2021年的汽車行業在缺芯的緊箍咒下困難重重。普遍的看法是在2022年短期內,業內沒有非常明顯的改觀跡象。
根據業內研究數據表明,缺芯對我國汽車產銷產生巨大影響,2021年由此減產的數量近200萬輛。
大眾、本田、日產、FCA、通用、戴姆勒等多家國際巨頭先后宣布停產/減產計劃。隨之而來的還有推遲交付,甚至“減配”交付。
據《每日經濟新聞》報道:由于芯片短缺,長城汽車約10萬輛產能受到影響;紅旗品牌有3萬輛;吉利去年上半年約15%~20%的銷量受到影響;哪吒汽車銷量影響在30%~40%。
一邊是芯片供應嚴重短缺,另一面卻是形成鮮明對比的是消費者不斷增長的購車需求。
公安部統計數據顯示,2021年我國新注冊登記新能源汽車295萬輛,占新注冊登記汽車總量的11.25%,同比增長151.61%。新注冊等級新能源汽車數量從2017年的65萬輛上升到2021年的295萬輛,呈高速增長態勢。
據了解,一輛傳統燃油車使用的芯片約為500個,電動汽車的芯片用量達到1000個,自動駕駛汽車芯片的用量可達3000個以上。隨著消費者購車需求的不斷攀升,汽車芯片的需求日益激增。
這就導致了許多芯片的價格水漲船高,價格上更是超出了正常的800倍,原本賣6元-13元的單個芯片,收購價賣到3000元-5000元,甚至更高!
一芯難求。囤貨、加價購、黑市掃貨,成為日常。
缺芯問題,難倒了整個汽車行業。
痛定思痛,這場曠日持久的芯片慌說到底,還是供需不平衡的問題。
一,芯片短缺的根源
爆發的源頭,似乎來自這場汽車行業對芯片需求的集體誤判。
2020年初的疫情,業內不少人士普遍認為全球汽車銷量將會銳減,車企下調銷量目標,進一步向一級供應商調低了零件需求,而零件供應商又將下調的信號傳遞給上游一級的芯片廠商。
同時疫情之下,人們大多數時間宅在家里,對手機、電視、電腦和家用電器的需求激增。芯片供應商將它們的產能從汽車設備轉移到其他需求更高的消費電子領域。
2020年的下半年車市迅速恢復,車企加單,芯片需求暴漲,仿佛經歷了一場過山車似的呼嘯。
面對汽車行業設計多而長且復雜的上下游產業鏈,任何一環掣肘都會讓整個汽車行業面臨困難。
車企對接Tier 1供應商,Tier 1供應商對接芯片原廠,分配客戶需求。前后的預期偏差讓芯片廠商措手不及。無法應對突如其來的暴增需求。
汽車和半導體芯片之間脆弱而漫長的供應鏈問題一下子就暴露了:預測不準,管理混亂。
二,缺芯的真相
一體兩面。筆者認為,刨析汽車行業的缺芯現象,同時從芯片的需求和供給兩端按圖索驥,或許能探究到一些真相和原因。
需求端看:
(1) 汽車產業鏈上下游信息不透明,芯片需求層層擴大
不少車芯鏈從業者曾經透露過芯片供需之間的一個“潛規則”:一個主機廠要購買100片芯片,為了保障自己最后能拿到足夠的芯片,會拿著訂單去找5家代理商;而代理商為了滿足客戶需求,又會加量到芯片原廠。這樣一來,主機廠100片的訂單最后到達芯片原廠時,供需之間將會存在幾倍甚至十幾倍的差距。
這就產生了非常明顯的牛鞭效應-即是需求信息在傳遞過程中逐級放大的現象。
面對這樣不準確的需求信息,一些芯片廠家不敢擴產,就又會造成持續的緊缺和延續;如果芯片廠家按照這樣的需求錯位差來進行生產,產品賣不掉,芯片廠商就會立馬減產,造成缺芯震蕩出現。
一旦產能恢復,交貨時間縮短,其中一些訂單可能會消失,屆時半導體供應商面臨產能過剩的風險。
(2)缺芯帶來的囤貨需求
目前的芯片廠家經常面對車企,Tier 1零件系統廠商和Tier 2廠商同時向其發出的訂單需求。
還有人為了套利而進行囤貨。芯片的奇貨可居帶來了汽車行業的一波囤貨潮。
不可避免地陷入惡性循環:越是缺貨,越漲價,越漲價越囤貨,生產不出來,市場上越稀缺,就顯得越來越缺貨。
(3)其他的芯片需求擠兌
美國制裁使得一些消費電子制造商大幅度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%-10%,相當于汽車市場芯片銷量的三分之一。
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和汽車差不多。例如,5G部署需要大量的射頻半導體,這些半導體于汽車芯片的制程差不多。隨著新四化、5G等在后續幾年的推廣,這種疊加需求將使得OEM或者TIER 1體會到芯片的持續短缺。
供應端看:
(1)半導體產品的結構性短缺帶來的供給錯位
缺芯潮中MCU(車輛微控制單元)始終處于短缺的狀態,而此外模擬器件、功率器件、SoC基板等產品輪番出現短缺的現象。
產品的輪番短缺,就造成了“缺芯潮”中車企所能獲得的芯片不成套。
從傳感器到MCU,再到功率、存儲和互聯器件,一輛汽車生產過程中需要大量的芯片。而其中,像MCU、功率器件這樣關鍵部件的短缺,將直接造成整車無法下線,因此這種“不成套”短缺的情況給供應鏈持續地帶來不小的挑戰。
正如芯馳科技董事長張強談到的那樣,現在車企的心態是“缺的買不著,不缺的芯片由于有一個生產計劃在那里,(車企)也不敢不買,因為怕以后沒有。”
但是,囤積更多并不缺的芯片,并不能緩解“不成套”帶來的整車無法下線問題,反而一定程度上加劇了車企的資金與供應鏈管理壓力。
(2)汽車芯片產能分配持續不足
車規級芯片不僅生產要求高,產生的利潤低,且產值僅站全行業產值的10%左右、話語權低。在消費類芯片需求增長、產能整體不足的情況下,芯片廠商更愿意生產利潤率高的消費類芯片。
隨著汽車產業的復蘇,供應鏈上發現短缺的芯片主要是MCU微控制器,而汽車MCU芯片的市場是高度集中的,排名前7的MCU供應商約占需求的98%,再加上芯片小型化和高頻的需求,MCU需要40NM以下的制程,大部分IDM都把芯片外包給臺積電(TSMC)等代工廠,臺積電生產出貨又占了汽車MCU的70%的市場份額。但對于臺積電來說,汽車業務僅占它總收入的3%,所以它的產能自然而然更愿意分配在利潤率較高的消費級芯片上。
同時芯片產業生產鏈條分工精細,從原材料到芯片產品,包含設計、制造、封裝、測試四大環節,工廠覆蓋全休,任何環節出現問題都會影響芯片產能。從原材料到芯片產品,一般需要24-26周的時間。當供應鏈擾動增加之后,供應時間不斷被拉長。
(3)抗風險與恢復能力的天然欠缺
“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300NM的晶圓廠。2021年2月,德克薩斯州一場嚴重冬季風暴導致及幾家圓晶廠關閉,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。
比如瑞薩的火災,盡管大火很快就被撲滅,但由于芯片生產需要標準極其嚴苛的潔凈空間,而火災造成了大量的煙塵,恢復到相應的生產標準需要很長一段時間。
值得注意的是,哪怕只是經歷了短暫的停電、停產,在設備重啟后,廠家都需要先用試驗芯片測試設備的穩定性,然后小批量生產芯片再測試一遍。
而如果產線整體停機,就需要對產線上的每臺設備都做測試,這將是一個耗費巨大人力物力的工程,因而芯片廠商寧可人工三班倒也不愿意停產線。并且,設備每關停一次,都會產生損耗,導致壽命的縮短。
一般情況下,半導體制造與封測企業的產線長年處于連續運轉的狀態,設備一年只停一次用來檢修維護。因此,疫情、地震、停電等種種因素所導致的短暫停廠所產生的影響,相比起別的行業,在芯片制造上被進一步放大。
三,審視與反思
自疫情以來缺芯事件持續不斷,汽車行業一直被小小的芯片“卡脖子”。這就是“木桶效應”:一個木桶的容量取決于最短的那塊木板。汽車芯片的問題從前不是沒有,只是在疫情之下的突然爆發,上升成為了核心關注點。
筆者認為,“錐芯”之痛的教訓足夠深刻在最大限度地分配資源到業內其他核心領域的同時,不斷地反思短板和掣肘,不斷地優化市場預測,完善供應鏈供給,融合優化產業鏈上下游信息鏈傳遞,是值得業內人員持續努力的方向。