汽車芯片短缺背后的原因分析

疫情影響下，全球芯片供應(yīng)商迎來短缺潮，汽車行業(yè)也受到波及，12月6日周日，央視財(cái)經(jīng)的報(bào)道提到，大眾中國已經(jīng)因?yàn)殛P(guān)鍵零部件芯片短缺而面臨生產(chǎn)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。

長城證券汽車行業(yè)首席分析師孫志東在接受央視采訪時(shí)稱，目前主要是博世和大陸的ESP芯片比較緊缺，但主要采用日本電裝芯片的豐田和本田，目前還沒有聽說類似的情況。

據(jù)央視和其他媒體報(bào)道，在此次芯片短缺中，德系車企受影響最大。

華夏時(shí)報(bào)援引部分行業(yè)自媒體的信源稱，受到芯片供應(yīng)不足的影響，南北大眾開始停產(chǎn)。其中，一汽-大眾自12月初起已經(jīng)進(jìn)入停產(chǎn)狀態(tài)，而上汽大眾于12月4日開始停產(chǎn)。

大眾中國方面表示，新冠疫情所帶來的不確定性影響到了一些特定汽車電子元件的芯片供應(yīng)。而中國市場(chǎng)的全面復(fù)蘇也進(jìn)一步推動(dòng)了需求增長，使得情況更加嚴(yán)峻，導(dǎo)致一些汽車生產(chǎn)面臨中斷的風(fēng)險(xiǎn)。大眾集團(tuán)（中國）正在密切關(guān)注事態(tài)發(fā)展，也已經(jīng)和總部、相關(guān)供應(yīng)商展開協(xié)調(diào)工作，積極采取應(yīng)對(duì)措施。目前，相關(guān)車輛的客戶交付沒有受到影響。

一汽-大眾相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，電子元件芯片確實(shí)供應(yīng)數(shù)量出點(diǎn)問題，但沒有部分媒體說的那么嚴(yán)重，目前大眾中國方面統(tǒng)一在協(xié)調(diào)供應(yīng)商的資源，目前沒有影響到正常的交付。

除南北大眾外，其它合資品牌也面臨著同樣的問題。華夏時(shí)報(bào)援引某接近廣汽本田知情人士的話說：

目前廣汽本田因?yàn)樾酒?yīng)不足導(dǎo)致部分車型生產(chǎn)受限。

華西證券認(rèn)為，當(dāng)前芯片產(chǎn)能不足引發(fā)的整車廠生產(chǎn)承壓，其原因分三個(gè)層次：

車企對(duì)全年車市景氣度回升的估計(jì)不足，導(dǎo)致需提早半年至一年做產(chǎn)能規(guī)劃的晶圓芯片上游企業(yè)無法及時(shí)調(diào)整增加產(chǎn)能，這是直接原因。

電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展使整車對(duì)主控芯片及功率半導(dǎo)體的需求快速增長，同時(shí)消費(fèi)電子、工業(yè)、通信等其他領(lǐng)域也伴隨5G的應(yīng)用普及，不斷向智能化發(fā)展，也產(chǎn)生了大量對(duì)相關(guān)芯片的需求，擠占了車規(guī)芯片的產(chǎn)能空間。

國內(nèi)企業(yè)還需要逐漸進(jìn)入并掌握芯片晶圓供應(yīng)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以增加全球芯片晶圓產(chǎn)能分配時(shí)的話語權(quán)，匹配國內(nèi)市場(chǎng)快速發(fā)展的需要。

01 汽車芯片短缺的背后：國產(chǎn)化率不夠高

汽車芯片國產(chǎn)率不夠高，是造成目前汽車芯片短缺的背后深層次原因。

央視的報(bào)道稱，我國車規(guī)級(jí)MCU芯片在去年的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到21.1億美元，預(yù)計(jì)五年后將達(dá)到32.9億美元。

不過，目前車規(guī)級(jí)MCU芯片國產(chǎn)化率還不足5%，近期國外MCU出貨價(jià)普遍上漲10%至30%，有的甚至上漲一倍左右。

芯謀研究首席分析師顧文軍在接受央視財(cái)經(jīng)采訪時(shí)稱：

汽車芯片的驗(yàn)證周期非常非常長。

因?yàn)閷?duì)汽車芯片來講，重要的并不是價(jià)格，而是其可靠性、車規(guī)級(jí)的認(rèn)證。這些都是需要很多年的。所以說短期來講，國內(nèi)是很難有解決方案的。

央視新聞援引分析人士的話說，目前國內(nèi)汽車企業(yè)還是要和國際主流的汽車芯片供應(yīng)商建立緊密的聯(lián)系，盡快達(dá)到更多的產(chǎn)能，來解決供應(yīng)不足的問題。

02 汽車芯片是什么？

對(duì)很多投資者來說，汽車芯片的概念可能不如手機(jī)芯片、電腦芯片這樣耳熟能詳。

車用主要芯片可簡單劃分為主控芯片、功率芯片以及其他傳感器類芯片。

1）主控芯片MCU（Micro Controller Unit）。MCU將CPU、存儲(chǔ)器都集成在同一塊芯片上，形成芯片級(jí)計(jì)算機(jī)，其可作為汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算和處理的核心。發(fā)動(dòng)機(jī)電噴控制器ECM（Engine Control Module）、自動(dòng)變速箱TCU（Transmission Control Unit）、車身控制器BCM（Body Control Module）等一系列汽車電子系統(tǒng)都需要MCU作為主控芯片，負(fù)責(zé)運(yùn)算控制功能實(shí)現(xiàn)。

2）功率芯片IGBT（絕緣柵雙極晶體管）及Mosfet（金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）。功率芯片是電控能量管理的核心部件，負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)直、交流電的轉(zhuǎn)換，承擔(dān)高、低壓轉(zhuǎn)換。

在傳統(tǒng)燃油車上已經(jīng)有所運(yùn)用（如點(diǎn)火線圈的高壓控制），在混動(dòng)或純電車型上，更是影響著電機(jī)的最大輸出功率和扭矩。

3）其他傳感器類芯片：電噴系統(tǒng)傳感器（氧傳感器、進(jìn)氣壓力溫度傳感器、爆震傳感器、位置傳感器等等）和智能傳感器（CMOS圖像傳感器、掃描傳感器、電流電壓傳感器等）。

上游主控芯片的缺貨導(dǎo)致ECM控制器零部件供應(yīng)不足，這是造成車企生產(chǎn)端承壓的直接原因。ESP及ECO功能的控制功能一般集成在發(fā)動(dòng)機(jī)ECM控制器中。博世及大陸因?yàn)橹骺匦酒瑐湄洸蛔銓?dǎo)致ECM控制器生產(chǎn)供應(yīng)受限，進(jìn)而影響到博世、大陸的眾多整車客戶。

1）車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP（Electronic Stability Program）。ESP系統(tǒng)的輸入端接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)（計(jì)算輪速）、制動(dòng)開關(guān)信號(hào)、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)，以及制動(dòng)主缸壓力、橫擺及加速度信號(hào)燈。 在判斷出駕駛員意圖和車輛行駛狀態(tài)后，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整，干預(yù)糾正車輛過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足，確保車輛操縱的穩(wěn)定性。

2）節(jié)能模式ECO即Ecology（生態(tài)）、Conservation（節(jié)能）和Optimization（優(yōu)化）。ECO主要指燃油車系統(tǒng)在12V起停電機(jī)的輔助下實(shí)現(xiàn)：等停車等紅燈時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火節(jié)油，下坡或松油門時(shí)發(fā)電儲(chǔ)能，上坡或者加油門時(shí)電機(jī)助力——綜合達(dá)成節(jié)油效果。

03 年初車企對(duì)行業(yè)恢復(fù)估計(jì)不足

華西證券認(rèn)為，年初車企對(duì)全年市場(chǎng)景氣度回升的估計(jì)不足是導(dǎo)致上游芯片產(chǎn)能不足的直接原因：

今年上半年受疫情及19年以來車市下行周期的影響，車企在年初對(duì)全年產(chǎn)銷目標(biāo)的預(yù)期都不同程度做了相應(yīng)下調(diào)。

2月車市銷量及經(jīng)銷商庫存系數(shù)的表現(xiàn)也反映出市場(chǎng)的低迷。

但是3月之后，整車銷量逐步回升，經(jīng)銷商庫存系數(shù)逐漸回歸到合理區(qū)間，整車廠供給質(zhì)變撬動(dòng)需求：五菱MINI EV，長安UNI-T，比亞迪漢及新唐DM，等一系列中高端車型逐漸獲得市場(chǎng)認(rèn)可，眾多車企進(jìn)入順產(chǎn)品周期通道。

這個(gè)過程中疊加年中的新能源汽車下鄉(xiāng)，以及年末的汽車下鄉(xiāng)等一系列政策助力，致使下半年的市場(chǎng)表現(xiàn)普遍超出車企預(yù)期。

此外，從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來看，車企的估計(jì)不足，造成上游企業(yè)的供應(yīng)吃緊：

上半年車企對(duì)全年車市景氣度回升估計(jì)不足導(dǎo)致年末芯片產(chǎn)能吃緊。

上游芯片晶圓供應(yīng)商往往處于Tier2的角色，他們將芯片供應(yīng)給博世、大陸等Tier1供應(yīng)商，Tier1生產(chǎn)出完整的控制器后再交付給車企。

由于產(chǎn)業(yè)鏈較長，且一條芯片晶圓產(chǎn)線的投資往往是上10億元的規(guī)模，所以芯片晶圓這類上游廠商需要提前半年來規(guī)劃產(chǎn)能。

當(dāng)前出現(xiàn)的芯片產(chǎn)能不足，可 能是上半年車企受市場(chǎng)環(huán)境影響，對(duì)下半年車市回暖估計(jì)不足，產(chǎn)能規(guī)劃偏保守所致。

04 8英寸晶圓緊俏導(dǎo)致汽車芯片產(chǎn)能受限

從供應(yīng)側(cè)來看，華西證券認(rèn)為，8英寸晶圓緊俏導(dǎo)致汽車芯片產(chǎn)能受限。

8英寸晶圓產(chǎn)線產(chǎn)能緊俏。當(dāng)前上游芯片晶圓產(chǎn)線正在由8英寸（200mm）向12英寸（300mm）產(chǎn)線過渡階段。

8英寸晶圓產(chǎn)線相比12英寸晶圓產(chǎn)線，是上一代產(chǎn)線，制程相對(duì)落后，其產(chǎn)線數(shù)量在2007年達(dá)到峰值199條。但當(dāng)前受益于居家辦公及5G趨勢(shì)的帶動(dòng)，多數(shù)芯片公司都將2021年8英寸晶圓的價(jià)格提高了20%-40%。2018年開始，8英寸晶圓產(chǎn)能出現(xiàn)緊缺的情況，主要是手機(jī)端多攝像頭趨勢(shì)帶動(dòng)CMOS圖像傳感器需求提升，指紋解鎖普及帶動(dòng)的指紋識(shí)別芯片需求提升。

而到了今年，5G手機(jī)、汽車及物聯(lián)網(wǎng)需求開始快速增長，帶動(dòng)功率、電源管理、功率器件等需求大增，這使上游芯片晶圓產(chǎn)能更加吃緊，沒有靈活調(diào)整的余地，持續(xù)滿產(chǎn)能運(yùn)轉(zhuǎn)。

國內(nèi)對(duì)功率半導(dǎo)體應(yīng)用需求強(qiáng)烈，卻不掌握供應(yīng)鏈。

當(dāng)前國內(nèi)汽車電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的趨勢(shì)衍生出對(duì)功率半導(dǎo)體的大量需求，并且這種需求不單體現(xiàn)在汽車領(lǐng)域，在工業(yè)電源應(yīng)用、消費(fèi)電子、電力、通信及其他領(lǐng)域也存在著大量需求。這種情勢(shì)將更加加劇汽車行業(yè)對(duì)功率半導(dǎo)體應(yīng)用需求的緊缺。而更加重要的是，全球功率半導(dǎo)體供應(yīng)鏈幾乎全部掌握在英飛凌、安森美、意法等國際廠商手中。國內(nèi)企業(yè)在全球功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的缺失也將使汽車行業(yè)在芯片產(chǎn)能分配中缺失話語權(quán)。

未來8英寸晶圓產(chǎn)線將增加，逐步緩解芯片產(chǎn)能問題。根據(jù)SEMI的預(yù)測(cè)，到2022年，全球8英寸（200mm）晶圓制造廠的總產(chǎn)能可以達(dá)到每月650萬片晶圓。這主要原因就是晶圓龍頭廠家如臺(tái)積電等看到了隨著智能手機(jī)的升級(jí)、人工智能、5G、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，指紋、電源管理等智能芯片應(yīng)用需求不斷增長，將開始逐漸重新布局8英寸晶圓廠的建設(shè)。
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