Хоча у другій половині 2021 року деякі автомобільні компанії зазначали, що проблему дефіциту мікросхем у 2022 році буде вирішено, але виробники комплектного обладнання збільшили обсяги закупівель і налагодили ігри один з одним у поєднанні з поставкою зрілих потужностей з виробництва мікросхем для автомобілів. Підприємства все ще знаходяться на стадії розширення виробничих потужностей, і поточний світовий ринок все ще відчуває серйозний вплив через брак ядер.
У той же час, із прискореною трансформацією автомобільної промисловості в бік електрифікації та інтелекту, промисловий ланцюжок постачання мікросхем також зазнає серйозних змін.
1. Біль MCU під відсутністю ядра
Тепер, озираючись назад на дефіцит ядер, який почався в кінці 2020 року, спалах, безсумнівно, є основною причиною дисбалансу між попитом і пропозицією автомобільних мікросхем. Хоча приблизний аналіз структури застосування глобальних чіпів MCU (мікроконтролерів) показує, що з 2019 по 2020 рік розповсюдження мікроконтролерів у додатках автомобільної електроніки займе 33% ринку додатків нижньої течії, але порівняно з віддаленим онлайн-офісом. розробники чіпів стурбовані, ливарні виробництва чіпів, пакувальні та тестувальні компанії серйозно постраждали від таких проблем, як припинення епідемії.
Заводи з виробництва чіпів, які належать до трудомістких галузей, у 2020 році страждатимуть від серйозної нестачі робочої сили та поганого обороту капіталу. Після того, як розробку чіпів на першому етапі трансформували в потреби автомобільних компаній, вони не змогли повністю спланувати виробництво, що ускладнює роботу. щоб чіпи були доставлені на повну потужність. У руках автозаводу виникає ситуація недостатньої потужності виробництва транспортних засобів.
У серпні минулого року завод STMicroelectronics Muar у Муарі, Малайзія, був змушений закрити деякі заводи через наслідки нової епідемії коронавируса, і зупинка безпосередньо призвела до постачання чіпів для Bosch ESP/IPB, VCU, TCU та інші системи, які тривалий час перебувають у стані перерви живлення.
Крім того, у 2021 році супутні стихійні лиха, такі як землетруси та пожежі, також призведуть до того, що деякі виробники не зможуть виробляти в короткостроковій перспективі. У лютому минулого року землетрус завдав серйозної шкоди японській компанії Renesas Electronics, одному з найбільших світових постачальників мікросхем.
Неправильна оцінка попиту на автомобільні мікросхеми з боку автомобільних компаній у поєднанні з тим фактом, що фабрики, що працюють над транспортними засобами, перетворили виробничі потужності автомобільних мікросхем на споживчі мікросхеми, щоб гарантувати вартість матеріалів, призвели до MCU та СНД, які мають найбільше збігів між автомобільними мікросхемами та основними електронними продуктами. (сенсор зображення CMOS) відчуває серйозну нестачу.
З технічної точки зору, існує принаймні 40 видів традиційних автомобільних напівпровідникових пристроїв, а загальна кількість використовуваних велосипедів становить 500-600, які в основному включають мікроконтролери, силові напівпровідники (IGBT, MOSFET тощо), датчики та різні аналогові пристрої. Автономні транспортні засоби також використовуватимуть ряд продуктів, таких як допоміжні мікросхеми ADAS, CIS, процесори AI, лідари, радари міліметрового діапазону та MEMS.
Згідно з кількістю попиту на транспортні засоби, найбільше постраждалих від цієї основної кризи дефіциту є те, що традиційний автомобіль потребує понад 70 чіпів MCU, а автомобільний MCU – це ESP (система електронної програми стабілізації) та ECU (основні компоненти основної мікросхеми керування транспортним засобом ). Взявши за приклад основну причину падіння Haval H6, яку Great Wall багато разів наводила з минулого року, Great Wall заявив, що серйозне падіння продажів H6 за багато місяців було пов’язано з недостатньою пропозицією Bosch ESP, яку вона використовувала. Раніше популярні Euler Black Cat і White Cat також оголосили про тимчасове призупинення виробництва в березні цього року через такі проблеми, як скорочення поставок ESP і підвищення цін на чіпи.
Незручно, але хоча фабрики з виробництва авточіпів будують і запускають нові лінії виробництва пластин у 2021 році та намагаються перенести процес виробництва авточіпів на стару виробничу лінію та нову 12-дюймову виробничу лінію в майбутньому, щоб збільшити виробничу потужність і отримати економію на масштабі, однак цикл доставки напівпровідникового обладнання часто триває більше півроку. Крім того, потрібен багато часу для налагодження виробничої лінії, верифікації продукту та покращення виробничих потужностей, що робить нові виробничі потужності, ймовірно, ефективними у 2023-2024 роках. .
Варто зазначити, що хоча тиск триває вже тривалий час, автомобільні компанії все ще оптимістично дивляться на ринок. І нові потужності з виробництва мікросхем призначені для вирішення поточної найбільшої кризи виробництва мікросхем у майбутньому.
2. Нове поле бою під електричним інтелектом
Однак для автомобільної промисловості вирішення поточної кризи чіпів може вирішити лише нагальну потребу поточної асиметрії попиту та пропозиції на ринку. З огляду на трансформацію електричної та інтелектуальної промисловості тиск пропозиції автомобільних мікросхем у майбутньому зростатиме лише експоненціально.
Зі зростанням попиту на інтегроване керування електрифікованими продуктами в транспортних засобах, а також на момент оновлення FOTA та автоматичного водіння кількість чіпів для нових транспортних засобів з енергією було оновлено з 500-600 в еру паливних транспортних засобів до 1000-1200. Кількість видів також зросла з 40 до 150.
Деякі експерти в автомобільній промисловості заявили, що в галузі інтелектуальних електромобілів високого класу в майбутньому кількість мікросхем для одного транспортного засобу збільшиться в кілька разів до понад 3000 штук, а частка автомобільних напівпровідників у матеріальних витратах весь транспортний засіб збільшиться з 4% у 2019 році до 12 у 2025 році. % і може зрости до 20% до 2030 року. Це не тільки означає, що в епоху електричного інтелекту зростає попит на мікросхеми для транспортних засобів, але також відображає швидке зростання технічної складності та вартості мікросхем, необхідних для транспортних засобів.
На відміну від традиційних виробників комплектного обладнання, де 70% чіпів для паливних транспортних засобів мають 40-45 нм і 25% є мікросхемами з низькими характеристиками вище 45 нм, частка чіпів 40-45 нм для основних і високоякісних електромобілів на ринку є впала до 25%. 45%, тоді як частка чіпів, виготовлених за техпроцесом 45 нм, становить лише 5%. З технічної точки зору, зрілі чіпи високого класу з техпроцесом нижче 40 нм і більш просунуті чіпи з техпроцесом 10 нм і 7 нм, безсумнівно, є новою сферою конкуренції в нову еру автомобільної промисловості.
Відповідно до звіту дослідження, опублікованого Hushan Capital у 2019 році, частка силових напівпровідників у всьому транспортному засобі швидко зросла з 21% в епоху паливних автомобілів до 55%, тоді як мікросхеми MCU впали з 23% до 11%.
Проте розширення потужностей виробництва мікросхем, оприлюднених різними виробниками, все ще здебільшого обмежується традиційними мікросхемами MCU, які зараз відповідають за керування двигуном/шасі/кузовом.
Для електричних інтелектуальних транспортних засобів, чіпи AI, відповідальні за автономне сприйняття водіння та злиття; силові модулі, такі як IGBT (подвійний транзистор з ізольованим затвором), відповідальний за перетворення електроенергії; Сенсорні мікросхеми для автономного керування радіолокаційним моніторингом значно зросли. Швидше за все, це стане новим витком проблем «відсутності ядра», з якими автомобільні компанії зіткнуться на наступному етапі.
Однак на новому етапі автомобільним компаніям може заважати не проблема з виробничими потужностями, якій заважають зовнішні фактори, а «застрягла шия» чіпа, обмежена технічними сторонами.
Взявши, наприклад, попит на чіпи AI, викликаний інтелектом, обчислювальний обсяг програмного забезпечення для автономного водіння вже досяг двозначного рівня TOPS (трильйонів операцій на секунду), а обчислювальна потужність традиційних автомобільних мікроконтролерів навряд чи зможе задовольнити вимоги до обчислень. автономних транспортних засобів. Мікросхеми AI, такі як графічні процесори, FPGA та ASIC, вийшли на автомобільний ринок.
У першій половині минулого року Horizon офіційно оголосила, що її продукт третього покоління для транспортних засобів, чіпи серії Journey 5, був офіційно випущений. За офіційними даними, чіпи серії Journey 5 мають обчислювальну потужність 96TOPS, споживану потужність 20 Вт і коефіцієнт енергоефективності 4,8TOPS/Вт. . Порівняно з 16-нм техпроцесом чіпа FSD (функція повного автономного водіння), випущеного Tesla у 2019 році, параметри одного чіпа з обчислювальною потужністю 72TOPS, енергоспоживанням 36 Вт і коефіцієнтом енергоефективності 2TOPS/Вт мають було значно покращено. Це досягнення також завоювало прихильність і співпрацю багатьох автомобільних компаній, включаючи SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery та Ideal.
Завдяки інтелекту індустрія розвивалася надзвичайно швидко. Починаючи з FSD Tesla, розробка головних чіпів управління AI схожа на відкриття скриньки Пандори. Незабаром після Journey 5 NVIDIA швидко випустила чіп Orin, який буде однокристальним. Обчислювальна потужність зросла до 254TOPS. Що стосується технічних резервів, Nvidia навіть попередньо представила чіп Atlan SoC з єдиною обчислювальною потужністю до 1000TOPS для громадськості минулого року. В даний час NVIDIA міцно займає монопольне становище на ринку графічних процесорів автомобільних головних чіпів управління, зберігаючи ринкову частку в 70% цілий рік.
Незважаючи на те, що вихід гіганта мобільних телефонів Huawei в автомобільну промисловість викликав хвилю конкуренції в галузі автомобільних чіпів, добре відомо, що під впливом зовнішніх факторів Huawei має багатий досвід розробки 7-нм процесів SoC, але не може допомогти провідним виробникам мікросхем. просування на ринок.
Дослідницькі установи припускають, що вартість велосипедів із чіпом штучного інтелекту стрімко зростає зі 100 доларів США у 2019 році до 1000 і більше доларів США до 2025 року; у той же час внутрішній ринок автомобільних чіпів штучного інтелекту також зросте з 900 мільйонів доларів США у 2019 році до 91 у 2025 році. Сто мільйонів доларів США. Швидке зростання ринкового попиту та технологічна монополія на чіпи високого стандарту, безсумнівно, зроблять майбутній інтелектуальний розвиток автомобільних компаній ще більш складним.
Подібно до попиту на ринку мікросхем штучного інтелекту, IGBT, як важливий напівпровідниковий компонент (включаючи мікросхеми, ізоляційні підкладки, клеми та інші матеріали) у новому енергетичному транспортному засобі з співвідношенням витрат до 8-10%, також має глибокий вплив на майбутній розвиток автомобільної промисловості. Хоча вітчизняні компанії, такі як BYD, Star Semiconductor і Silan Microelectronics, почали постачати IGBT для вітчизняних автомобільних компаній, на даний момент виробничі потужності IGBT вищезазначених компаній все ще обмежені масштабом компаній, що ускладнює охоплювати швидко зростаючі вітчизняні нові джерела енергії. зростання ринку.
Доброю новиною є те, що перед наступним етапом заміни SiC IGBT, китайські компанії не відстають у макеті, і очікується, що якнайшвидше розширення можливостей проектування та виробництва SiC на основі науково-дослідних можливостей IGBT допоможе автомобільним компаніям та технології. Виробники отримують перевагу на наступному етапі конкуренції.
3. Yunyi Semiconductor, основне інтелектуальне виробництво
Зіткнувшись з дефіцитом чіпів в автомобільній промисловості, Yunyi прагне вирішити проблему постачання напівпровідникових матеріалів для клієнтів в автомобільній промисловості. Якщо ви хочете дізнатися про аксесуари Yunyi Semiconductor і зробити запит, натисніть посилання:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Час публікації: 25 березня 2022 р