近日，“芯片慌”越演越烈。德克薩斯州的大風雪以及日本地震，讓芯片短缺的問題愈加突出。實際上，行業(yè)對于“缺芯”問題非常關注，好幾家研究咨詢機構都發(fā)布了相關報告。

近日，IHS發(fā)布了一篇關于芯片危機的報告《Managing the 2021 automotive chip famine》，不過，這個報告發(fā)布的時候，還沒有碰到得克薩斯州大面積停電和日本地震的事情。報告認為，芯片短缺會導致2021年Q1全球汽車減產67.2萬輛汽車，并且短缺現(xiàn)象會持續(xù)到Q3。不過，目前IHS將減產數(shù)量的預估上調到了100萬輛。

IHS在報告中建議，“這場危機凸顯出，汽車制造商、Tier1供應商、半導體供應商及其晶圓廠之間需要調整產能和采購模式。在短期內，只有全行業(yè)的合作才能有助于減少這種影響?！?/p>

現(xiàn)在來看，情況要比這個預估嚴重很多。根據(jù)這個報告，我們來解讀一下芯片短缺的具體情況。

MCU為什么缺？

IHS Markit的供應鏈和技術團隊從2020年4月以來一直在跟蹤芯片形勢，就像前面所說的，“由于微控制器單元（MCU）的交付周期為26周或更長，供應鏈短缺可能至少會持續(xù)到今年第三季度，”IHS Markit半導體和組件高級首席分析師Phil Amsrud說。

實際上，在整車上面，MCU幾乎應用于所有領域，包括動力系統(tǒng)（發(fā)動機ECU、變速器ECU）、底盤（安全氣囊ECU、防抱死制動系統(tǒng)[ABS]/電子穩(wěn)定控制[ESC]ECU）、車身（車門ECU、車身控制模塊）和高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS），如駐車ECU?？梢哉f，雖然小但是極其重要。

根據(jù)IHS的調研，由于MCU適用于所有的域，以及IC小型化和高頻的需求，MCU需要40 nm以下的制程，而大部分IDM都把芯片生產外包給了臺積電（TSMC）等代工廠，目前臺積電TMSC生產出貨量占所有汽車MCU約70％的市場份額。

所以，當MCU的需求受到限制以后，實際上最終都要去臺積電（TSMC）催貨。也就是說，整個汽車行業(yè)看上去受器件的影響較小，但是目前確實存在核心MCU和高算力芯片都放在一個籃子里的情況，最終發(fā)生“踩踏”。

而MCU的短缺，也嚴重影響到了像博世Bosch、大陸Continental和電裝DENSO等Tier1供應商。他們的產品都應用了至少30個或更多不同的ECU。博世Bosch和電裝DENSO都已經證實，它們從外部購買的MCU和模擬集成電路（IC）供不應求。

此外，根據(jù)業(yè)內專家朱玉龍的分析，從供應風險來看，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、三星和臺積電三家）到MCU，這些制程要求高的芯片目前都和臺積電的狀態(tài)很有關系，次一級的CMOS芯片還行（其他如內存、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）。

從交貨時間來看，通常MCU要12~16周才能完成內部生產，但目前積壓的訂單要26周甚至38周的時間才能消化完，現(xiàn)在幾乎所有汽車芯片的交貨時間都延長了1~2個月。而且，一些汽車芯片供應商去年11月就對IHS Markit表示，臺積電不會在2021年第三季度前接受交貨訂單。

現(xiàn)在還有一個大麻煩是，臺積電缺水。公社《臺灣缺水加重芯片短缺》也講述了，由于季節(jié)性干旱，臺積電和三星在臺灣島東側的主要制造基地都面臨用水問題，這或將加劇全球汽車行業(yè)芯片供應的緊張。

從短缺區(qū)域來看，IHS認為，中國大陸的芯片供應中斷程度最厲害，根據(jù)現(xiàn)有信息，第一季度的短缺可能接近25萬輛。一汽-大眾、上汽大眾、上汽通用和東風本田等汽車制造商的工廠受到影響，停產時間從5~14天不等。

24日，上任不久的美國總統(tǒng)拜登也簽署了一份行政命令，來促進美國芯片制造業(yè)的發(fā)展。再“荒”下去，大家都受不了。像通用汽車公司2月10日就表示，全球半導體芯片短缺可能令其2021年利潤縮水達到20億美元。

除了通用，福特路易斯維爾工廠也停止了生產Escape車型。福特還表示，從1月19日開始，將暫停在德國薩爾盧伊斯工廠生產?？怂挂粋€月。福特在芝加哥、迪爾伯恩卡車、堪薩斯城和奧克維爾的工廠也受到影響。而且本田、雷諾、豐田、馬自達和其他一些供應商也發(fā)布了類似的聲明。小小的芯片，引起了這么大的“饑荒”，真是始料未及啊。

有沒有變通的辦法？

為什么會發(fā)生“一籃子雞蛋太多”這種情況？首先是，汽車MCU芯片的市場也是高度集中的，根據(jù)HIS調研的數(shù)據(jù)，MCU供應商排名前7位所占的份額就達到了98％，只有極少數(shù)的意法半導體保持了較高的垂直整合水平。

此外，使用方面，MCU（以及片上系統(tǒng)和ASIC）不容易允許從另一個供應商處進行組件二次采購。MCU具有專有架構，很難從一個供應商轉移到另一個供應商。MCU不像存儲器集成電路、分立和功率器件、標準模擬集成電路、傳感器、執(zhí)行器和邏輯集成電路那樣更具互換性。

因此，如果MCU供應受限，供應商必須增加產能，但幾乎所有的MCU都是由臺積電來完成的。這就解釋了為什么車企和Tier1供應商都會受到類似的影響。不管他們有多少資源，就MCU而言，目前業(yè)界正在努力解決的是“一籃子雞蛋太多”的情況。

造成芯片短缺還有一個原因：汽車芯片早期是在200mm晶圓上生產的，而現(xiàn)在很多公司不愿意投資成熟的技術（擔心沉沒成本太高），轉向了300mm晶圓，而且車企不斷轉向“fab-light”（輕晶圓廠）策略，使得需求變得非常集中。

換句話說，原有汽車企業(yè)主要盯著供應鏈上的Tier1、Tier2，芯片方面僅限于保證供應，因此芯片制造商在制程這邊的策略沒有被車企所關注，所以這次芯片短缺反映的是深層次的矛盾問題。

短缺還有一個原因，是與業(yè)界的預期相反，由于各種消費電子產品仍在采用200mm晶圓，因此需求實際上有所增加。例如，從2020年開始發(fā)展的5G手機，包含了更多的射頻（RF）功率放大器、CMOS圖像傳感器和電源管理IC。這也導致了產能緊張，從2020年底開始出現(xiàn)了沖突。

最后我們來看看，根據(jù)IHS的調研，奧迪Q7、雪佛蘭Equinox和本田雅閣的MCU采購揭示了對不同MCU供應商的廣泛依賴，即使是在不同的領域。我們從IHS所作的分解，可以看出些端倪來。

相對于本田雅閣的MCU（7個供應商，20個MCU），奧迪Q7用了7個供應商的38個MCU。其中，動力域采用2枚英飛凌MCU；底盤和安全域使用4個瑞薩MCU、4個NXP MCU，2個Microchip、以及Texas和英飛凌各1個；ADAS和娛樂域這塊，也用的很多。

IHS在報告的最后提出了幾個業(yè)內普遍關心的問題，MCU的價格會上漲嗎？我們還能做什么？長期的影響是什么？

就像IHS分析的，由于供需失衡，這種不平衡導致MCU有10~15%的價格上漲是合理的，這種結果和生產線的停產，以及連續(xù)的產線開、關相比，影響將是有限的。不過，未來幾個季度，合作將使所有車企和Tier1供應商都能獲得一些MCU，而不是少數(shù)人得到想要的MCU，其他人什么也得不到。最后，芯片短缺、COVID-19疫情，以及過去十年發(fā)生的其他事件，都將有助于提高車企和Tier1供應商對風險監(jiān)控和管理重要性的認識。

文/王小西

---------------------------------------------------------------------------

【微信搜索“汽車公社”、“一句話點評”關注微信公眾號，或登錄《每日汽車》新聞網了解更多行業(yè)資訊?！?/p>