虽然2021年下半年有车企指出2022年芯片短缺问题将得到改善，但各主机厂加大采购力度，相互博弈心态，加上成熟的车规级芯片产能供应企业仍处于扩大产能阶段，目前全球市场仍受缺芯影响严重。
同时，随着汽车行业加速向电动化、智能化转型，芯片供应产业链也将发生翻天覆地的变化。
一、MCU缺核下的痛
现在回顾2020年底开始的芯荒，疫情的爆发无疑是造成车用芯片供需失衡的主因。虽然粗略分析全球MCU（微控制器）芯片应用结构显示，2019-2020年，MCU在汽车电子应用领域的分布将占据33%的下游应用市场，但相比远程在线办公，远在上游芯片设计者而言，芯片代工厂和封测企业都受到了疫情停产等问题的严重影响。
属于劳动密集型产业的芯片制造厂，2020年人手严重短缺，资金周转不畅，上游芯片设计转化为车企需求后，未能完全排产，生产困难重重以满负荷生产芯片。在车厂手中，出现整车产能不足的局面。
去年8月，意法半导体位于马来西亚麻坡的麻坡工厂受新冠疫情影响，部分工厂被迫停工，停工直接导致为博世ESP/IPB、VCU、TCU和其他系统长期处于供电中断状态。
此外，2021年伴随而来的地震、火灾等自然灾害也将导致部分厂商短期无法生产。去年2月，地震对全球主要芯片供应商之一的日本瑞萨电子造成严重破坏。
车企对车载芯片需求的误判，加上上游晶圆厂为了保证材料成本，将车载芯片产能转为消费类芯片，导致MCU和汽车芯片与主流电子产品重叠度最高的CIS。（CMOS图像传感器）严重短缺。
从技术角度来看，传统汽车半导体器件至少有40多种，单车使用的总数量为500-600辆，主要包括MCU、功率半导体（IGBT、MOSFET等）、传感器和各种模拟设备。自动驾驶汽车还将用到ADAS辅助芯片、CIS、AI处理器、激光雷达、毫米波雷达和MEMS等一系列产品。
从整车需求数量来看，在这次缺芯危机中受影响最大的是一辆传统汽车需要70多颗MCU芯片，而汽车MCU是ESP（电子稳定程序系统）和ECU（汽车主控芯片的主要部件).以去年以来长城多次给出哈弗H6销量下滑的主要原因为例，长城方面表示，H6连续多月销量下滑严重，与其使用的博世ESP供应不足有关。此前大热的欧拉黑猫和白猫，也因ESP断供、芯片涨价等问题，在今年3月宣布暂时停产。
尴尬的是，虽然汽车芯片厂在2021年正在建设和启用新的晶圆生产线，并试图在未来将汽车芯片的工艺转移到老生产线和新的12英寸生产线上，以增加产能和获得规模经济，然而，半导体设备的交付周期往往在半年以上。此外，产线调整、产品验证和产能提升需要较长时间，这使得新增产能很可能在2023-2024年见效。.
值得一提的是，尽管压力持续时间较长，但车企仍对市场持乐观态度。而新增的芯片产能，注定会在未来解决当前最大的芯片产能危机。
2、电气智能下的新战场
不过，对于汽车行业来说，当前芯片危机的解决，或许只是解决了当前市场供需不对称的燃眉之急。面对电动化、智能化产业的转型，未来汽车芯片的供应压力只会成倍增长。
随着电动化产品整车集成控制需求的增加，在FOTA升级和自动驾驶的当下，新能源汽车的芯片数量已经从燃油车时代的500-600颗升级到1000-1200颗。物种数量也从 40 种增加到 150 种。
有汽车行业专家表示，未来在高端智能电动车领域，单车芯片数量将增长数倍，达到3000多颗，车用半导体在材料成本中的比重将达到整车将从2019年的4%增长到2025年的12%，到2030年可能增长到20%。这不仅意味着在电动智能时代，汽车对芯片的需求越来越大，同时也反映了汽车所需芯片的技术难度和成本的快速上升。
与传统整车厂70%的燃油车芯片为40-45nm、25%为45nm以上的低规格芯片不同，市场上主流和高端电动车40-45nm工艺芯片的占比已经上升。下降到 25%。45%，而45nm以上工艺的芯片占比仅为5%。从技术角度来看，成熟的40nm以下高端制程芯片和更先进的10nm、7nm制程芯片无疑是汽车产业新时代的新竞争领域。
根据沪山资本2019年发布的调研报告显示，功率半导体在整车中的占比从燃油车时代的21%迅速提升至55%，而MCU芯片则从23%下降至11%。
不过，目前各家厂商披露的不断扩大的芯片产能，仍大多局限于目前负责发动机/底盘/车身控制的传统MCU芯片。
面向电动智能汽车，负责自动驾驶感知与融合的AI芯片；功率模块，例如负责功率转换的IGBT（绝缘栅双晶体管）；用于自动驾驶雷达监控的传感器芯片需求大幅增加。极有可能成为下一阶段车企面临的新一轮“缺芯”问题。
不过，在新阶段，阻碍车企的可能不是外部因素干扰的产能问题，而是技术端制约的芯片“卡脖子”。
以智能化带来的对AI芯片的需求为例，自动驾驶软件的计算量已经达到两位数TOPS（万亿次运算/秒）水平，传统汽车MCU的计算能力难以满足计算需求自动驾驶汽车。GPU、FPGA、ASIC等AI芯片已经进入汽车市场。
去年上半年，地平线官方宣布其第三代车规级产品征程5系列芯片正式发布。官方数据显示，征途5系列芯片算力为96TOPS，功耗为20W，能效比为4.8TOPS/W。.与特斯拉2019年发布的FSD（全自动驾驶功能）芯片的16nm制程工艺相比，单芯片运算能力72TOPS、功耗36W、能效比2TOPS/W的各项参数都有所提升。得到很大改善。这一成绩也得到了上汽、比亚迪、长城汽车、奇瑞、理想等多家车企的青睐与合作。
在智能化的驱动下，行业的内卷化速度极快。从特斯拉的FSD开始，AI主控芯片的研发就像打开了潘多拉魔盒。在征途5之后不久，NVIDIA迅速发布了将是单片机的Orin芯片。算力提升到254TOPS。在技术储备方面，Nvidia甚至在去年就为大众预展了一款单颗算力高达1000TOPS的Atlan SoC芯片。目前，英伟达在汽车主控芯片GPU市场牢牢占据垄断地位，常年保持70%的市场份额。
虽然手机巨头华为进军汽车行业掀起了汽车芯片行业的竞争浪潮，但众所周知，在外界因素的干扰下，华为在7nm制程SoC上有着丰富的设计经验，却无法帮助顶级芯片制造商。市场推广。
研究机构推测，到2025年，AI芯片自行车的价值将从2019年的100美元快速上涨至1000美元+；同时，国内汽车AI芯片市场规模也将从2019年的9亿美元增长到2025年的91亿美元。市场需求的快速增长和高规格芯片的技术垄断，无疑让车企未来的智能化发展更加艰难。
与AI芯片市场的需求类似，IGBT作为新能源汽车中成本占比高达8-10%的重要半导体元器件（包括芯片、绝缘基板、端子等材料），也有对未来汽车行业的发展产生深远的影响。虽然比亚迪、思达半导体、士兰微等国内企业已经开始为国内车企配套IGBT，但目前来看，上述企业的IGBT产能仍受限于企业规模，难以为国内车企配套。涵盖迅速崛起的国内新能源。市场增长。
好消息是，面对SiC替代IGBT的下一阶段，中国企业在布局上也不甘落后，尽快扩大基于IGBT研发能力的SiC设计和生产能力有望助力车企和技术。制造商在下一阶段的竞争中获得优势。
3、云逸半导体，核心智能制造
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发布时间：Mar-25-2022