汽車芯片為何緊缺?

IHS發(fā)布了一份有關(guān)汽車芯片短缺的白皮書《Managing the 2021 automotive chip famine 》在沒有考慮Texas停電和日本地震的情況下，認(rèn)為芯片短缺會(huì)導(dǎo)致2021年Q1全球減產(chǎn)100萬(wàn)臺(tái)汽車，短缺現(xiàn)象會(huì)持續(xù)到Q3。在這里有一些比較有價(jià)值的調(diào)查，我覺得摘錄出來值得看一下。

IHS的總體判斷

從2020年底，伴隨著年底的需求高峰，汽車半導(dǎo)體供應(yīng)鏈出現(xiàn)了中斷，主要的原因還是汽車行業(yè)出現(xiàn)了需求中斷后復(fù)蘇，這個(gè)過程正好和消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求的增加，兩者的需求在復(fù)蘇周期發(fā)生了沖突。

根據(jù)IHS的調(diào)研，短缺的部件后續(xù)和MCU有很大的關(guān)系，由于MCU適用于所有的域， 由于IC小型化和高頻的需求，MCU需要40 nm以下的制程，大部分IDM都把芯片生產(chǎn)外包給臺(tái)積電（TSMC）等代工廠，目前TMSC生產(chǎn)出貨的所有汽車MCU的約70％的市場(chǎng)份額。

目前從全球來看，汽車MCU芯片的市場(chǎng)也是高度集中的，排名前7位的MCU供應(yīng)商約占需求的98％，只有極少數(shù)——如意法半導(dǎo)體——保持了較高的垂直整合水平。

臺(tái)積電從2020年開始就存在產(chǎn)能限制了，汽車業(yè)務(wù)僅僅占它的3%的總收入，目前看來雖然臺(tái)積電宣布要擴(kuò)大投資來支撐汽車客戶，但是這些投資可能是面向未來的域控制器使用的高性能計(jì)算平臺(tái)芯片。

從交貨時(shí)間來看，通常MCU要12-16周才能完成內(nèi)部生產(chǎn)，但是目前需要的訂單要26周甚至38周的時(shí)間，目前幾乎所有汽車芯片的交貨時(shí)間都延長(zhǎng)了1-2個(gè)月。

從供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)來看，從AI芯片、SoC、GPU芯片（目前這類高算力的芯片，能依靠的只有英特爾、三星和臺(tái)積電三家）到MCU，這些制程要求高的目前都和臺(tái)積電的狀態(tài)很有關(guān)系，次一級(jí)的是CMOS芯片還行。

其他如內(nèi)存、模擬、功率分立器件和MEMS傳感器，由于制程要求不算高，汽車芯片企業(yè)依靠過往的投資還能撐得住。從使用的角度來看，MCU具有專有架構(gòu)，因此很難從一個(gè)供應(yīng)商轉(zhuǎn)移到另一個(gè)，相比存儲(chǔ)芯片，分立和功率器件，標(biāo)準(zhǔn)模擬IC，傳感器，執(zhí)行器和邏輯IC通常更具互換性。

當(dāng)MCU的需求受到限制以后，到IDM那邊去交涉，最終都要去臺(tái)積電（TSMC）催貨，整個(gè)汽車行業(yè)看上去受器件的影響較小，但是目前確實(shí)存在核心MCU和高算力芯片都放在一個(gè)籃子里的情況。

IHS對(duì)奧迪在一臺(tái)車?yán)锩娣钟蚴褂玫?a target="_blank">單片機(jī)做了一個(gè)分解，動(dòng)力域采用的2枚英飛凌MCU；底盤和安全域使用4個(gè)瑞薩MCU、4個(gè)NXP MCU，Microchip2個(gè)、Texas1個(gè)，英飛凌1個(gè)。ADAS和娛樂域這塊，如下所示。

還有一個(gè)原因，是汽車芯片早期是在200毫米晶圓上生產(chǎn)的，很多公司不愿意投資成熟的技術(shù)，而是轉(zhuǎn)向300 mm晶圓，汽車IDM不斷轉(zhuǎn)向“fab-light”策略，使得需求非常集中。事實(shí)上，原有汽車汽車的供應(yīng)鏈主要盯著Tier1，Tier2，芯片這邊略有涉及，但是僅限于保證供應(yīng)，芯片IDM怎么在制程這邊的策略沒有車企涉及，其實(shí)這次芯片短缺反應(yīng)的是比較深層次的問題。

小結(jié)：隨著智能汽車的發(fā)展路徑越來越清晰，關(guān)系到汽車核心計(jì)算平臺(tái)中的高性能計(jì)算芯片問題未來是個(gè)非常核心的問題，要是大家都去臺(tái)積電這邊生產(chǎn)，以后會(huì)遇到更嚴(yán)重的問題。
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