疫情的加剧,以马来西亚为中心的某汽车芯片供应商的工厂,继关厂停产数周后,再次被当地政府要求关闭部分生产线至8月21日。这直接导致了芯片供应的恶化,并且从原先 MCU 扩展到核心芯片也出现缺失。
芯片制造商停产导致了博世的 ESP (车身电子稳定系统)/ IPB (驻车制动器)、 VCU (整车控制单元)、 TCU (变速箱控制单元)等产品的供货困难,而博世作为全球zui大的汽车零部件供应商,其底盘和安全部件的供应缺口,对于全球所有的整车企业来说,都产生了重大的打击。
疫情影响到底有多大？
博世的停产,主要是由于上游半导体供应商的停摆。那么芯片的生产流程究竞是什么呢?
芯片的生产流程可以分为设计、制造和封测三大环节,很多企业其实只参与其中的某一个环节。比如像华为、高通、联发科等企业只参与设计环节,台积电、中芯国际等企业只参与制造环节,日月光、长电科技等企业只参与封测环节。
所谓封测包括封装和测试,封装是指将生产出来的合格晶圓进行切割、焊线、塑封,再为通过加装“外壳”为芯片提供物理保护并让芯片电路与外部器件实现电气连接。而测试顾名思义就是对封装完毕的芯片成品进行功能和性能测试了。
此前芯片短缺的问题,主要集中在前端产能,所以造成的影响有限。但封测产能限制将影响所有汽车芯片,包括传感器、电源和分立器件。
封测的基地主要集中在中国、韩国、日本、新加坡、菲律宾、印度尼西亚、泰国、越南和马来西亚。在这其中,马来西亚是全球的封测重地。
数据显示,东南亚地区占金球27%的半导体封测产业份额,而马来西亚全球占比高达13%。2019年,马来西亚出口了5695亿元人民币的电子产品及相关零部件,占据了该国当年的外贸出口近40%的份额。
马来西亚,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尔、英飞凌、意法半导体、思智浦、德州仪器、安森美等超过50家半导体均在马来西亚设置了半导体制造基地。
封测产能的降低,将导致汽车芯片公司一再拉长本来已经降低了芯片交期。
芯片不能替換吗?
芯片产能不断降低,价格却在不断提高。此前,特斯拉 CEO 马斯克在网络社交媒体中吐槽:“抢芯片就像抢厕纸。
为什么不能借机替换国产芯片呢?有专家表示,这个短期内恐怕无法实现。
因为相比于消费芯片及一般工业芯片,汽车芯片的工作环境更为恶劣:温度范围可宽至-40℃~155℃、高振动、多粉尘、电磁干扰等。由于涉及人身安金问题,汽车芯片对于可靠性及安全性的要求也更高,一般设计寿命为15年或20万公里。“车规级”芯片需要经过严苛的认证流程,包括可靠性标准 AEC -Q100、质量管理标准1So/ TS 16949、功能安全标准IS026262等。
而从产能角度来看,建厂导入设备往往需要2年时间。还需要2~3年时间完成车规认证并进入整车厂供应链。从实际效果来看,对眼下的芯片短缺危机缓不济急。所以车规芯片较难通过新建产能迅速提升供给量,主要还是通过现有产能的供需调配。
不过面对未来,我国正在努力建立起一个完善的汽车芯片产业创新生态,解决我国汽车行业接下来发展中的短板。国内车企以及不少半导体企业已先后入局车规级芯片领域。
曾经有英国媒体表示,一旦中国克服了芯片难题,芯片将变得一文不值。
当红当自强,长安欧尚逆势而行
谁都知道,今年以来汽车制造业的头上掉下来一把达摩克里斯之剑,芯片的急速短缺让各家车企直呼“痛”快。没有芯片汽车生产不出来,市场销量自然也会有所滑坡,20%、30%地下滑都不是接地气,有点儿接地府的味道。但是,就在这种情况下2021年1-9月,长安欧尚汽车累计销量达179301辆,同比增长65.3%,总体居然是同比增长的…有点儿可怕。
2021年9月13日,超感.新运动 sUv 长安欧尚X5第1000o0辆正式下线,仅用时289天就解锁十万辆新成就截至目前,长安欧尚X7 PLUS 订单也已突破25000台,市场表现十分突出。以当红黑马态势实现口碑、市场双丰收。
尚书点评:
逆流而上?逆势而行?这都不足以形容长安欧尚汽车在全球整体市场芯片短缺情况下的销量表现,这只能是因为长安汽车走的是一条可持续发展道路,对未来市场发展方向有着非常明确的判断,并且做出了正确的市场反应。同时得益于厂家对于车型生产线的调控,在前期根据整车销量做出排产,面对芯片问题也是做出合理排产计划!这也看出长安欧尚汽车的精细化管理!而且随着国家和国内自主车企的调整发力,我们自主芯片的日子也更加加值得期待。所以各位车友完金不用过于担心。
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