蔚来临时停产,汽车“芯痛”全球蔓延

2021-03-28 15:25:38 信息来源:网络
  最近,芯片短缺引发的停产危机集中在汽车行业。3月26日,新汽车制造商威来汽车(Weilai Motor)宣布,由于芯片短缺,决定从3月29日起停产5天。受这一消息影响,威来汽车美国股票一度下跌逾8%。
  2020年末,大众汽车(Volkswagen)因汽车量规芯片短缺而导致产能下降的消息,将"核心"汽车缺乏的现象带入了人们的视野。不久之后,菲亚特克莱斯勒(Fiat Chrysler)、丰田(Toyota)、日产(Nissan)、本田(Honda)、现代(Hyundai)、沃尔沃(沃尔沃)等汽车公司也宣布,它们受到了量规芯片短缺的影响,以调整工厂的产能。
  关于汽车短缺的"核心"何时缓解,中国汽车工业协会副秘书长李少华公开表示,汽车芯片短缺是市场供求失衡,要到2021年第三季度才能进入供需平衡的新阶段。
  持续数月的汽车"核心"缺失所暴露出的更为严峻的问题是,量规芯片高度依赖进口,国内生产率低,根据中国汽车芯片产业创新战略联盟的相关数据,2019年中国自主汽车芯片产业占全球规模的4.5%,中国汽车芯片进口率超过90%,国内汽车芯片自主研发率仅为10%。
  运营已经开始。2021年2月,长城汽车宣布了对北京Horizon机器人技术研究开发有限公司(简称"Horizon")的战略投资,该公司正式进入芯片行业。
  比亚迪在十多年前进入汽车量规芯片,并发展了自己的研究,于2020年12月31日宣布,控股子公司比亚迪半导体有限公司(简称比亚迪半导体)将分拆上市,以提高多渠道融资能力和品牌效应。未来,比亚迪半导体将以汽车量规半导体为核心,同时促进工业、消费和其他领域的半导体发展。
  据"商学院"记者了解,汽车缺乏"核心",主要用于ESP(电子稳定控制系统)和ECU(电子控制模块)8位单片机(单片机),轨距单片机是汽车电子系统内部操作和处理的核心,广泛应用于汽车电子行业,广泛应用于悬架、安全气囊、门控、音频等数十个系统中。
  目前,8位单片机是目前应用最广泛的规范之一,按数字划分为4位、8位、16位和32位,其中4位MCU已基本被淘汰,应用数为8位。"由于32位太贵,许多系统中16位是冗余的。"博泰集团业务副总裁张怡介绍了。
  单片机的短缺与2020年初新冠肺炎的疫情有着密不可分的关系,受此影响,当时整个电子市场都是悲观的,降低了对后期市场需求的预测。"在正常情况下,芯片的输出需要9到10个月的周期。张怡对记者说:"在预测下调后,晶片投入将减少,本应在2020年年底前交付的产品也将无法供应。
  与普通单片机、汽车单片机相比,它要求较高的耐尘性、温湿度、可靠性、稳定性等,适用于不发生故障的地方,因此其工艺要求较高。此外,整个车库往往是一个有计划的采购,涉及到整个车辆的成本核算,购买单片机的响应速度和灵活性不如消费者高,导致单片机制造商更愿意将芯片投入到消费销售中,在一定程度上也加剧了汽车MCU的短缺。
  另一方面,由于8单片机的广泛应用,涉及多个供应商,可能是一家零部件制造商的单片机供应,而另一家没有供应,导致整个汽车厂"压葫芦勺";同时,汽车MCU的要求导致供应商主要集中在恩泽浦、英飞凌等具有批量生产和配送能力的企业,深受汽车企业的信赖。
  这暴露出一个问题,目前汽车MCU的供应来源主要是恩子浦、英飞凌等国外企业。目前国内有30家单片机制造商库存,其中只有3家集中在汽车电子领域,有能力提供量规MCU。就整个汽车厂而言,比亚迪半导体是汽车公司中最具代表性和最早进入汽车轨距级单片机领域(参数/图片)的供应商。
  2007年,比亚迪半导体进入微控制器领域,涉及工业级微控制器和汽车级微控制器。目前,比亚迪半导体拥有8位MCU和32位MCU的生产能力。据比亚迪介绍,截至目前,比亚迪半导体汽车标准级MCU的装载能力已超过500万台,不仅可以完全由自己供货,还可以由他人供货。不过,也有媒体提到比亚迪目前的MCU其实是在与华为合作,而记者核实了比亚迪的情况,但对方并未正面回答这个问题。
  比亚迪认为,随着全球汽车产业进入深度转型期,以电气化、智能化为代表的新一代汽车正在改变原有汽车制造业的供应链。”电气化是车用尺寸半导体增长的动力,新能源汽车的半导体产值是传统燃料汽车的两倍以上,并在逐年增长。智能化为车用半导体带来了巨大的市场增长,带来了知识水平、决策水平和执行水平等多样化的芯片需求。虽然中国在动力电池、电机和电子控制方面有一些大型供应企业,但芯片和电子元件(参数图片)仍然严重依赖进口。”
  为什么?比亚迪表示,其具有研发周期长、设计门槛高、资金投入大、认证周期长等特点。汽车规格级单片机的难点在于零故障。质量达到aec-q100一级,使用寿命15-20年。技术难度远大于消费电子芯片。而且,单个产品的整车规格级MCU的资金投入高达数千万元甚至数亿元,这使得国内很多厂商对整车规格级MCU望而却步。
  招银国际证券股份有限公司研究部经理白益阳也持同样观点:“车辆规格级MCU的验证周期较长,一般在2到3年左右。一旦验证完成,供应周期就确定了,而且供应周期一般都在5年以上,而且MCU在中国使用,能进入验证的企业很少,更不用说供应链了。国外汽车级芯片企业具有先发优势,很难取代国内企业。”
  除了比亚迪半导体,记者还查询了另外三家提供车用级MCU产品的公司成立时间。2012年成立上海新旺微电子科技有限公司,2013年成立合肥捷发科技有限公司,2016年成立安徽赛腾微电子有限公司。英飞凌和恩智浦的成立时间远远早于上述三家公司。
  “与其他汽车芯片相比,MCU只是需要,但它也是附加值低、利润率低的产品。而且,8位MCU已经是一个成熟的产品很多年了。张毅告诉记者:“我们现在争取的是价格、稳定性和可靠性,但创新的空间不大。
  公开资料还显示,电动汽车和智能汽车的推广正在加速将整车尺寸的MCU从8位和16位升级到32位。例如,L2自动驾驶的某些功能需要32位MCU的支持。随着先进制造技术的采用,32位单片机的成本逐渐降低,平均售价接近8位单片机。对于率先实现MCU国产化、具备32位车用标准MCU生产能力的比亚迪半导体来说,未来仍有机会。
  车标MCU“卡脖子”引发的危机,给国内企业敲响了警钟。如何保证供应链的安全将成为汽车企业面临的重要问题。虽然很难赶上国内车用标准级MCU的更新换代,但车用标准级MCU只是实现汽车电气化、智能化的一部分。
  汽车芯片还包括与新能源汽车相关的电源芯片和电子控制芯片、与传感器相关的MMIC和DSP芯片、存储芯片、自动驾驶所需的计算芯片、与车联网相关的基带芯片等,白益阳认为,目前国内这类企业较多驾驶舱电子设备、存储设备和自动驾驶仪的发展,还有更多的突破机会。
  例如,比亚迪半导体在2009年推出了首款自主研发的IGBT(绝缘栅双极晶体管)功率半导体,以满足新能源汽车的发展需求。
  长城汽车于2021年2月宣布战略投资,其目标是先进的辅助驾驶、高级自动驾驶仪和智能驾驶舱等智能技术。数据显示,Horizon正在从事边缘人工智能芯片的研究和开发,这是中国唯一一家实现量规人工智能芯片大规模生产的企业,也是业内的"独角兽"。
  但记者也注意到,除了长城汽车、上汽集团、比亚迪、通用汽车、一汽红旗、长安汽车等合作伙伴外,上汽集团高端智能电动品牌智济汽车于2021年1月13日发布了高端智能纯电动轿车(参数图)和智能纯电SUV,新车型选择了Horizon的AI芯片之旅。
  正如比亚迪所说,智能为汽车量规半导体创造了巨大的市场增量,驱动了感知、决策、执行等多种芯片需求,具有强大能力的智能芯片企业自然会成为汽车企业的"宠儿"。然而,随着各汽车企业智力的不断提升,如何建立差异化的竞争优势,形成比较优势?记者致函长城汽车公司,却没有得到对方的答复。
  另一个值得讨论的问题是,在汽车和智能驾驶的过程中,我们可以看到三种力量:一是研究比亚迪等汽车芯片,二是选择与长城汽车等国内芯片供应商合作,二是独立汽车公司与外国企业在电源芯片和自动驾驶芯片上建立合资企业。自主研究和外部开采有哪些优势和劣势?
  长期在著名半导体公司工作、长期关注半导体的倪精卫说:"由于电源芯片是分立的器件,所以比较简单,只要满足参数和生产能力,国内的替代速度就应该更快。一些自动驾驶仪在国内外以同样的速度启动。由于中美关系,国内制造商更有可能优先考虑国产芯片,但它们也应该拥有优秀的产品。
  在他看来,自主研发芯片或外资拥有汽车企业正在推广的潜在芯片,由于汽车的逐渐电气化和智能化,芯片消费量的迅速增长,汽车企业提前卡定位产业链是非常普遍的。具体方式取决于企业自身的规划,如比亚迪、汽车和电池的生产,对芯片的需求大,定制要求也高,那么自主研发也是一条很好的出路。
  白益阳认为,汽车公司一般不研究自己的控制芯片,驾驶舱和自动驾驶仪芯片可以在前期研究阶段与一级(汽车制造商的一流供应商)合作。"汽车公司的大部分芯片应该买出去,少数驾驶舱和自动驾驶仪芯片将使用自主研发来满足产品的差异化。
  汽车"核心"的缺失,使国内汽车代用问题摆在企业面前。"中国汽车量规芯片需要根据不同类型的芯片制定不同的策略。"对于传统的汽车芯片,中国企业主要是弥补这些不足,在设备和人才方面实现国内替代。对于与自动驾驶仪和汽车联网相关的芯片,中国企业需要利用这一形势。政府可以在政策上给予一定的让步,扶持一批独角兽,抓住机遇,实现汽车产业的转型。然而,产品研发周期长,需要时间积累,行业和资本市场必须保持良好的战略实力。白益阳是这么说的。
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