马来西亚疫情失控、德州暴雪、台积电缺水、瑞萨半导体大火...2021年"汽车缺芯"的理由格外多...







8月17日,据博世(中国)投资有限公司执行副总裁徐大全透露,由于马来西亚疫情严重,某半导体芯片供应商的马来西亚Muar工厂继之前数周关厂,再度被当地政府要求关闭部分生产线至 8月21日,这将导致博世ESP/IPB、VCU、TCU等芯片受到直接影响,预计8月份后续基本处于断供状态。


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徐大全朋友圈截图


公开信息显示,马来西亚是全球封测重地,全球半导体产品第七大出口国,约有50家全球半导体巨头在马来西亚设立封测厂,其中大多数是跨国公司,包括AMD、恩智浦、ASE、英飞凌、意法半导体、英特尔、博通、美光、德州仪器等。东南亚在全球半导体的封装测试市场的占有率为27%,而马来西亚就占据了近13%的市场份额

除了国际厂商以外,马来西亚本土的封测厂还包括Inari、Unisem(2018年已被华天科技收购)等。另外,中国台湾地区的被动元件厂商华新科、旺诠、奇力新、广宇,在马来西亚也均设有工厂。

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根据网上信息统计,以上汽车芯片大厂均未有在马来西亚麻坡(Muar)设厂,只有意法半导体在马来西亚麻坡(Muar)拥有一座大型的后段封测厂,拥有多达4000名员工。有资料显示,意法半导体大约3成的封测产能均依赖于这座工厂。


从徐大全博士的爆料来看,该“半导体芯片供应商”应该是属于头部的汽车芯片大厂,同时该汽车芯片大厂在马来西亚Muar拥有自己的芯片工厂。 网友推测该汽车芯片大厂为意法半导体。


 1 

英飞凌马来西亚工厂此前

曾因疫情被迫关闭工厂 


这并非汽车行业首次对马来西亚严峻的疫情形势作出警示。前不久,英飞凌也因疫情被迫关闭工厂,据悉在马来西亚就有3座工厂,今年6月,马来西亚政府宣布自6月1日-6月14日开始在全国范围内实施“全面行动管制令”,英飞凌在当地的工厂也被迫暂时关闭。虽然目前该工厂已经恢复运营,据悉仍将使得英飞凌面临高达数千万欧元的损失。


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英飞凌刚在2020年成功取代恩智浦成为全球汽车半导体供应商第一,就遭受了打击,在谈到汽车行业(占英飞凌销售额的五分之二)时,英飞凌首席执行官Reinhard Ploss表示,整个价值链中的严重供应限制阻碍了复苏。“当前芯片库存极其紧张,终端需求正在被推迟。总而言之,恢复供需平衡需要时间。在我们看来,芯片短缺将持续到2022年。”

此前,业界曾一致认为二季度将是芯片供应最紧张的时候,如今看来,这一结论仍然过于乐观。由于海外疫情的反复,目前芯片的交期仍在不断延长。据海纳国际集团的最新研究表明,7月份芯片的交货周期(从订购半导体到交货的时间差)环比6月增加了8天多,现已达到20.2周,这是该公司自2017年开始跟踪相关数据以来最长的等待时间。

 2 
 特斯拉CEO 因缺芯在Twitter上
公开点名瑞萨电子和博世 

汽车芯片短缺的大环境下,即使像特斯拉这样的头部电动汽车企业也开始“埋怨”自己的芯片合作伙伴。今年7月,特斯拉在华销量同比下跌70%,创下自去年5月以来的最低值。特斯拉首席执行官马斯克更是坐不住了,他不仅在社交媒体上强调了芯片短缺对特斯拉的产能影响,还直接指责了特斯拉的芯片及模块供应商瑞萨电子和博世抑制了特斯拉的新车生产。

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8月12日,马斯克在推文(Twitter消息)中写道:“正如公开披露的那样,一些‘标准’汽车芯片受到了供应链的极端限制,我们的运营因此受到了影响。到目前为止,问题最大的是瑞萨和博世。”

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被马斯克指责的瑞萨,其实也是有苦难言。今年3月,瑞萨工厂发生火灾,直接影响了车用微控制器(MCU)芯片以及自动驾驶用SoC系统芯片等生产,令多家汽车制造商的芯片供应不足,直到7月才逐渐恢复正常。

而零部件巨头博世,于2018年就斥资10亿欧元(约合人民币76亿元),在德国萨克森州德累斯顿兴建晶圆工厂,虽然今年6月已投入使用,但要经过一系列调试检测试产,要到2022年才能正式量产,如今马来西亚的疫情更是雪上加霜。

 3 
 汽车芯片缺芯三阶段 

因为芯片的短缺,汽车行业已经遭受了巨大的产能损失。根据AutoForecast Solutions的数据,截至8月9日,全球范围内因芯片短缺导致的汽车产量损失已达585.3万辆,其中北美和欧洲地区损失最大,分别为187.4万辆和174.6万辆,其次是中国,达112.2万辆。AutoForecast Solutions预测,全球全年汽车产量最终损失可能会进一步上升到700万辆。

一、汽车芯片短缺的三个阶段

汽车芯片短缺是从去年开始的,我们可以梳理下时间线:

(1)第一阶段——发动机ECU和ESP供应短缺

2020年12月,Volkswagen Group、Continental和Bosch开始从供应链短缺的角度首次发布汽车行业缺芯的情况。当时的主要说法是,由于受疫情影响,带来供需错配导致的不平衡,汽车生产所需的汽车芯片,尤其是核心部件发动机ECU和ESP供应短缺,导致全球汽车和零部件生产直接受牵连。 2020年的疫情对于整个汽车产业链的扰动非常大,导致了年初汽车生产放缓,随着7月以来中国的需求增长和其他市场逐步恢复,使得汽车的零件在局部形成短缺。

(2)第二阶段——MCU供应短缺

第二阶段其实是缺MCU,这个反应在2月份各个公司的调研报告里面。在汽车电子的各个方面,使用了大量的MCU单片机。由于IC小型化和高频的需求,MCU需要40 nm以下的制程,大部分IDM都把芯片生产外包给台积电(TSMC)等代工厂, TMSC生产出货量约占所有汽车MCU70%的市场份额。由于汽车MCU芯片的市场也是高度集中的,排名前7位的MCU供应商约占需求的98%。

当时的瓶颈是台积电,由于汽车业务仅仅占它的3%的总收入,这个瓶颈一时半会没有解决。随着各国政府还有车企的斡旋,台积电这块的瓶颈逐步突破。

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从供应风险来看,从AI芯片、SoC、GPU芯片(目前这类高算力的芯片,能依靠的只有英特尔、三星和台积电三家)到MCU,目前这些制程要求高的芯片都和台积电的状态直接相关,次一级的CMOS芯片供应不怎么受影响。

在这个阶段,车企甚至开始了跨MCU平台的准备和切换,这不仅是从一个供应商转移到另一个供应商的商务流程,还需要同时调整软件和硬件等技术部分,难度很高,即使这样车企也克服困难做完了。

(3)缺芯的第三阶段——东南亚疫情的加剧

缺芯的第三阶段,是东南亚疫情的加剧,芯片制造商停产导致了博世的ESP/IPB、VCU、TCU等产品的供货困难,而博世作为全球最大的汽车零部件供应商,其底盘和安全部件的供应缺口,对于全球所有的整车企业来说,都产生了重大的打击。

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现阶段,缺芯缓解主要是依靠台积电、瑞萨、恩智浦等头部企业的产能分配调整来实现。然而,当以马来西亚为代表的东南亚芯片封测国新冠疫情持续发酵,众多头部企业的封测及部分晶圆厂关停,产能持续受限。

而按照代工产线投资布产预测,下一阶段的8英寸晶圆产能释放将在2022年之后。这意味着,未来一段时间缺芯仍将继续影响着汽车行业的正常运转,并持续到2022年。事实上,此前全球两大汽车芯片制造商英飞凌和恩智浦已纷纷坦言,要到明年年中芯片供需才会平衡。

 4 
 2021年各大芯片工厂遭受的“天灾人祸”

(1)地震、大火、设备毁

2月13日,日本福岛市附近海域发生7.3级地震,瑞萨电子位于茨城县的那珂工厂、信越半导体位于福岛县西乡村的白河工厂等因为停电陆续停产。

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3月19日凌晨,日本瑞萨在茨城Naka工厂12英寸产线,因电镀设备的电流问题起火,直至当天上午8时才被完全扑灭。
 
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根据当地媒体的报道,起火点在300mm/12英寸产线的N3大楼,火灾摧毁了N3的“11台晶圆生产设备,占到全厂的2% ”,另外,火灾造成的黑烟与粉尘已经彻底污染了车间的成品和半成品晶圆,这些产线上的在产品已经报废。

由于晶圆厂需要极度清洁的环境,尽管火灾已经扑灭,但瑞萨的Naka工厂必须停产恢复,这是瑞萨在日本最大的半导体工厂。作为全球关键制造商,瑞萨此次的停产,将给全球汽车芯片的供应带来不可估量的影响,瑞萨表示,由于此次受灾的产能,大约有三分之二都是汽车芯片。

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(2)暴雪、停电、全停产

2月16日,美国德州奥斯汀暴雪,电力供应系统失灵,三星、恩智浦、英飞凌在当地的工厂先后宣布停产。

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(3)缺水、断电、染新冠


2月25日,据日经亚洲评论报道称,中国台湾地区的芯片制造正受到台湾数十年来最严重干旱的威胁。

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来源:日经亚洲评论

面对着水荒难题,台积电已经通过使用加油车从其它地区水库运水的方式来解决,但加油车运水不是长久之计,据了解,一辆加油车仅能运2吨水左右,晶圆代工厂近20万吨巨大的耗水量使得无数加油车奔波在路上,有台媒表示台积电内部为此调高买水与水车调度费至8亿新台币(约1.84亿元人民币)。为长期解决缺水问题,台积电甚至计划建造海水淡化厂以满足芯片制造的工业用水之需。

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4月14日,据台媒报道,南科厂商施工不慎损坏台电地下电缆,造成台积电断电,据南科业者表示,台积电P14厂受到停电的影响,大概会有3万片晶圆受影响,至于会不会全部报废,还需要等台积电进一步评估,值得注意的是P14厂主要生产车用电子晶片。

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5月13日、5月17日全台规模的分区停电让芯片厂商们更是雪上加霜,据报道,停电原因或由于高雄的兴达电厂机组跳电,随后又陆续有包括桃园大潭电厂、高雄大林电厂机组相继跳电,使得全台2000万户的夜间用电遭到限制。

与此同时,台积电仍在继续建厂扩大产能,台积电分别在南科、竹科部署5nm和3nm的先进制程晶圆工厂,先进制程工厂的耗电量更大,未来的用电量只会迅猛增长。据了解,2018年,台湾地区新增电力被台积电吃掉84.7%;2022年,台积电的3纳米厂,将用掉台湾地区3%的电。届时,芯片产业的用电紧张疑虑恐怕有增无减。

除了缺水、断电,5月份中国台湾疫情持续加剧,台积电也不幸中招,据当地媒体报道,5月22日,台积电一名工程师确诊新冠,虽已妥善诊治,但疫情的反复也加速了全球愈演愈烈的芯片荒。

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汽车芯片经销商的囤积居奇、哄抬价格、串通涨价 

去年下半年以来的汽车芯片短缺,再加上芯片经销商的疯狂涨价,令车企雪上加霜。

“汽车芯片已经涨疯了!”浙江隆晖汽车电子有限公司采购经理祝晨向记者介绍,现在不仅是车企及零部件企业的老总要亲自到汽车芯片经销商处去排队“抢”芯片,而且很多汽车芯片经销商的确是囤积居奇、哄抬价格、串通涨价,与去年上半年相比,汽车芯片普遍上涨了10倍到20倍,原来20元的一款普通车载芯片,现在涨到了近400元,意法半导体生产的一款汽车芯片,在经销商手里价格已经上涨了70倍。

此前,小鹏汽车董事长何小鹏在一次公开场合谈到,现在的智能电动汽车上,大约需要大大小小的芯片累计有1700多片,与传统燃油汽车不可同日而语。“智能化程度越高,对芯片的依赖性越强,汽车芯片经销商也正是看中了这一点,才敢于对车企漫天要价,很多时候车企对此的确感到有苦难言。”上汽集团技术中心设计师张工向记者谈到,去年下半年以来,汽车芯片厂商虽然因为原材料、疫情影响运输等因素有过涨价,但涨幅并不大,而部分汽车芯片经销商则是推高汽车芯片供应价格的真正推手。

不过对此,近期主管部门果断出手了。“针对汽车芯片市场哄抬炒作、价格高企等突出问题,近日根据价格监测和举报线索,对涉嫌哄抬价格的汽车芯片经销企业立案调查。”8月3日,国家市场监管总局发布通知强调,下一步,国家市场监管总局将持续关注芯片等重要商品市场价格秩序,进一步加大监管执法力度,严厉查处囤积居奇、哄抬价格、串通涨价等违法行为。

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 汽车芯片赛道上,新生力量涌入 

中国汽车芯片产业创新战略联盟数据显示,2019年中国自主汽车芯片产业规模仅占全球的4.5%,国内汽车行业车用芯片自研率仅占10%,加速补齐关键汽车芯片自主供给体系迫在眉睫。

不少中国车企正在积极布局汽车芯片。国内唯一拥有车规级智能芯片前装量产的科技企业地平线,近期完成的 C3 轮融资中就有众多汽车产业链上下游企业的身影,包括比亚迪、长城汽车、长江汽车电子、东风资产等。同时,比亚迪、华为也开始发力汽车用芯片,上汽、通用、五菱等车企也纷纷宣布,将全面推进整车芯片的国产化工作。

在近日举办的第 34 届世界电动车大会暨展览会上,紫光国微透露,公司已推出超级汽车芯系列产品,包括智能安全芯片、石英晶振、DRAM、FPGA/CPLD 等,均达到车规级水平。

四维图新在互动平台回应投资者称,公司杰发车规级MCU芯片已经被多家汽车电子零部件厂商采用,同时亦可降维应用到工业电机控制等领域。

高德红外表示,公司已与多家品牌汽车企业进行接洽并将系统作为前装序列随部分车型推出市场,扩大公司产品线在安全驾驶、自动驾驶、芯片研发等汽车领域上的运用。

8月15日,闻泰科技宣布旗下安世半导体已经正式完成了对NWF的收购,NWF始建于1982年,目前每月产能为超过35000片200mm晶圆,涵盖各类半导体技术,包括使用晶圆减薄方法的MOSFET和沟槽栅极(Trench)IGBT到CMOS、模拟和化合物半导体等。

今年4月,闻泰科技耗资120亿元在上海新建一座12英寸晶圆厂,该厂将主要生产用于电动汽车的功率芯片。6月,闻泰科技旗下安世半导体宣布斥资约45亿元扩充产能,同时还启动了位于英国曼彻斯特的一条8英寸晶圆生产线。

汽车级芯片,从完成相关测试,提交文件,获得芯片所有相关标准的认证,确保供应商也符合标准,然后成为汽车制造商的认可供应商,最快也需要两到三年的时间,所以要实现替代进口,还需要持之以恒的投入。伴随汽车智能化渗透率提升,传感器芯片、控制器芯片、智能座舱芯片等市场规模有望快速成长。中国汽车半导体有望迎来需求(电动智能互联)&供给(进口替代)共振!

参考来源:

1.马来西亚疫情失控,芯片厂关停,已波及博世、日产等,盖世汽车社区

2.汽车芯片断供和芯片企业往中游收购,汽车电子设计

3.哄抬汽车芯片价格被立案调查后,车企有何反应?中国汽车报


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