深度解析：汽車缺芯背后的真相
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來源：Vehicle攻城獅
作者：Defry
今年，汽車圈被芯片短缺的陰霾所籠罩，即使到現在及未來短期內也沒有非常明顯的改觀跡象。汽車產業(yè)涉及多而長且復雜的上下游產業(yè)鏈，任何一環(huán)掣肘都會讓整個汽車行業(yè)面臨困難。小小一顆芯片已讓很多供應商供貨緊張，讓OEM減產甚至停產提價，一系列騷操作讓很多人摸不到頭腦。
01先看一組數據
2021年全球汽車銷量雖然還沒，但大概率也不會差，要不是今年芯片短缺可能更好，而在每輛車的成本中，汽車半導體的占比逐漸變高。
02汽車上芯片類型、數量及制程分析
芯片類型：汽車上有動力域、娛樂域、底盤域、車身域、自動駕駛域等。每個域在當前分布式的E/E架構下都需要很多控制器和傳感器。芯片涉及功率芯片比如IGBT、存儲芯片、微控芯片、模擬輸入器件等。
數量對比上：從動力形式的角度看，BEV->HEV->ICE所需的汽車半導體數量一般是兩倍關系。
另外據某份報告披露，xEV的占比在未來幾年將會快速增長：
而從自動駕駛的等級角度看，L4/L5的車型所需要的電子器件則是L0的8~10倍。
同樣隨著時間的推移，汽車智能化、網聯化進程將不斷滲透。
以上的種種數據，無疑都在說明汽車半導體尤其是芯片的需求在未來將越來越大。據預測，到2040年汽車半導體的潛在市場規(guī)模在1500~2000億美元左右。
03芯片制造過程及汽車芯片的特殊性
想具體了解的可觀看如下這個視頻：那對于非從事汽車行業(yè)的人來說，陌生的汽車芯片相比我們常見的消費電子芯片差別在哪呢？
首先汽車芯片由于其應用的特殊性及所處環(huán)境的復雜性，必須具有很高的可靠性、零缺陷并且還要符合一系列的標準，比如ISO26262、AECQ100、ISO16949等等。
其主要在如下6大方面與消費電子存在差別：半導體開發(fā)、封裝、產品設計、產品驗證、產品生產和測試、供應。
細化到指標主要包含如下幾方面：
拿溫度范圍、工藝處理及電路設計方面來說，汽車級芯片僅次于軍用級，其整體的要求和成本也是相對偏高的。
例如，凌飛凌為xEV業(yè)務專門設計的散熱和封裝。
總之汽車芯片由于復雜和惡劣的使用環(huán)境，需要很高的EMC抗干擾特性、特殊的處理以保證高可靠性、零失效，同時還必須滿足汽車行業(yè)的種種標準。
04汽車芯片的主要玩家
其芯片供應商扮演的角色在汽車半導體產業(yè)鏈中一直為Tier2的角色。
05汽車芯片短缺因素分析
1、疫情：首先疫情是導致此次芯片短缺的起點。在家辦公、工廠減產甚至停工，世界經濟一度陷入停擺。
2、事故和自然災害因素：“屋漏偏逢連夜雨，船遲又遇打頭風”，例如2021年3月一場大火燒毀了瑞薩在日本的一家300mm的晶圓廠。2021年2月，德克薩斯州一場嚴重冬季風暴導致幾家晶圓廠關閉，其中就包括英飛凌和NXP兩家。而臺灣則因遭遇干旱，政府的定量供水則從另一方面影響著臺積電（TSMC）旗下一些大型晶圓廠。
3、緊張局勢：毛衣戰(zhàn)，大家都懂的，老美的制裁使一些消費電子制造商大幅提高了芯片庫存水平，以期度過這艱難的時刻。這種存貨的方式導致半導體需求激增了5%至10%，相當于汽車市場芯片銷量的三分之一。
4、新四化和消費電子需求的疊加：先進制程的芯片，許多汽車制造商并不需要。但消費電子有些芯片的制程跟汽車差不多，例如，5G部署需要大量的射頻半導體，這些半導體與汽車芯片的制程差不多。隨著新四化、5G等在后續(xù)幾年的推廣，這種疊加需求將使OEM或Tier1體會到芯片的持續(xù)短缺。
5、缺乏新產能：近年來，半導體行業(yè)通過整合和實現更大規(guī)模的發(fā)展而日趨成熟。其產能適度但穩(wěn)步增長 - 每年增長約4%，疫情穩(wěn)定后，汽車行業(yè)的復蘇和強勁需求，汽車半導體當前總產能幾乎耗盡。
6、供應鏈的部分問題：半導體供應商在汽車行業(yè)發(fā)揮著關鍵作用，在汽車芯片供應鏈條中，半導體供應商將芯片出售給Tier1系統供應商，然后Tier1將功能集成到模塊中并將系統集成方案給到汽車制造商(OEM) 進行組裝。
這樣的主要方式導致Tier1無法準確把握OEM的需求使Tier2不能較好的做好產能規(guī)劃。這在后面新四化的進程中，可能會讓汽車行業(yè)的供應鏈發(fā)生一定的變化并越來越完善。
06總結
一般半導體生產的典型交貨時間超過四個月，通過將產品轉移到另一個生產基地來增加產能通常會增加六個月（即使在現有工廠中也是如此）。切換到其他制造商（例如更換代工廠）通常會增加一年或更長時間，因為芯片的設計需要進行更改以匹配特定制造工藝。此外，汽車行業(yè)的供應商替換有復雜的資格認證過程。難！?。?/span>
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