馬來西亞疫情失控、德州暴雪、臺積電缺水、瑞薩半導體大火...2021年"汽車缺芯"的理由格外多...







8月17日,據博世(中國)投資有限公司執行副總裁徐大全透露,由于馬來西亞疫情嚴重,某半導體芯片供應商的馬來西亞Muar工廠繼之前數周關廠,再度被當地政府要求關閉部分生產線至 8月21日,這將導致博世ESP/IPB、VCU、TCU等芯片受到直接影響,預計8月份后續基本處于斷供狀態。


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徐大全朋友圈截圖


公開信息顯示,馬來西亞是全球封測重地,全球半導體產品第七大出口國,約有50家全球半導體巨頭在馬來西亞設立封測廠,其中大多數是跨國公司,包括AMD、恩智浦、ASE、英飛凌、意法半導體、英特爾、博通、美光、德州儀器等。東南亞在全球半導體的封裝測試市場的占有率為27%,而馬來西亞就占據了近13%的市場份額

除了國際廠商以外,馬來西亞本土的封測廠還包括Inari、Unisem(2018年已被華天科技收購)等。另外,中國臺灣地區的被動元件廠商華新科、旺詮、奇力新、廣宇,在馬來西亞也均設有工廠。

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根據網上信息統計,以上汽車芯片大廠均未有在馬來西亞麻坡(Muar)設廠,只有意法半導體在馬來西亞麻坡(Muar)擁有一座大型的后段封測廠,擁有多達4000名員工。有資料顯示,意法半導體大約3成的封測產能均依賴于這座工廠。


從徐大全博士的爆料來看,該“半導體芯片供應商”應該是屬于頭部的汽車芯片大廠,同時該汽車芯片大廠在馬來西亞Muar擁有自己的芯片工廠。 網友推測該汽車芯片大廠為意法半導體。


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英飛凌馬來西亞工廠此前

曾因疫情被迫關閉工廠 


這并非汽車行業首次對馬來西亞嚴峻的疫情形勢作出警示。前不久,英飛凌也因疫情被迫關閉工廠,據悉在馬來西亞就有3座工廠,今年6月,馬來西亞政府宣布自6月1日-6月14日開始在全國范圍內實施“全面行動管制令”,英飛凌在當地的工廠也被迫暫時關閉。雖然目前該工廠已經恢復運營,據悉仍將使得英飛凌面臨高達數千萬歐元的損失。


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英飛凌剛在2020年成功取代恩智浦成為全球汽車半導體供應商第一,就遭受了打擊,在談到汽車行業(占英飛凌銷售額的五分之二)時,英飛凌首席執行官Reinhard Ploss表示,整個價值鏈中的嚴重供應限制阻礙了復蘇。“當前芯片庫存極其緊張,終端需求正在被推遲。總而言之,恢復供需平衡需要時間。在我們看來,芯片短缺將持續到2022年。”

此前,業界曾一致認為二季度將是芯片供應最緊張的時候,如今看來,這一結論仍然過于樂觀。由于海外疫情的反復,目前芯片的交期仍在不斷延長。據海納國際集團的最新研究表明,7月份芯片的交貨周期(從訂購半導體到交貨的時間差)環比6月增加了8天多,現已達到20.2周,這是該公司自2017年開始跟蹤相關數據以來最長的等待時間。

 2 
 特斯拉CEO 因缺芯在Twitter上
公開點名瑞薩電子和博世 

汽車芯片短缺的大環境下,即使像特斯拉這樣的頭部電動汽車企業也開始“埋怨”自己的芯片合作伙伴。今年7月,特斯拉在華銷量同比下跌70%,創下自去年5月以來的最低值。特斯拉首席執行官馬斯克更是坐不住了,他不僅在社交媒體上強調了芯片短缺對特斯拉的產能影響,還直接指責了特斯拉的芯片及模塊供應商瑞薩電子和博世抑制了特斯拉的新車生產。

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8月12日,馬斯克在推文(Twitter消息)中寫道:“正如公開披露的那樣,一些‘標準’汽車芯片受到了供應鏈的極端限制,我們的運營因此受到了影響。到目前為止,問題最大的是瑞薩和博世。”

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被馬斯克指責的瑞薩,其實也是有苦難言。今年3月,瑞薩工廠發生火災,直接影響了車用微控制器(MCU)芯片以及自動駕駛用SoC系統芯片等生產,令多家汽車制造商的芯片供應不足,直到7月才逐漸恢復正常。

而零部件巨頭博世,于2018年就斥資10億歐元(約合人民幣76億元),在德國薩克森州德累斯頓興建晶圓工廠,雖然今年6月已投入使用,但要經過一系列調試檢測試產,要到2022年才能正式量產,如今馬來西亞的疫情更是雪上加霜。

 3 
 汽車芯片缺芯三階段 

因為芯片的短缺,汽車行業已經遭受了巨大的產能損失。根據AutoForecast Solutions的數據,截至8月9日,全球范圍內因芯片短缺導致的汽車產量損失已達585.3萬輛,其中北美和歐洲地區損失最大,分別為187.4萬輛和174.6萬輛,其次是中國,達112.2萬輛。AutoForecast Solutions預測,全球全年汽車產量最終損失可能會進一步上升到700萬輛。

一、汽車芯片短缺的三個階段

汽車芯片短缺是從去年開始的,我們可以梳理下時間線:

(1)第一階段——發動機ECU和ESP供應短缺

2020年12月,Volkswagen Group、Continental和Bosch開始從供應鏈短缺的角度首次發布汽車行業缺芯的情況。當時的主要說法是,由于受疫情影響,帶來供需錯配導致的不平衡,汽車生產所需的汽車芯片,尤其是核心部件發動機ECU和ESP供應短缺,導致全球汽車和零部件生產直接受牽連。 2020年的疫情對于整個汽車產業鏈的擾動非常大,導致了年初汽車生產放緩,隨著7月以來中國的需求增長和其他市場逐步恢復,使得汽車的零件在局部形成短缺。

(2)第二階段——MCU供應短缺

第二階段其實是缺MCU,這個反應在2月份各個公司的調研報告里面。在汽車電子的各個方面,使用了大量的MCU單片機。由于IC小型化和高頻的需求,MCU需要40 nm以下的制程,大部分IDM都把芯片生產外包給臺積電(TSMC)等代工廠, TMSC生產出貨量約占所有汽車MCU70%的市場份額。由于汽車MCU芯片的市場也是高度集中的,排名前7位的MCU供應商約占需求的98%。

當時的瓶頸是臺積電,由于汽車業務僅僅占它的3%的總收入,這個瓶頸一時半會沒有解決。隨著各國政府還有車企的斡旋,臺積電這塊的瓶頸逐步突破。

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從供應風險來看,從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,目前這些制程要求高的芯片都和臺積電的狀態直接相關,次一級的CMOS芯片供應不怎么受影響。

在這個階段,車企甚至開始了跨MCU平臺的準備和切換,這不僅是從一個供應商轉移到另一個供應商的商務流程,還需要同時調整軟件和硬件等技術部分,難度很高,即使這樣車企也克服困難做完了。

(3)缺芯的第三階段——東南亞疫情的加劇

缺芯的第三階段,是東南亞疫情的加劇,芯片制造商停產導致了博世的ESP/IPB、VCU、TCU等產品的供貨困難,而博世作為全球最大的汽車零部件供應商,其底盤和安全部件的供應缺口,對于全球所有的整車企業來說,都產生了重大的打擊。

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現階段,缺芯緩解主要是依靠臺積電、瑞薩、恩智浦等頭部企業的產能分配調整來實現。然而,當以馬來西亞為代表的東南亞芯片封測國新冠疫情持續發酵,眾多頭部企業的封測及部分晶圓廠關停,產能持續受限。

而按照代工產線投資布產預測,下一階段的8英寸晶圓產能釋放將在2022年之后。這意味著,未來一段時間缺芯仍將繼續影響著汽車行業的正常運轉,并持續到2022年。事實上,此前全球兩大汽車芯片制造商英飛凌和恩智浦已紛紛坦言,要到明年年中芯片供需才會平衡。

 4 
 2021年各大芯片工廠遭受的“天災人禍”

(1)地震、大火、設備毀

2月13日,日本福島市附近海域發生7.3級地震,瑞薩電子位于茨城縣的那珂工廠、信越半導體位于福島縣西鄉村的白河工廠等因為停電陸續停產。

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3月19日凌晨,日本瑞薩在茨城Naka工廠12英寸產線,因電鍍設備的電流問題起火,直至當天上午8時才被完全撲滅。
 
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根據當地媒體的報道,起火點在300mm/12英寸產線的N3大樓,火災摧毀了N3的“11臺晶圓生產設備,占到全廠的2% ”,另外,火災造成的黑煙與粉塵已經徹底污染了車間的成品和半成品晶圓,這些產線上的在產品已經報廢。

由于晶圓廠需要極度清潔的環境,盡管火災已經撲滅,但瑞薩的Naka工廠必須停產恢復,這是瑞薩在日本最大的半導體工廠。作為全球關鍵制造商,瑞薩此次的停產,將給全球汽車芯片的供應帶來不可估量的影響,瑞薩表示,由于此次受災的產能,大約有三分之二都是汽車芯片。

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(2)暴雪、停電、全停產

2月16日,美國德州奧斯汀暴雪,電力供應系統失靈,三星、恩智浦、英飛凌在當地的工廠先后宣布停產。

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(3)缺水、斷電、染新冠


2月25日,據日經亞洲評論報道稱,中國臺灣地區的芯片制造正受到臺灣數十年來最嚴重干旱的威脅。

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來源:日經亞洲評論

面對著水荒難題,臺積電已經通過使用加油車從其它地區水庫運水的方式來解決,但加油車運水不是長久之計,據了解,一輛加油車僅能運2噸水左右,晶圓代工廠近20萬噸巨大的耗水量使得無數加油車奔波在路上,有臺媒表示臺積電內部為此調高買水與水車調度費至8億新臺幣(約1.84億元人民幣)。為長期解決缺水問題,臺積電甚至計劃建造海水淡化廠以滿足芯片制造的工業用水之需。

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4月14日,據臺媒報道,南科廠商施工不慎損壞臺電地下電纜,造成臺積電斷電,據南科業者表示,臺積電P14廠受到停電的影響,大概會有3萬片晶圓受影響,至于會不會全部報廢,還需要等臺積電進一步評估,值得注意的是P14廠主要生產車用電子晶片。

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5月13日、5月17日全臺規模的分區停電讓芯片廠商們更是雪上加霜,據報道,停電原因或由于高雄的興達電廠機組跳電,隨后又陸續有包括桃園大潭電廠、高雄大林電廠機組相繼跳電,使得全臺2000萬戶的夜間用電遭到限制。

與此同時,臺積電仍在繼續建廠擴大產能,臺積電分別在南科、竹科部署5nm和3nm的先進制程晶圓工廠,先進制程工廠的耗電量更大,未來的用電量只會迅猛增長。據了解,2018年,臺灣地區新增電力被臺積電吃掉84.7%;2022年,臺積電的3納米廠,將用掉臺灣地區3%的電。屆時,芯片產業的用電緊張疑慮恐怕有增無減。

除了缺水、斷電,5月份中國臺灣疫情持續加劇,臺積電也不幸中招,據當地媒體報道,5月22日,臺積電一名工程師確診新冠,雖已妥善診治,但疫情的反復也加速了全球愈演愈烈的芯片荒。

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汽車芯片經銷商的囤積居奇、哄抬價格、串通漲價 

去年下半年以來的汽車芯片短缺,再加上芯片經銷商的瘋狂漲價,令車企雪上加霜。

“汽車芯片已經漲瘋了!”浙江隆暉汽車電子有限公司采購經理祝晨向記者介紹,現在不僅是車企及零部件企業的老總要親自到汽車芯片經銷商處去排隊“搶”芯片,而且很多汽車芯片經銷商的確是囤積居奇、哄抬價格、串通漲價,與去年上半年相比,汽車芯片普遍上漲了10倍到20倍,原來20元的一款普通車載芯片,現在漲到了近400元,意法半導體生產的一款汽車芯片,在經銷商手里價格已經上漲了70倍。

此前,小鵬汽車董事長何小鵬在一次公開場合談到,現在的智能電動汽車上,大約需要大大小小的芯片累計有1700多片,與傳統燃油汽車不可同日而語。“智能化程度越高,對芯片的依賴性越強,汽車芯片經銷商也正是看中了這一點,才敢于對車企漫天要價,很多時候車企對此的確感到有苦難言。”上汽集團技術中心設計師張工向記者談到,去年下半年以來,汽車芯片廠商雖然因為原材料、疫情影響運輸等因素有過漲價,但漲幅并不大,而部分汽車芯片經銷商則是推高汽車芯片供應價格的真正推手。

不過對此,近期主管部門果斷出手了。“針對汽車芯片市場哄抬炒作、價格高企等突出問題,近日根據價格監測和舉報線索,對涉嫌哄抬價格的汽車芯片經銷企業立案調查。”8月3日,國家市場監管總局發布通知強調,下一步,國家市場監管總局將持續關注芯片等重要商品市場價格秩序,進一步加大監管執法力度,嚴厲查處囤積居奇、哄抬價格、串通漲價等違法行為。

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 汽車芯片賽道上,新生力量涌入 

中國汽車芯片產業創新戰略聯盟數據顯示,2019年中國自主汽車芯片產業規模僅占全球的4.5%,國內汽車行業車用芯片自研率僅占10%,加速補齊關鍵汽車芯片自主供給體系迫在眉睫。

不少中國車企正在積極布局汽車芯片。國內唯一擁有車規級智能芯片前裝量產的科技企業地平線,近期完成的 C3 輪融資中就有眾多汽車產業鏈上下游企業的身影,包括比亞迪、長城汽車、長江汽車電子、東風資產等。同時,比亞迪、華為也開始發力汽車用芯片,上汽、通用、五菱等車企也紛紛宣布,將全面推進整車芯片的國產化工作。

在近日舉辦的第 34 屆世界電動車大會暨展覽會上,紫光國微透露,公司已推出超級汽車芯系列產品,包括智能安全芯片、石英晶振、DRAM、FPGA/CPLD 等,均達到車規級水平。

四維圖新在互動平臺回應投資者稱,公司杰發車規級MCU芯片已經被多家汽車電子零部件廠商采用,同時亦可降維應用到工業電機控制等領域。

高德紅外表示,公司已與多家品牌汽車企業進行接洽并將系統作為前裝序列隨部分車型推出市場,擴大公司產品線在安全駕駛、自動駕駛、芯片研發等汽車領域上的運用。

8月15日,聞泰科技宣布旗下安世半導體已經正式完成了對NWF的收購,NWF始建于1982年,目前每月產能為超過35000片200mm晶圓,涵蓋各類半導體技術,包括使用晶圓減薄方法的MOSFET和溝槽柵極(Trench)IGBT到CMOS、模擬和化合物半導體等。

今年4月,聞泰科技耗資120億元在上海新建一座12英寸晶圓廠,該廠將主要生產用于電動汽車的功率芯片。6月,聞泰科技旗下安世半導體宣布斥資約45億元擴充產能,同時還啟動了位于英國曼徹斯特的一條8英寸晶圓生產線。

汽車級芯片,從完成相關測試,提交文件,獲得芯片所有相關標準的認證,確保供應商也符合標準,然后成為汽車制造商的認可供應商,最快也需要兩到三年的時間,所以要實現替代進口,還需要持之以恒的投入。伴隨汽車智能化滲透率提升,傳感器芯片、控制器芯片、智能座艙芯片等市場規模有望快速成長。中國汽車半導體有望迎來需求(電動智能互聯)&供給(進口替代)共振!

參考來源:

1.馬來西亞疫情失控,芯片廠關停,已波及博世、日產等,蓋世汽車社區

2.汽車芯片斷供和芯片企業往中游收購,汽車電子設計

3.哄抬汽車芯片價格被立案調查后,車企有何反應?中國汽車報


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