欢迎来到114ic电子网!登录免费注册 加为收藏

汽车缺芯,不缺应对办法

时间:2022-5-11 11:19:00
摘要: 在电动化、智能化、网联化的新趋势背景下,汽车从传统燃油车驶向了新能源汽车高速发展的硬核新时代,芯片的短缺也成了新能源汽车发展的严重阻碍,过去一辆传统燃油车大概需要600颗芯片,而一辆新能源汽车则需要1000-2000颗芯片,下游需求暴涨。

在电动化、智能化、网联化的新趋势背景下,汽车从传统燃油车驶向了新能源汽车高速发展的硬核新时代,芯片的短缺也成了新能源汽车发展的严重阻碍,过去一辆传统燃油车大概需要600颗芯片,而一辆新能源汽车则需要1000-2000颗芯片,下游需求暴涨。

但在上游端,自2020年第四季度以来,疫情、火灾、暴风雪、战争、地缘政治等因素导致车规级芯片供给严重不足,中、日、韩、欧美等地区的多家车厂被迫减产减配,Tier1厂商也面临着成本压力和未来项目份额被削弱等诸多挑战,国产芯片厂商也在积极布局车规芯片领域。总的来说,在缺芯背景下,汽车产业该如何有效应对已经成了整个产业链必须面对的难题。

01半导体汽车缺芯的三个阶段

现在的背景非常明确,欧美、日本、中国等地区的各个汽车厂商全部处于缺芯状态,导致了整个行业都在救急,这次汽车行业的缺芯既是天灾也是人祸,是各种因素叠加的结果。

汽车行业是电动化、智能化、网联化的发展趋势,这个发展趋势使汽车上的半导体含量大幅提升,对芯片的依赖程度也不断提高,也就是说汽车行业对芯片的用量上升了。

在此背景下,PC、智能手机、甚至智能家居,智能穿戴等行业对芯片的需求也在暴涨,供给自然不足,而汽车行业所需要的车规级的芯片常用的8英寸晶圆产能又尤其紧张,这都属于行业趋势发展造成的缺芯。

再加上一些不可抗的因素,如疫情、火灾、地震、战争、地缘政治等,让本来就紧张的芯片产能雪上加霜。

纵观整个时间线,可以看到真正的汽车行业缺芯是从2020年开始的,在2020年的第四季度,新冠疫情爆发导致了各个行业缺芯的开端,而疫情直到现在还在影响着我们。

缺芯的第一个阶段是从2020年的第四季度到2021年的第一季度。其实新冠从2020年初就已经开始,但是对于汽车产能造成的影响在2020年第四季度才爆发出来,到了2021年的第一个季度,又发生了不可抗的天灾,如日本福岛地震、美国德州暴风雪、瑞萨工厂发生火灾等因素导致了缺芯的第一阶段。在这一阶段大家都知道缺芯的情况,但是并没有那么紧张,觉得有可能在灾情过去之后,就可以恢复产能,结束缺芯。

但2021年第三季度,缺芯进入第二阶段,马来西亚、中国台湾发生疫情,马来西亚是半导体芯片封测重镇,70%的芯片都在那里进行封测,而中国台湾的台积电是世界上最大的晶圆厂。因为疫情肆虐,导致缺芯对各行各业造成了严重的影响,中、日、韩、欧美等国家纷纷出台政策,支持芯片产业发展,希望缓解缺芯,但产业的发展是一个缓慢的过程,要恢复产能显然没那么快。

本来很多机构预计,在2022年上半年缺芯会有所缓解,但是因为地缘政治、俄乌战争、上海疫情等因素都在影响中国汽车行业的芯片供给,导致当前我们处于缺芯的第三阶段,从边际效应来看,起码要到2022年下半年,芯片才能有供应上的缓解,也就是说,2022年全年芯片都应该是紧张的。

到了2023年,新增的产能会陆续释放,供需才会基本平衡。这个时间点也是国产芯片行业发展的最好机会,因为芯片的发展也好,还是市场的发展也好,2023年以前它是缺的,这时候能不能获得足够的订单,就看国产厂商能否抓住机会,否则等到大型国际芯片厂商产能释放之后,国产芯片厂商就不一定能顶得住了。

从2020年以来到去年年尾,整个全球汽车减产1000多万辆,降幅到了14.6%,而中国也减产了两百多万辆,现在车企都在做动态的平衡。

另外,需求增长也是一个原因,大家都知道“新三化”是汽车的发展方向,从电动化到智能化要到网联化,这个过程中,智能汽车不断发展,对整个芯片的需求也在加大。“三化”的趋势是不可避免的,对芯片算力的需求、汽车AI智能的需求和更多的信息处理能力都是不可避免的,因此解决缺芯问题刻不容缓。

02 产业宏观角度:

打造国产汽车芯片自主产业链

未来汽车必然是智能网联化的新能源汽车,它体现了汽车的三个创造性的增值属性,可以把它跟工业4.0的4个时代去对应。工业2.0,我们把它对应电动化,电力的发展引发了电气的广泛应用;然后20世纪80年代对应电脑的发展,技术进入信息时代,我们把工业3.0信息时代对应网联化;最后是本世纪的智能技术大发展,智能时代工业4.0对应智能化。通过以上几个技术变革时代的发展,大家看到未来汽车也就是智能网联电动汽车作为一个移动的数据盒子,作为一个智能终端,是汽车技术发展的方向。但是在这一过程中,如果缺芯少魂,哪来汽车的未来?

从“三化”的主线来看,电气化对应能源,其实是能源使用方式的变革,内燃机车变成电动汽车,从一次能源变成二次能源,二次能源的使用会减少排放,能源的来源也更广泛,网联化就是沟通,需要各种通信芯片,智能化对应的是思维,需要更智能化的芯片,而“缺芯少魂”,使得我们对未来汽车的梦想将更晚实现。

对比半导体行业的需求,之前如果说在一些专用领域,如军事、家电、计算机、智能手机、平板电脑等。那么在整个2020-2030年,汽车作为新的智能化的工具,它对半导体的需求将是后面行业发展的主体。

目前,电动车的半导体含量会是燃油车的两倍,而智能车会是传统车的N倍,所以与传统汽车相比,新能源智能汽车用的各类芯片数量都会有显著的提升。

而全球几大汽车半导体企业都在国外,对于中国来说,这也是个问题。因为即使国外的半导体企业增加了产能,也还有地缘政治的问题,那中国就又可能被“卡脖子”,所以从这个危机中,我们可以看到,将汽车芯片的核心技术掌握在自主产业链里面来满足需求,才是首要的问题。这是中国汽车行业百年难得的变革机遇,也是汽车芯片龙头的当务之急,国家近年来也对此发布了若干政策。

从产业角度直面缺芯的问题,最直接的解决方法就是保证供给充足,强化中国汽车芯片产业。我认为有以下几个措施:

第一个是通过下游整车企业对上游汽车半导体企业来持股投资,来打造产业的共生体系。

第二个是上游的汽车芯片企业与下游的整车厂紧密合作,大家共享产品规划来缩短产品落地的周期。

第三个是通过建立产业联盟,加大研发投入,开展联合技术攻关等等解决技术难度问题。

第四个是国家层面的政策和规划。

这些产业规划都很好,都需要从宏观层面以国家、行业的力量去推动。但在微观层面,具体到每个公司,远水解不了近渴,芯片产能的释放是需要时间的,因此我们还要想其他的应对方法,需要另辟蹊径。

03 另辟蹊径:以技术创新应对缺芯

目前汽车主要缺什么芯片呢?主控芯片、功率类的电源芯片、驱动芯片,这三者占现在汽车缺芯的74%,其次是沟通类的通信芯片。

但产业培育总是要一定时间的,那我们在当前时点该怎么去解决这个问题?就是把技术上的问题用技术创新的手段去解决。刚才讲了那么多产业规划使芯片供给充足,这是面对缺芯的最直面的方法,也是开源,但面对缺芯,我们既要开源也要节流。

这里就是我今天想跟大家分享的,也是领世汽车正在做的,在短期不能快速提高产能,满足市场芯片供应的情况下,通过技术创新的方法来解决当前面临的缺芯问题。比如原来用5颗芯片解决的问题,现在能不能用1颗芯片解决?原来很复杂的软件,现在能不能把它改简单?

参考特斯拉,我们可以得到一个启发,那就是把车里面所有的芯片、控制器联系在一起,这些系统软硬件叫做汽车里的电子电气架构,而特斯拉创造性的使用了集中式的电子电气架构,好处是能很明显的减少芯片用量。所以第一,我们认为可以通过集中式的电子电气架构来减少芯片用量,在一定程度上缓解当前缺芯的局面,这也是我们领世汽车当前主推集中式电子电气架构的一个原因。

第二是改写软件,把所有软件功能模块化,降低芯片的需求,使芯片不需要那么复杂。大家都还记得,以前的电脑到现在的电脑发展了很多代,但以前用word和现在用word,以前用PPT和现在用PPT,功能会有很大区别吗?并没有。

因此很多时候,摩尔定律使半导体行业快速发展,但我们并没有效的去使用它的算力和相关的性能,我们使用的功能其实没有变,只是工程师把软件变复杂了,写的没那么简洁了。当然我不是说要回到那个时代,但确实可以在软件上去做一些简化。

第三个是使用分立电路,比如说刚才讲到的缺芯的很大一部分是电源芯片,从2015年以后,整个汽车行业流行用集成式的电源,在那之前汽车电源全部是用分立器件来搭的,当然用集成式的电源有很多好处,第一是能把面积变小,第二是便宜,第三是它有很多集成的功能,但是分立电路就真的不能用吗?在车企没有芯片的时候,与其等着一个短期无法供应的东西,还不如用分立电路去替代。

所以在当前缺芯的情况下,也许可以通过这三个方法在使用端上做文章,在一定程度上缓解缺芯问题。

04 结语

在当前,缺芯固然是一个危机,但是对于国产芯片行业、国产芯片厂商来说,它也是发展的好机会。对于Tier1系统供应商来说,当然也是一个好机会,因为车企都在缺芯的状态下,Tier1企业能拿出一个解决方案,能拿出一个不缺芯的控制器,那么这个Tier1企业对于主机厂的帮助将非常大。

产业上可以做很多宏观的事情,但是从微观的每一个供应商的角度来说,我们确实不能给市场增加芯片,也不能大跃进式的增加产能,解决芯片供应问题,但是我们可以去学会节约式的开发。无论是智能时代、算力时代、数据时代,我们都应该学着由原来的粗犷地使用芯片,使用算力和使用数据,到现在节约式地使用它们。

『本文转载自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除』