来源：芯片那些事儿
综述：
从2020年底开始，芯片短缺问题就成为汽车产业的最大挑战，汽车产业芯片短缺危机成为全球供应链乃至疫情经济发展的焦点。芯片短缺导致全球汽车产量减少、整车厂停产停工，消费者购车成本增加，主要汽车制造国家政府（欧美日韩）心急如焚甚至使用政治力干预。
2022年相较2021、2020年可预期汽车芯片供应正逐步改善，但整车厂加大采购及彼此之间短缺博弈的心态，加上成熟制程产能有限，部分6寸，8寸车规芯片毛利较低，晶圆厂将更多产能用于高毛利产品。
2022年汽车芯片供需仍无法正常化，芯片短缺状况恐余波荡漾至2023、2024年。而汽车缺芯事件虽无法完全改变整车厂的旧思维，但新思维正萌芽中，也将影响后续汽车产业链的发展。
需求膨胀、产能有限，2022年汽车芯片短缺将持续
2021年初爆发的汽车芯片短缺问题，原以为会在短期内结束，而这只是理想化芯片供需平衡状况，2022年汽车芯片短缺仍方兴未艾。
2022年开春，Ford北美8家工厂（包括State of Michigan、Illinois与Missouri与Maxico）将从2月7日起一周陆续停产，即便是没有停产的工厂，也会减少加班或者班次。Toyota则在2月初暂停日本境内爱知县元町工厂等8家工厂、11条生产线的生产，全球总产量减少至70万辆，减产约15万辆。
汽车芯片主要是采用40nm以上成熟制程，传统整车厂燃油车芯片制程70%为40-45nm、25%为45nm以上。新兴整车厂电动车芯片制程45%为40-45nm、5%为45nm以上。
虽然电动车已使用成熟高阶制程（40nm以下），甚至更先进制程（10/7nm以下）需求也应市场而增加，但当前电动车市占率仍然相对较低，并非市场主流，汽车产业对芯片需求依然以成熟制程为主。
制造供应端-成熟制程产能有限，供需紧张导致芯片价格暴涨
全球主要汽车芯片厂-Infineon、NXP、ST与Renesas等，以IDM营运模式生产芯片，过往产能扩充相当保守谨慎，主要是由于其客户整车厂采用JIT（Just-In-Time）模式且低价采购芯片，影响IDM缺乏动力扩大产能，而晶圆代工厂则并非视汽车产业为优先客户。
汽车芯片的产线大多为8寸/6寸晶圆设备，产线建立时间较早，大多数折旧已完成，使其晶圆生产成本较低。IDM与晶圆代工厂再投入建设新的8寸晶圆厂无成本优势，因此8寸晶圆厂的5年复合成长率仅为3%。
至于晶圆代工厂，汽车芯片客户本就非其主要客户，营收占比较少。2021年TSMC汽车营收占比4%、UMC汽车营收占比10%以下、GF汽车营收占比4%。基于价格与资源，其成熟制程产能多半优先提供给消费性电子产品（如音频、射频、电源芯片、驱动芯片等）。
虽然汽车芯片厂在2021年纷纷建设并启用新晶圆生产线（包括Infineon奥地利Villach 12寸厂、ST意大利Milan 12寸厂与Bosch德国Dresden 12寸厂），并试图将汽车芯片的制程转移到旧有产线以及未来新的12寸产线，以提高产能并获得规模效应，但是半导体设备交期动辄半年以上，加上产线调整、产品验证和产能提升都需要较长的时间，最快也需要1~1.5年才能启用新产能，使得产能紧张恐将持续到2023年。
另值得注意的是，随着电动车市场蓬勃发展，功率半导体需求大增带动第三代半导体SiC与GaN需求，8寸和6寸厂也在转型生产，如Bosch于德国Reutlingen 8寸晶圆厂第一阶段扩产幅度约10%，重点在生产MEMS传感器和SiC功率半导体，也直接或间接对原本汽车芯片的产能造成冲击。
市场需求端-整车厂持续加大购买及库存
汽车芯片在2020年初是无人问津的状态，因为整车厂一致认为疫情会对汽车市场带来严重的冲击，因此调低甚至取消汽车芯片订单。
然而，2020年下半年各国解封后对汽车需求不减反增，当整车厂回过神之后，再向汽车芯片厂下达订单，汽车芯片市场需求在2020年和2021年演绎了一场V形反转，甚至超过了疫情前水平。根据IC Insights数据，2021年汽车芯片出货量达到534亿颗，年成长率为30%，成长幅度创10年新高。
2021年起，整车厂回补产能还没恢复，而汽车芯片厂库存远低于正常水平。从主要汽车芯片厂财报观察，各厂的平均库存天数（Days Inventory Outstanding, DIO）、Book-to-bill-ratio等指标都反映出供不应求。
NXP的DIO正常天数是100-110天，2021年四季度都维持在90天以内。Infineon的Book-to-bill-ratio低于1表示市场供过于求，2021年四季度都是大于1（甚至2021Q4达到2.5），反映出客户下单需求意愿强烈。Renesas的DIO正常天数为100天，2021年四季度库存天数从低于75天上升至96天，库存虽大幅度增加但仍未达到正常值。
结论：汽车芯片供需正常化将等到2023-2024年
2020年汽车芯片还是门可罗雀阶段，2021年却爆发汽车芯片短缺危机，震撼汽车产业、全球各国家政府，也影响消费者购车成本。2022年原以为一切将进入尾声并落幕，但事实证明，开春至今仍有多家主要整车厂宣布将暂时停产、停工，其宣称主要原因还是归咎于汽车芯片匮乏，令2022一整年汽车芯片仍笼罩于短缺的阴霾中。
晶圆制造成熟制程产能有限，是汽车芯片短缺主要原因。目前市场主流仍为燃油车，而燃油车芯片90%以上采用40nm以上制程，且汽车芯片的产线大多为8寸/6寸设备。IDM与晶圆代工厂均不愿再新投入8/6寸厂。
另一方面，电动车芯片有50%采用40nm以下制程，将有望改变成熟制程产能需求过度集中的问题，但电动车所需功率半导体大增，且带动了8寸与6寸厂转型生产第三代半导体SiC与GaN的趋势，又再度增加对8寸和6寸晶圆厂产能的需求，对汽车芯片成熟制程的产能需求更是雪上加霜。
虽然汽车芯片厂在2021年纷纷建设并启用新的晶圆生产线，甚至试图将汽车芯片的制程转移到旧有及未来的12寸晶圆产线，但设备调试，生产验证等仍需要充足的时间，因此产能紧缺恐将持续到2023年。
2021年起整车厂开始恐慌性囤积芯片库存，该情况已延续至2022年。又加上整车厂彼此间芯片零组件短缺博弈产生的长鞭效应，造成汽车芯片或多或少被放大订单需求，造成目前市场混乱与对未来需求高估的伏笔。因此供需正常化很可能将要等到2023年，甚至推迟到2024年。
对未来的期待：时光不弃，依旧可期
汽车芯片，从设计、项目启动开始，到最终整车交付给消费者，通常要五年时间。且从技术壁垒上看，因为汽车关乎乘客的生命安全，所以汽车芯片对可靠性、可验证性、整个系统的安全性有着非常高的要求，这与手机等消费类芯片以及通信类芯片有着明显不同。
“缺芯”虽在继续，前路依旧漫漫。但我们需要在不确定中反思过去、寻找机会，才更值得期待。随着芯片厂商产能的爬坡，随着供应链的潜在问题被发现并被逐步改变，随着汽车大市场的整体向好，春天终会到来，我们不必悲观。人间尤其温柔，春天将皆是浪漫。
*博客内容为网友个人发布，仅代表博主个人观点，如有侵权请联系工作人员删除。
发布文章