一文看懂汽车芯片为何紧缺

电子发烧友报道（文/黄山明）近段时间，由于缺少芯片，不少汽车大厂宣布，将减少或停止工厂生产，如美国福特汽车便宣布从1月18日至2月19日关闭骑在德国萨尔路易斯的工厂，而奥迪执行长社斯曼也在近期表示，奥迪因生产减缓已经让超过1万名员工放无薪假；而奥迪母公司大众在此前便公开表示，芯片短缺将导致第一季度汽车产量缩减10万辆。此外，通用、本田、丰田、日产等车企，都宣布将减产或调整生产。
 

 
汽车芯片真的陷入到了紧缺状态吗？
 
据笔者近期前往4S调研询问的结果可以发现，许多车型已经暂停销售，或者交货周期拉长的情况。从市场反馈情况来看，的确由于众多汽车大厂暂停生产，让门店陷入了缺货的状态。
 
据统计，2021年1月份，包括福特、大众、奥迪、通用、丰田、日产、本田等品牌，都在积极调整全球范围内的工厂生产节奏。预计在今年的第一季度，这种状态也将成为全球汽车市场的常态。并且受此影响，预计全球汽车市场综合产能将减少150万辆。那么汽车缺货的主要原因就是芯片吗？
 
当前汽车电子产业链中包括汽车半导体芯片及元器件厂商（Tier2、Tier3），零部件集成厂商（Tier1）以及整车制造厂商（OEM）等，其中Tier2与Tier3位于上游，Tier1处于中游，而OEM则在整个产业链的下游。
 
如果芯片稀缺，会导致Tier1众多器件无法生产，致使下游整机厂无法得到足够的零件进行整车生产，最终减产甚至停产。由于整车对于安全性及可靠性要求较高，因此一旦芯片稀缺导致零部件供应短缺，整车厂商很难在短时间内提供可替代的方案，只能协调各方，尽快满足供应。如果要更换零部件设计，如主控方案的话，则需要新的软硬件设计，同时进行一系列DV、EMC实验验证，成本较高。
 
电子发烧友记者了解到，目前市场上欧美品牌芯片出现了供货短缺的情况；而且情况较为严重。在汽车电子领域，恩智浦和英飞凌作为主要的芯片厂商，其产品均出现了一定的供货中断问题。汽车芯片厂商的供应短缺影响到了国内的汽车电子零部件的生产制造。
 
福特汽车在印度的发言人也在公开场合表示，半导体芯片短缺是一个严重的问题，福特团队正在努力解决供应链问题。该发言人还补充道，半导体短缺将影响福特在印度的业务，使得福特汽车在印度市场的产量及出口量下降50%。
 
芯片为什么会缺少？
 
过去汽车行业中缺少芯片导致减产的情况也有发生，但如此大规模、覆盖范围如此之广的停产实属罕见。这时候需要深入了解一个问题，那就是提供给汽车生产的芯片为什么会紧缺？
 
今年上半年全球爆发了新冠疫情这只黑天鹅，导致许多地区停止社会活动，工厂停产，工人停工。因此2020年上半年不仅是汽车行业，大部分行业都受到了严重的冲击，需求下降。而随着2020年下半年，中国地区逐渐控制住疫情，市场需求逐渐回暖，但海外疫情尚未得到控制。全球芯片组装厂复苏进度不如预期，芯片供应紧张的状态愈加凸显。
 
前段时间8寸晶圆紧缺导致市场中不少元器件纷纷涨价，包括MOSFET、电源IC、MCU等，而一辆普通汽车大概需要50到150个芯片，其中不少芯片材料便是8寸晶圆。而在下半年，消费电子、工业市场等需求迅速回暖，也加速了8寸晶圆供应的紧张。
 
芯旺微FAE部经理卢恒洋表示，5G、无线射频、GPU以及如苹果骁龙等高端处理器的集中量产；导致全球8英寸产能需求突增，进而产能紧张。
 
此外，据业内人士透露，在此次缺货潮中，不少终端企业按照以往数倍的采购量进行恐慌性下单，导致芯片制造企业也慌忙的从晶圆厂抢占产能。过去可能某些企业缺货，加钱就能买到产品，但如今基本所有采购企业都在加钱，大家又回到了同一起点。
 
而在消费电子领域，由于华为被制裁的缘故，许多同行也在争抢华为退出后所留下的份额，这些厂商是按照华为本身出货量来备货的，如果后期发现市场并没有那么大，可能在半年后出现手机、电脑或其他产品的砍单。
 
而在2020年9月底，日本芯片厂商AKM唯一晶圆厂严重失火，导致车载音频IC（DSP、音频ADC/DAC等）紧缺，短期内也难以替换，部分型号市场价格暴涨22倍。11月NXP、瑞萨等厂商相继发布涨价函，覆盖MCU、音频DSP、CAN等。
 
不仅是企业在努力囤货，不少中间分销商也在积极备货，想要在此轮利好行情中大赚一笔。以分销商代表艾睿电子为例，股价从2020年6月份的70美元上涨至最新的106美元，涨幅达到50%以上；安富利从2020年6月份的25美元，涨至40美元，涨幅达60%。可见在这轮涨价潮中，也利好了诸多分销商，中间商的囤货情绪高涨，也加大了汽车芯片的缺口。
 
芯片之外的原因
 
缺少芯片让不少汽车原厂停止生产，甚至开始给员工放无薪假。表面上来看非常合理，但与燃油车停产不同的是，新能源汽车销量正在屡创新高，要知道一辆电动汽车的半导体使用量是一辆燃油车的两倍。
 
从欧盟汽车制造商协会公布的数据显示，2020年全年，欧盟新乘用车登记量下降23.7%至994万辆，创下自1990年以来的最大降幅。而欧盟27个成员国的新乘用车登记量跌幅均超过两位数，欧盟汽车制造商协会表示，新冠肺炎疫情以及“禁足令”、“停工令”等相关限制措施，对整个欧盟的汽车销售产生了前所未有的影响。
 
新能源车销量在欧盟逆势上扬，2020年德国电动汽车销量同比增长近3倍；法国纯电动汽车市场份额上升4.8%；挪威全年电动汽车销量占新车总销量的54%。据普华永道旗下资讯机构思略特发布的全球新能源汽车市场研究报告显示，到2035年，欧洲市场新能源汽车的销售占比将达到汽车总销量的67%。
 
合理推断，在如今芯片缺货的情况下，厂商将调整燃油车的出货量，将相关半导体元器件供应给电动汽车进行生产。这不仅是外界的客观原因，也是厂商自己的顺势而为。
 
芯片缺货情况何时解决？怎么解决？
 
电子发烧友为此对NXP、瑞萨、安世半导体等大厂发去了问询，但均表示无法给出准确的答复。不过从业内人士普遍判断来看，此次的芯片短缺将影响至今年的第二季度，悲观预计也许今年全年都将受到波及。
 
芯旺微预计此次缺货会持续到2021年的Q3；本次缺货的影响较大，几乎是全球范围内的用户均受到了严重影响。
 
同时，想要解决芯片缺货现状，只能从源头入手。如NXP、ST台积电为主的晶圆代工厂进行芯片生产，而台积电也在近期表示将会继续扩产，帮助全球解决汽车芯片短缺问题，但一两家厂商的扩产对于问题的解决有限。
 
另一方面，国内汽车企业寄希望于海外的芯片厂提供足量芯片，可能将不得不考虑存在更多风险。由于海外疫情控制仍不明朗，此次芯片短缺很大程度的原因就是由于疫情导致工厂停工，而再次由于疫情缘故停工是有较大可能性的，如村田便在短短1一个月时间通报了8次员工染疫情况，对MLCC生产造成重大影响。
 
在此情况下，不论主观的爱国情绪，单从商业角度来看，国产替代也将成为不得不考虑的重要一环。如芯旺微电子的车规级MCU产品线两大系列KF8A和KF32A，均已通过AEC-Q100品质认证，在汽车电子领域实现了从8位到32位的广泛覆盖，可应用于车身控制、汽车电源与电机、汽车照明和智能座舱等场景中。
 
芯海科技的CSA37F62高性能信号链MCU芯片，已经通过了AEC-Q100认证，继承了高性能放大器及高精度的ADC，可以应用到各类压力测量，如座椅压力、按键压力等。还有纳芯微的MEMS传感器芯片等，在2016年便在汽车市场上实现了量产出货，2017年更进一步推出了电容式压力传感器调理芯片。
 
还有许多国内相关汽车芯片厂商，在面临缺芯涨价的局面下，这些企业也可以进入到国内的供应链中获得一个难得的试错机会。
 
不过，汽车中半导体元器件数量达到上万个，仅仅解决其中几个还无法真正完成汽车的国产替代，未来的路任重道远。国家新能源汽车技术创新中心总经理原诚寅在近日表示，由于错误地预测市场需求导致的订单错误、新冠肺炎导致的工厂停产等短期因素将自然得到解决。
 
相反，中国对电动汽车不断增长的需求、国内技术知识的缺乏以及持续的地缘政治紧张局势，将成为更为严重的问题。
 

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