引言

IHS發(fā)布了一份有關(guān)汽車(chē)芯片短缺的白皮書(shū)《Managing the 2021 automotive chip famine 》在沒(méi)有考慮Texas停電和日本地震的情況下，認(rèn)為芯片短缺會(huì)導(dǎo)致2021年Q1全球減產(chǎn)100萬(wàn)臺(tái)汽車(chē)，短缺現(xiàn)象會(huì)持續(xù)到Q3。在這里有一些比較有價(jià)值的調(diào)查，我覺(jué)得摘錄出來(lái)值得看一下。

01  IHS的總體判斷

從2020年底，伴隨著年底的需求高峰，汽車(chē)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈出現(xiàn)了中斷，主要的原因還是汽車(chē)行業(yè)出現(xiàn)了需求中斷后復(fù)蘇，這個(gè)過(guò)程正好和消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品需求的增加，兩者的需求在復(fù)蘇周期發(fā)生了沖突。

根據(jù)IHS的調(diào)研，短缺的部件后續(xù)和MCU有很大的關(guān)系，由于MCU適用于所有的域， 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(chǎn)外包給臺(tái)積電（TSMC）等代工廠，目前TMSC生產(chǎn)出貨的所有汽車(chē)MCU的約70％的市場(chǎng)份額。目前從全球來(lái)看，汽車(chē)MCU芯片的市場(chǎng)也是高度集中的，排名前7位的MCU供應(yīng)商約占需求的98％，只有極少數(shù)在意法半導(dǎo)體保持了較高的垂直整合水平。 臺(tái)積電從2020年開(kāi)始就存在產(chǎn)能限制了，汽車(chē)業(yè)務(wù)僅僅占它的3%的總收入，目前看來(lái)雖然臺(tái)積電宣布要擴(kuò)大投資來(lái)支撐汽車(chē)客戶(hù)，但是這些投資可能是面向未來(lái)的域控制器使用的高性能計(jì)算平臺(tái)芯片。從交貨時(shí)間來(lái)看，通常MCU要12-16周才能完成內(nèi)部生產(chǎn)，但是目前需要的訂單要26周甚至38周的時(shí)間，目前幾乎所有汽車(chē)芯片的交貨時(shí)間都延長(zhǎng)了1-2個(gè)月。

表1 主要的汽車(chē)MCU廠家和臺(tái)積電的生產(chǎn)關(guān)系


從供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)來(lái)看，從AI芯片、SoC、GPU芯片（目前這類(lèi)高算力的芯片，能依靠的只有英特爾、三星和臺(tái)積電三家）到MCU，這些制程要求高的目前都和臺(tái)積電的狀態(tài)很有關(guān)系，次一級(jí)的是CMOS芯片還行。其他如內(nèi)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(chē)芯片企業(yè)依靠過(guò)往的投資還能撐得住。 從使用的角度來(lái)看，MCU具有專(zhuān)有架構(gòu)，因此很難從一個(gè)供應(yīng)商轉(zhuǎn)移到另一個(gè)，相比存儲(chǔ)芯片，分立和功率器件，標(biāo)準(zhǔn)模擬IC，傳感器，執(zhí)行器和邏輯IC通常更具互換性。當(dāng)MCU的需求受到限制以后，到IDM那邊去交涉最終都要去臺(tái)積電（TSMC）催貨，整個(gè)汽車(chē)行業(yè)看上去受器件的影響較小，但是目前確實(shí)存在核心MCU和高算力芯片都放在一個(gè)籃子里的情況。



IHS對(duì)奧迪在一臺(tái)車(chē)?yán)锩娣钟蚴褂玫膯纹瑱C(jī)做了一個(gè)分解，動(dòng)力域采用的2枚英飛凌MCU；底盤(pán)和安全域使用4個(gè)瑞薩MCU、4個(gè)NXP MCU，Microchip2個(gè)、Texas1個(gè)，英飛凌1個(gè)。ADAS和娛樂(lè)域這塊，如下所示。


圖1 奧迪Q7的MCU使用分布（估計(jì)從拆解的BOM清單里面分解出來(lái)的）


圖2 本田的MCU使用

還有一個(gè)原因，是汽車(chē)芯片早期是在200毫米晶圓上生產(chǎn)的，很多公司不愿意投資成熟的技術(shù)，而是轉(zhuǎn)向300 mm晶圓，汽車(chē)IDM不斷轉(zhuǎn)向“fab-light”策略，使得需求非常集中。事實(shí)上，原有汽車(chē)汽車(chē)的供應(yīng)鏈主要盯著Tier1，Tier2，芯片這邊略有涉及，但是僅限于保證供應(yīng)，芯片IDM怎么在制程這邊的策略沒(méi)有車(chē)企涉及，其實(shí)這次芯片短缺反應(yīng)的是比較深層次的問(wèn)題。

小結(jié)：隨著智能汽車(chē)的發(fā)展路徑越來(lái)越清晰，關(guān)系到汽車(chē)核心計(jì)算平臺(tái)中的高性能計(jì)算芯片問(wèn)題未來(lái)是個(gè)非常核心的問(wèn)題，要是大家都去臺(tái)積電這邊生產(chǎn)，以后會(huì)遇到更嚴(yán)重的問(wèn)題。