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谁该为这次全球性的芯片危机背锅?

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  2020 年初,一场突如其来的新冠疫情席卷全球,截止至发稿日,累计造成了超过 9810 万人感染,200 万人死亡,给全人类带来了生命威胁,全球各行各业也均受到了疫情波及,其中芯片更是众多行业领域中的重灾区,需要使用到大量芯片的汽车领域将面临长时间减产甚至停产。

  全球车企接连停产

  虽然从去年下半年开始,芯片短缺就已经成为了一个让车企们感到头疼的问题,但是直到大众汽车因为芯片短缺而停产的消息不胫而走之后,这才引起了人们的广泛关注。

  2020 年 12 月 6 日,大众汽车公开表示,因为半导体芯片供应短缺问题,大众将调整中国、北美,甚至欧洲的汽车产量。这次的芯片短缺将影响到大众旗下众多品牌,其中奥迪截止到 1 月 18 日已经解雇了 1 万名员工,以缓解长期停产给公司带来的压力。

  针对一汽大众因为芯片短缺而大幅减产的消息,大众中国称,目前正在密切关注事态发展,并且在全国范围内优化资源分配,希望在未来几个月中能弥补这一缺口。就在大众扛不住芯片短缺带来的压力一个月之后,其他车企因为芯片短缺而减产停产的势头就再也控制不住了。

  1 月 8 日,福特也宣布了其位于美国肯塔基州的工厂因为芯片短缺被迫停产;同一天,本田也启动了减产方案,将削减思域和雅阁在北美地区的产量。1 月 12 日,广汽丰田因为芯片短缺宣布部分生产线停产。随后,菲亚特克莱斯勒、日产、戴姆勒、斯巴鲁等多家车企都因为半导体芯片短缺纷纷宣布部分工厂被迫停产。

  那么,是什么导致了这次全球性的芯片危机呢?

  谁该为芯片危机背锅?

  其实,在本次芯片危机中紧缺的并不是什么高端芯片,而是成本较为低廉,但在汽车领域应用得相当多的 8 英寸晶圆。当然,8 英寸晶圆并不是汽车芯片的专属,它的应用领域非常广泛,除了汽车领域之外,还涵盖了消费电子、通信、计算、工业等各个领域。

  这些成本低廉并且应用广泛的 8 英寸晶圆对于芯片代工商来说就是个薄利多销的过时玩意儿,盈利能力远不如 12 英寸晶圆,并且生产 8 英寸晶圆的设备早已停产,多数 8 英寸晶圆厂的设备运行时间都已超过十年,大部分设备都过于老旧或者难以修复。  目前很多芯片代工商都已经停止了 8 英寸晶圆的生产销售,转为生产 12 英寸的晶圆。截止到 2019 年,全球还在生产 8 英寸晶圆的工厂已经不足 200 家,所以目前 8 英寸晶圆的现状就是典型的需求大,产能小。

  再加上疫情蔓延,全球车企普遍对 2020 年汽车销量的预估都不乐观,汽车芯片公司大幅削减了给芯片代工商的订单。而消费者们足不出户的生活节奏也导致了全球消费电子领域芯片需求激增,各大芯片代工商为了全力生产消费电子领域所需的芯片,进一步下调了今年汽车芯片的产能。此消彼长之后,汽车芯片的产能自然就出现了大幅下滑。

  大概谁也没想到,2020 年下半年的汽车销量激增,在上半年汽车销量惨淡的情况下,去年全球汽车销量依然达到了 7650 万辆,如此强势的市场复苏姿态让车企和上游产业链都措手不及。

  当汽车制造商希望上游芯片代工商在下半年恢复汽车芯片的产能时,代工商已经将产能分配给了同样芯片供货紧张的消费电子领域,他们根本来不及调整汽车芯片的产能。8 英寸晶圆的产能原本就一直处在供不应求的状态,造车大佬们还错估了这一稀缺物品的需求量,这就是造成本次芯片危机的导火索。

  技术老旧的 8 英寸晶圆的产量受限于生产它的工厂,生产它的工厂产能又受限于日益老化的生产设备,而生产用于制造 8 英寸晶圆的设备早已经停产,除非设备制造商愿意重新生产制造一批随时可能被时代淘汰的 8 英寸晶圆制作设备,并且芯片代工商愿意扩大盈利能力不强的 8 英寸晶圆生产线,要不然这就是相互矛盾的死循环。

  奇怪的属性导致了 8 英寸晶圆的产能和市场需求成为了反比,我想,如果这种现状得不到改变的话,即便是没有经历波及全球的疫情,芯片危机的爆发也都只是时间问题。那么,为什么一个早已经过时的 8 英寸晶圆芯片短缺会给全球汽车产量带来这么大的麻烦呢?我想大概很多人都并没有意识到芯片在汽车这块 “大铁疙瘩”上有着多么举足轻重的地位。

  汽车缺芯,无异于无脑

  早在二十多年前,汽车就进入了电控时代,还记得当初我们在学生时代就学过《汽车电控发动机检测与维修》这门课程。要知道,电能在大多数情况下是不能直接对汽车进行控制的,而是需要通过各种各样的芯片,对汽车发出指令,然后才会采取相应的动作。

  在电控汽车时代,芯片早就成为了汽车的决策大脑以及遍布全车的神经系统。汽车上最基本的驾驶辅助系统和导航系统就需要 50~150 个芯片和传感器来控制。其中,我们所熟知的 ECU(电子控制单元)和 ESP(车身电子稳定系统),就是用目前最为紧缺的 8 英寸晶圆打造而来的。

  ECU 俗称行车电脑,它就像是汽车的核心大脑,发动机、自动变速箱、ABS 防抱死系统、四驱系统、安全气囊、电动座椅等各种我们肉眼可见的配置都是由它在幕后操纵。除了 ECU 这位幕后大佬之外,ESP 车身电子稳定系统在汽车上也有着不容忽视的地位。

  ESP 在提升车辆操控的同时,还能够保障车辆的行车安全性,ABS、EBD、TCS、VDC 等各种安全操控方面的系统都是它的直属小弟。在配置普及方面,就连买发动机送车壳子的全新飞度都全系标配了这玩意儿。

  如果我这样举例,朋友们还不能明白芯片对于汽车的重要性的话,那我就只能旧话重提了:事实上大众汽车正是因为 ECU 和 ESP 的短缺才导致停产停工的,而这两者仅仅是汽车身体里众多芯片中的两种而已。

  在传统燃油汽车的车体内就已经是遍布了数百颗芯片,而一辆普通的新能源汽车上所搭载的芯片价值是传统燃油汽车的一倍之多,在如今高速发展的智能化汽车对芯片的需求量和质量更是高到令人咋舌。

  

  目前,车企们用停产的方式来应对芯片危机,显然是一个无可奈何的办法。那么,芯片短缺的问题到底还将持续多久,需要什么时候才能解决呢?

  芯片危机如何破局?

  面对影响全球的市场空缺,目前以台积电为首的芯片代工巨头都表示要增加对 8 英寸晶圆的投资,将解决汽车芯片的短缺作为它的 “头等要务”,有了行业大佬作表率,一些芯片代工商开始想方设法提升 8 英寸晶圆的产量。

  业界预测,目前因为芯片短缺而造成的车企大规模减产停产预计会在 3 月份得到缓解,并且在 4 月份之后会逐步恢复正常,但是想要完全满足当前的市场需求,并生产出汽车行业所需的优质芯片,至少还需要六个月的时间。

  在这场波及全球的芯片危机中,芯片代工商们已经在竭尽所能地增加 8 英寸晶圆的产能,而国内一些身在局中的汽车厂商们在应对这次危机中也有着令人欣慰的举措。

  比亚迪作为汽车圈中的全能型选手,早在 2009 年就推出了它的第一代 IGBT 技术,在芯片危机爆发之前,比亚迪就已经布局了 IGBT 全产业链。它掌握的芯片设计、晶圆制造、测试、封装等核心技术,打破了国际巨头的技术垄断,成为了中国唯一一家拥有 IGBT 完整产业链的车企。

  比亚迪的 IGBT 技术经历了十数年的发展,目前它的 IGBT4.0 芯片相较于它的友商们损耗降低了 20%,温度循环寿命延长了 10 倍,电流输出能力提升了 15%。比亚迪旗下的新能源车型之所以能够有那么夸张的性能表现以及续航表现,IGBT4.0 芯片居功至伟。

  总结

  在小雷看来,当下的芯片危机就像是一次蝴蝶效应带来的连锁反应,无论是疫情还是行业大佬的误判,都不能算是导致本次汽车芯片危机的根源,汽车芯片危机的根源在于有着 30 岁 “高龄”的 8 英寸晶圆本身,或者说是汽车底层芯片在时代上的脱节。如今即便是所有芯片代工商全部更换为 8 英寸晶圆生产线来应对危机,那也只是治标不治本的无奈之举。

  近些年来,汽车的高速发展就像是一场由外而内的手术,首先变革的是动力系统、智能座舱以及自动驾驶这些高大上的 “表层”,最终 ECU、ESP 这些依然使用着老旧芯片技术的底层系统也终将会被新技术所替代,以另一种全新的姿态出现在消费者面前。全产业链跟随时代进步,这才是芯片危机最好的解法。

  责任编辑:haq

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