车用芯片供不应求 关键元器件推动行业进程
近日,咨询机构AlixPartners发布的一份报告显示,芯片短缺对汽车生产的制约将至少持续至2024年。部分业内机构也表示,现阶段,芯片从订购到交付需要6个月,是正常时间的两倍。
自疫情以来,车规级芯片的供应链受到一定冲击,加之随着新能源汽车正在加速发展,现在平均每辆汽车所需的芯片数量已经达到了1000颗以上,而汽车芯片的种类又较为庞杂,制造一辆新能源车,所需的芯片就包含了功能芯片、主控芯片、功率半导体、传感器,这些关键元器件不仅影响汽车行业的发展,还决定了整个芯片行业能否打破壁垒和国外垄断,推动国产替代向前迈进。
结构性缺芯仍持续
AlixPartners还在报告中预测,到2026年,汽车产业对芯片需求将显著增长,其中,用于电力驱动的模拟芯片需求将增长75%,用于MCU的芯片将增长30%。另外特别提到,芯片制造商却打算在这些领域分别仅增加56%和12%的产能。
从报告中的内容可以看出,芯片生产仍是汽车产业的瓶颈,未来2——4年内,芯片供不应求的情形仍将持续,并且价格上涨最终将拉高汽车的销售价格。
根据市场观察,汽车芯片其实从2020年三季度时就出现短缺,到目前为止,只是从“紧缺”逐步“放缓”,但汽车单车的芯片应用数量要远远超过手机、电脑等消费电子类产品,是此类产品的20——30倍。
麦肯锡发布的最新报告表明,汽车芯片所需的工艺节点主要集中在90nm(含)以上,包括传动系统、VCU等部件都严重依赖于成熟制程,对于制造商而言,90nm(含)以上制程赚得都是“辛苦费”。
这就导致即使是在汽车芯片市场需求火热的环境下,晶圆厂能从中获得的利益并不高,难有投资热情,继而影响汽车芯片的产能。
结合市场相关数据,在去年第四季度和今年第三季度,台积电5nm和7nm合计营收分别占总体的50%、53%,相比之下,90nm制程比重仅仅保持在2%;中芯国际去年全年90nm以下制程营收所占比重接近6成,但90nm(含)以上只占4成左右。
国际文化交流组织(AFS Intercultural Programs)的数据统计,截至10月30日,全球汽车市场因芯片短缺减产量约390.5万辆。预计到今年年底,这一数字可能增至427.85万辆。
但全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树则认为,当前跨国车企的芯片短缺,主要是因为供给不足和产业链不灵活,汽车行业的芯片短缺问题应该会在今年年底得到缓解。
种种迹象表明,汽车芯片已经成为半导体产业需求最旺盛的方向,国内很多厂商也在积极布局中,国产汽车芯片也开始陆续崭露头角。
整体竞争较为激烈
跟随经济发展和能源结构的变化,汽车行业正在加速电动化转型,当燃油车升级为电动汽车,对半导体的需求量也会增加一倍,如果想要使汽车变得更加智能,其需求量可能会有3——4倍甚至更高。
从细分元器件来看,汽车行业需求量最大的依旧是MCU。MCU又称微控制器、单片机,属于功能芯片,可以将CPU、存储器、外围功能等整合在单一芯片上,形成具有控制功能的芯片级计算机,承担设备内多种数据的处理诊断和运算。
车规级MCU是汽车电子的核心元器件,每辆传统汽车平均用到70颗以上MCU,智能汽车单车MCU用量会超过300颗。
目前,国内部分芯片头部企业已经实现自主研发MCU芯片,并取得不小的技术突破,可以为汽车行业提供系列车规MCU芯片产品。
例如,专注于提供高性能、高可靠的车规芯片厂商芯驰科技,其首批高性能MCU“控之芯”E3已经实现正式交付,意味着芯驰科技MCU进入量产时代,可以为行业提供系列车规MCU芯片产品。据介绍,E3系列芯片产品填补国内高端高安全级别车规MCU市场的空白。
同样专注于汽车级芯苏州云途半导体也在MCU技术创新方面取得了新的突破,在华碧实验室协助下,其自主研发的MCU芯片顺利通过了美国汽车电子协会AEC-Q100检测认证,成功实现量产与落地应用。
此外,国内少数自研CPU处理器的公司之一——龙芯,其首款MCU芯片也已经流片成功;比亚迪半导体车规级MCU量产装车也突破1000万颗,且已推出全新车规级8位通用MCU。
根据咨询机构IC Insights的数据,预计2023年全球MCU整体规模将达188亿美元;另据IHS数据统计,近五年中国MCU市场年平均复合增长率(CAGR)为7.2%,是同期全球MCU市场增长率的4倍。
相信随着汽车智能化、网联化的深度发展,各应用场景对于新功能需求越来越多,整车需要更多的MCU来控制各个功能节点,这对于国内相关企业来说,也是一次迸发的良机。