车用芯片库存见底,韩国求助中国台湾晶圆代工厂

发布时间:2021-03-23 00:00
作者:AMEYA360
来源:ESM
阅读量:1419

  据中央社报道称,三星电子生产芯片不足,韩国车商现代、起亚严重缺乏车用芯片,库存量最多只剩3至6个月,因此,韩国也向中国台湾求助。相关官员证实,韩国方面人士3月初亲访中国台湾经济部门主管王美花,表达迫切需求,盼中国台湾协助。

车用芯片库存见底,韩国求助中国台湾晶圆代工厂

  全球车用芯片大缺货,继美国、德国、日本等国向中国台湾求助后,身为全球半导体业强国的南韩竟也闹“芯片荒”。南韩现代汽车、起亚汽车生产所需的芯片库存拉警报,缺货缺到南韩贸工能源部(Ministry of Trade, Industry and Energy)日前向中国台湾驻韩代表处寻求援助,点名要台积电代工的芯片。

  全球汽车制造商最近拉警报,首先是美国通用汽车,2月3日在美国、加拿大、墨西哥3座工厂暂停生产,位在南韩的通用产线产量也减半,如今车用芯片缺货潮,连南韩政府也束手无策,包括现代汽车、起亚汽车的车用半导体库存量,最多只剩下3至6个月。

  尽管南韩身为全球半导体业强国,但安装在汽车内的半导体却高度依赖外国供应商。为因应断炊危机,南韩政府正在召集国内芯片商与汽车厂成立车用芯片“国家队”,除为解决车用芯片短缺问题外,也为成立1家合资企业奠定基础,看好未来车辆对芯片与日俱增的需求。

  官员也指出,王美花日前已召集晶圆代工台积电等大厂召开因应会议,讨论出1个共识、3个方法,包括厂商将优化生产线,将100%产能提高至102%至103%、优先解决车用芯片供给,并协调其他客户需求等。官员强调,无论是美、日、德还是韩国,经部立场一致,已请厂商尽量挤出产能。

  据韩国汽车产业协会统计,韩国IC设计公司多无自设工厂,开发的车用芯片仅2.2% 委托国内业者代工生产,而大部分韩国整车厂考量安全性及购买价格,仍偏好向长期合作的德国英飞凌(Infineon)、荷兰恩智浦、意法半导体等海外业者购买。但英飞凌、恩智浦、意法半导体等国际芯片大厂虽自有产能,部分仍委托台积电代工。

  此外,高通CEO史蒂夫·莫伦科夫近日也表示:“现在,汽车芯片短缺是广泛存在的问题,市场其实可以更快地去反应,一些新兴的技术可能反应相对较慢,我们一直在看到一些改进,但是我们还是需要时间去出货、供给”。至于改善之处,他解释说,采用成熟制程节点的产品或许能改善缺货问题,但对于先进制程的产品,要解决的情况仍较为复杂。

  据了解,从2020年下半年开始,芯片短缺的问题就成为半导体行业的热点,时至今日,芯片短缺问题日渐严重,其中包括汽车、手机、游戏机、PC等产业相继受到影响。

  目前,三星电子是全球最大的芯片和消费电子产品制造商之一,它对芯片短缺蔓延至汽车制造业以外表示担忧。三星电子联席首席执行官兼移动通信业务总裁高东进表示,目前该公司IT部门芯片以及相关零部件的供需失衡状况非常严重,可能在第二季度出现小问题,但该公司正在继续解决供应问题。  

  高东真表示,三星可能会决定在2021年下半年不推出Galaxy Note,从而打破该名目系列连续多年的年度发布会。他说:“Note系列被定位为我们业务组合中的高端机型,在一年内推出两款旗舰机型可能是一种负担,所以再发布Note机型可能会有困难。Note机型的发布时间可以改变,但我们争取在明年发布Note机型”。


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自去年Q3起,车用芯片缺货现象持续发酵,部分汽车制造厂商因芯片短缺开始停产。另一边,汽车芯片厂、晶圆代工厂出于原料成本上涨、产品生产周期变长等因素,纷纷涨价。除了疫情等外力影响和供应链因素,缺货另一个原因是造车规级芯片门槛很高,短时间内其他厂商无法快速通过认证,补上缺口…2020年上半年席卷全球的新冠肺炎疫情,阻断了多地区物流,不少OEM无法正常备货,不得不把需求移到了下半年。在消费类终端和汽车行业全面复苏后,各大厂商因担心禁运等地缘政治事件影响,普遍采用了激进的备货方案。芯片的生产周期通常在10-20周不等,难以灵活增加产量,车载芯片的产能更是要提前12个月做规划。2020年初在疫情影响下,很多汽车企业对车载芯片需求判断失误,导致芯片订货不足,晶圆厂也将部分原本属于车载芯片的产能转成了消费类芯片。产能受到排挤影响最显著的有12英寸厂的车用微控制器(MCU)与CMOS图像传感器(CIS),其中28nm、45nm与65nm节点产能最为紧缺。8英寸厂集中在车用MEMS、分立器件、电源管理IC与显示器驱动IC,0.18um以上的节点产能也受到排挤。自去年Q3起,车用芯片缺货现象持续发酵,部分汽车制造厂商因芯片短缺开始停产。另一边,汽车芯片厂、晶圆代工厂出于原料成本上涨、产品生产周期变长等因素,纷纷涨价。除了疫情等外力影响和供应链因素,缺货另一个原因是造车规级芯片门槛很高,短时间内其他厂商无法快速通过认证,补上缺口。那么,这些缺货涨价的汽车芯片,主要集中在哪几类上?为什么车规级的芯片,就那么难做呢?缺了哪一类汽车芯片?汽车半导体器件主要包含MCU、功率半导体(IGBT、MOSFET等)、传感器和各类模拟器件,自动驾驶汽车还会用到如ADAS辅助类芯片、CIS、AI处理器、激光雷达、毫米波雷达和MEMS等一系列产品。未来汽车架构的变革趋势,是将离散的ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)及软件功能集成在一个黑匣子中,届时域控制器和自动驾驶计算平台用到的芯片会更多。半导体产品的大量采用,能够帮助汽车实现动力与传动、车载网络、车身舒适性、车载信息娱乐等功能。单一车辆中的车载芯片价值持续提升,也导致全球车用芯片的需求快于整车销量增速,造成了芯片的供需失衡。以MLCC(多层陶瓷电容)为例,据村田预计,未来单一车辆MLCC用量有望从1000~3000颗增长到3000~6000颗;在图像传感器方面,据悉达到自动驾驶级别L4级时,需要图像传感器10个以上;再说MCU,一般燃油车平均每辆大约需要70颗,而一辆新能源汽车大约需要300多颗。一家汽车零件制造商的负责人在接受媒体采访时透露,2020年底爆发的汽车零部件短缺潮,就是由于车用MCU短缺,导致ESP(Electronic Stability Program,电子稳定程序系统)和ECU无法生产。这两种器件是许多高端车型车载电脑模块的“标配”,一旦缺货会影响整车制造。汽车“命门”捏在别人手上电子稳定程序系统的标准叫法其实是ESC(Electronic Stability Control),ESP是博世(Robert Bosch GmbH)的专利。全球ESP供应商主要有7家,分别是丰田旗下的爱信精机(Aisin Seiki),专供日产的日立(Hitachi),专供本田的日信(Nissin Kogyo),供韩系车型的万都(Mando)。这4家基本只供应本集团的。另外三家,都是德国厂家,包括博世、大陆集团(Continental AG)和采埃孚(ZF Friedrichshafen AG)。国内汽车厂商的ESP供货主要来自博世和大陆集团。博世几乎垄断国内市场,特别自主品牌,此外在奔驰、奥迪、卡迪拉克、别克里也比较常见。大陆集团主要供应大众、宝马、PSA、奔驰,采埃孚主要供应美系车。至于ECU,已经是汽车上最为常见的部件之一,依据功能的不同,最常见的有EMS(Engine Management System)发动机管理系统、TCU(Transmission Control Unit)自动变速箱控制单元、BCM(Body Control Module)车身控制模块、BMS(Battery Management System)电池管理系统以及VCU(Vehicle Control Unit)整车控制器等几种。国内外比较知名的ECU供应商包括博世、大陆集团、电装(DENSO)、联合汽车电子(UAES)和联创汽车电子(DIAS)等。传统的汽车每一个功能都需要单一或者多个ECU模块进行控制,所以ECU广泛存在于车辆的发动机、变速箱等底层零部件之中,来实现整车信息的转化和处理。ESP和ECU这类特定汽车电子元件越来越依赖于芯片,大陆集团和博世集团都是通过采购芯片,再组装成相关模块向车企供应。这次汽车芯片短缺问题主要出现在上游企业,由于疫情大流行打击了全球芯片产能,令大陆和博世等厂商面临生产难题。以前的汽车以硬件为主导,整车智能化程度很低,半导体(芯片、传感器等等)占不到整车成本的1%。而近年随着汽车智能化速度加快,汽车已经由硬件主导变为了硬件打基础,软件来赋能。如今半导体器件越来越多地出现在汽车工业应用中,智能汽车上甚至已经占到了整车成本的35%左右,并且预计到2030年将增加到50%,芯片未来将代替发动机成为汽车产业的“生死命门”。芯片得到车规认证并不简单汽车电子产业链由三大部分组成:上游为汽车电子元器件设计公司(Tier2,如恩智浦和英飞凌)和晶圆制造/封测等后段厂商(Tier3,如台积电和日月光),主要负责提供汽车电子的相关核心芯片及其他分立器件;中游则是汽车电子生产和制造商(Tier1,如博世和大陆),主要进行汽车电子模块化功能的系统集成设计、生产及销售;下游是传统的整车厂(OEM,如特斯拉和大众汽车)。我们熟知的老牌汽车半导体厂商很多,包括恩智浦(NXP)、英飞凌(Infineon)、意法半导体 (STMicroelectronics)、瑞萨(Renesas)、安森美 (On Semiconductor)、博通 (Broadcom)、德州仪器 (TI)等,其中前四位都是车用MCU大厂,但为什么仍然挡不住缺货潮?除了上面谈到的疫情外力影响和供应链因素,另一个原因是造车规级芯片比民用级难太多。首先,汽车对芯片和元器件的工作温度要求更宽,根据不同的安装位置等有不同的需求。比如发动机舱要求-40℃-150℃;车身控制要求-40℃-125℃,远高于民用产品对消费类芯片和元器件0℃-70℃的要求。第二,汽车电子元件对运行性稳定要求极高。无论是在湿度、发霉、粉尘、盐碱自然环境、EMC以及有害气体侵蚀等环境下,还是在高低温交变、震动风击、高速移动等各类变化中,车规级半导体稳定性要求都高于消费类芯片。第三,汽车对器件的抗干扰性能要求极高。包括抗ESD静电、EFT群脉冲、RS传导辐射、EMC、EMI等,芯片在这些干扰下既不能失控的影响工作,也不能干扰车内别的设备。第四,一般汽车的设计寿命都在15年50万公里左右,远大于消费电子产品寿命要求,所以对应的汽车芯片使用寿命要更长,故障率更低。半导体是汽车厂商导致故障排名中的首要问题,因此车厂对故障率基本要求是个位数PPM(百万分之一)量级,大部分车厂要求到PPB(十亿分之一)量级,相比之下,工业级芯片的故障率要求为小于百万分之一,而消费类芯片的故障率要求仅为小于千分之三。可以说车规级半导体对故障率要求是零容忍。第五,长期有效的供货周期(Longevity)。汽车厂商对芯片的需求远不及消费电子动辄上亿颗芯片的量,在更新换代上,也是一颗料号用到十年以上,不像手机芯片一年一换。所以汽车OEM和Tier1厂商,大多通过Tier2的零部件供应商完成产品供应。从整个汽车行业来看,目前除了特斯拉采取了自研芯片的方式外,大部分车企的芯片主要还是购买自国际老牌半导体厂商。第六,极高的产品一致性要求,导致不能随便换产线。汽车本身的组成极为复杂,一致性差的半导体元器件容易导致整车出现安全隐患,因此需要严格的良品率控制以及完整的产品追溯性系统管理,甚至需要实现对半导体产品封装原材料的追溯。这也是为什么车用芯片不轻易转换产线,以往车用半导体厂商主要以IDM或Fab-lite模式自产自销为主,直到近些年才将部分产能外包给晶圆代工代厂,还要做产线认定。(EETC编按:“产线认定”是指为了实现“零不良率”, 汽车厂家在半导体工厂生产汽车芯片时,针对产线实行的检查稽核。只有在半年乃至一年的时间内连续生产某种汽车芯片,并且可以稳定地生产出正常工作的产品时,汽车企业才会对芯片产线进行“认定”。 被“认定”的产线工艺由固定工序组成,原则上不可以更改生产设备、工艺条件。)达到汽车标准需获得可靠性标准AEC-Q系列、质量管理标准ISO/TS16949认证其中之一,此外需要通过功能安全标准ISO26262 ASILB(D),基本只有符合上述各种硬性条件的半导体器件,才能通过车规级认证。ISO26262安全是汽车电子元件稳定性优劣的评判依据之一,主要包括ASIL A/B/C/D四个等级,通过各等级代表其产品稳定性合格、耐用,但不代表算力、能效比高。A级普遍用于天窗等,B级普遍用于仪表盘,C级普遍用于引擎等,D级则主要用于自动驾驶和EPS(电子助力转向)等,认证等级越高的芯片可获得整车厂越多的青睐度。汽车缺芯,加速国产化进程严格的生产和认证要求,以及远不及消费电子的用量,导致晶圆代工厂义无反顾地将产能分给了消费类芯片。虽然在汽车大国政府的游说下,“台积电们”后来也承诺协调产能,但成本的提升,也让一些车企开始把目光投向冉冉升起的国内汽车芯片厂商。2019年,全球汽车芯片的市场规模是475亿美元,折合人民币约3080亿元,预计2020年将下降至460亿美元。目前欧洲汽车半导体2019年产值达到150.88亿美元,占到全球汽车半导体总产值的36.79%,为全球第一。美国贡献了全球第二大汽车芯片收入规模,达到133.87亿美元,占全球32.64%。日本汽车半导体2019年产值达到106.77亿美元,占比在26.03%。虽然全球汽车芯片30%的市场都在中国,但我国自主汽车芯片产业规模仅占全球的4.5%,约20多亿美元。根据Wind数据显示,目前国内汽车行业中车用芯片自研率仅占10%,90%的汽车芯片都必须依赖从国外进口。其中前装芯片95%是进口的,后装超过80%是进口,国内芯片企业在汽车产业链中缺失话语权。虽然汽车零部件需要很长的产品研发和验证周期,想要在短期内找到合适的替代供应商并不容易,但在芯片缺货、价格上涨以及代工产能均供不应求的背景下,一些汽车厂商或Tier 1供应商,已经开始挑选替代供应商,中国本土厂商有望迎来转单。传统车企中,比亚迪和中车采用自研的方式,比亚迪自2005年便开始组建IGBT研发团队,并且在加码对第三代半导体材料碳化硅(SiC)的研究。而北汽、上汽、吉利等都采用与半导体厂商成立新公司的合作方式入局。在非传统车企中,华为是布局汽车领域比较早的,其主要通过自研和外部投资两条腿走路。自研最早可以追溯到2009年对车载模块的开发,而华为投资的企业山东天岳、深思考、鲲游光电、好达电子以及裕太车通等企业,也大多与汽车行业的芯片和材料有关。 此外,安世半导体的汽车功率器件,兆易创新的车规级闪存,斯达半导体的车规级IGBT,全志科技的车规级前装SoC,杰发和芯旺微的车规级MCU,加特兰微电子的CMOS工艺毫米波雷达芯片,韦尔股份的CMOS图像传感器,DJI大疆子公司览沃科技的激光雷达传感器,地平线的智能驾驶处理器等,也都是国产车规级半导体的代表作品。注:图文源自网络,如有侵权请联系删除!
2021-04-08 00:00 阅读量:1710
传车用芯片大厂加价抢产能,加幅25%至30%
最近一段时间,因车用芯片短缺,美、日、德政府纷纷向中国台湾地区求援希望优先得到产能支援。晶圆代工大厂台积电、联电先后表态将优先支持车用客户,并加急赶工生产车用芯片。日前,台媒引述供应链消息称,为抢先取得更多晶圆产能用以车用芯片生产,已有国际车用芯片大厂向晶圆代工厂商提出再加价25%至30%的条件。市场认为,消息若属实,或让第2季晶圆代工报价再度上涨...传车用芯片厂商加价抢产能由于车用芯片短缺,包括台积电、联电近期都表态将拨出代工产能,加急赶工生产车用芯片。据台媒引述供应链消息称,近期已有国际车用芯片厂商为插队取得更多晶圆代工产能,不惜向代工大厂提出再加价25%至30%的条件。对于车用客户加价抢产能的消息,两家代工大厂并未正面回应,仅表明当前代工产能紧张。台积电方面昨(1)日回应时强调,“公司致力提供客户价值,不评论价格问题”。联电方面则说:“目前首要(任务)是设法挪出产能。”有分析认为,目前晶圆代工产能不足是既定事实。在此之前,曾传出台积电等代工厂车用芯片涨价15%。如今供应链消息再传国际车用芯片大厂有意加价抢量策略,价格再调高25%至30%,若消息若属实,或让第2季晶圆代工报价再度上涨。另据经济日报称,有晶圆厂员工透露:“(这是)很久没遇到超急情况,而且还是农历年过年前发生,工厂已经忙得不可开交,很多同事过年只有休除夕一天。”利好消息带动,台积电美股周一股价走高,台股今(2)日同步攻高,一度涨至638元(新台币,下同),收盘报632元,市值攀升至 16.38万亿元。业者:车用客户不加价难“插队” 投入生产最快也要3个月业界人士透露,目前车用芯片客户要想插队卡位产能本就不易,不过,由于当前为第2季晶圆代工产能沟通期,车用客户加价或将拉高市场行情,若以“价高者得”的商业机制,加上此前各国求产能支援的压力下,第2季晶圆代工价格预计将再进一步调升,并出现更大的产能排挤效应。据悉,美政府官员将在2月5日与中国台湾地区经济部长及台积电等台系半导体厂高管开会、商讨车用芯片供应事宜。“加价对于代工厂是个好消息,但不是利好,而是处境会好一些,否则毫无由头就去把原定芯片生产排程改给车用客户,势必得罪其他客户。”另一名市场人士说,他并表示,当前在各大厂代工产能满载背景之下,“就算是加价抢下产能,产线前期准备也需要时间。何况之前在产能满载的状况之下,未来三个月生产排程早已确定,甚至未来半年的排程都规划好了,所以(车用芯片)最快也要三个月后才可开始正常量产。”“但是不加价,车用芯片抢赢的概率就更小了。因为违约本身需要成本,而且目前代工厂也没有非要得罪其他客户的理由。”业者进一步解释道,在代工产能普遍宣告满载之际,其他类芯片客户也是按规排期等待芯片生产,此时车用芯片厂商横插一脚本不合理,若插队成功,代工厂商已经接下的其他订单都可能受到影响,“可以说是牵一发而动全身,大多数晶圆代工厂不会轻易这么做,况且这也不符合厂商利益,除了得罪客户,伴随而来的还有包括降低生产设备的效能、良率也有下降的可能,还会垫高生产成本,所以客户通常要加很多钱,才能让晶圆代工厂点头。”注:图文源自网络,如有侵权请联系删除!
2021-02-03 00:00 阅读量:1944
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