Aunque en la segunda mitad de 2021, algunas compañías automotrices señalaron que el problema de escasez de chips en 2022 mejorará, los OEM han aumentado las compras y tienen una mentalidad de juego entre ellos, junto con el suministro de capacidad madura de producción de chips de grado automotriz. Las empresas todavía se encuentran en la etapa de ampliación de la capacidad de producción y el mercado global actual todavía se ve gravemente afectado por la falta de núcleos.
Al mismo tiempo, con la acelerada transformación de la industria automotriz hacia la electrificación y la inteligencia, la cadena industrial de suministro de chips también experimentará cambios dramáticos.
1. El dolor del MCU por la falta de núcleo
Ahora que analizamos la escasez de núcleos que comenzó a finales de 2020, el brote es sin duda la principal causa del desequilibrio entre la oferta y la demanda de chips para automóviles.Aunque un análisis aproximado de la estructura de aplicaciones de los chips MCU (microcontroladores) globales muestra que de 2019 a 2020, la distribución de MCU en aplicaciones de electrónica automotriz ocupará el 33% del mercado de aplicaciones posteriores, pero en comparación con las oficinas remotas en línea. Los diseñadores de chips están preocupados, las fundiciones de chips y las empresas de embalaje y pruebas se han visto gravemente afectadas por cuestiones como el cierre de la epidemia.
Las plantas de fabricación de chips pertenecientes a industrias con uso intensivo de mano de obra sufrirán una grave escasez de mano de obra y una escasa rotación de capital en 2020. Después de que el diseño de chips ascendente se transformó en las necesidades de las empresas automotrices, no ha podido programar completamente la producción, lo que dificulta para que los chips se entreguen a plena capacidad.En manos de la fábrica de automóviles se presenta la situación de insuficiente capacidad de producción de vehículos.
En agosto del año pasado, la planta Muar de STMicroelectronics en Muar, Malasia, se vio obligada a cerrar algunas fábricas debido al impacto de la nueva epidemia de la corona, y el cierre condujo directamente al suministro de chips para Bosch ESP/IPB, VCU, TCU y otros sistemas se encuentran en estado de interrupción del suministro durante mucho tiempo.
Además, en 2021, los desastres naturales que los acompañarán, como terremotos e incendios, también provocarán que algunos fabricantes no puedan producir a corto plazo.En febrero del año pasado, el terremoto causó graves daños a la japonesa Renesas Electronics, uno de los principales proveedores de chips del mundo.
El error de cálculo de la demanda de chips para vehículos por parte de las empresas automovilísticas, junto con el hecho de que las fábricas upstream han convertido la capacidad de producción de chips para vehículos en chips de consumo para garantizar el coste de los materiales, ha dado lugar a que el MCU y CEI que tienen la mayor superposición entre chips para automóviles y productos electrónicos convencionales.(sensor de imagen CMOS) está en grave escasez.
Desde un punto de vista técnico, existen al menos 40 tipos de dispositivos semiconductores automotrices tradicionales, y el número total de bicicletas utilizadas es de 500 a 600, que incluyen principalmente MCU, semiconductores de potencia (IGBT, MOSFET, etc.), sensores y varios. dispositivos analógicos.Los vehículos autónomos también utilizarán una serie de productos como chips auxiliares ADAS, CIS, procesadores de IA, lidares, radares de ondas milimétricas y MEMS.
Según la cantidad de demanda de vehículos, lo más afectado en esta crisis central de escasez es que un automóvil tradicional necesita más de 70 chips MCU, y el MCU automotriz es ESP (Sistema de programa electrónico de estabilidad) y ECU (componentes principales del chip de control principal del vehículo). ).Tomando como ejemplo la razón principal de la caída del Haval H6 dada por Great Wall muchas veces desde el año pasado, Great Wall dijo que la grave caída en las ventas del H6 en muchos meses se debió al suministro insuficiente del ESP de Bosch que utilizaba.Los anteriormente populares Euler Black Cat y White Cat también anunciaron una suspensión temporal de la producción en marzo de este año debido a problemas como recortes en el suministro de ESP y aumentos de precios de los chips.
Es vergonzoso que, aunque las fábricas de chips para automóviles estén construyendo y habilitando nuevas líneas de producción de obleas en 2021, y tratando de transferir el proceso de chips para automóviles a la antigua línea de producción y a la nueva línea de producción de 12 pulgadas en el futuro, para aumentar la capacidad de producción y obtener economías de escala. Sin embargo, el ciclo de entrega de equipos semiconductores suele ser de más de medio año.Además, lleva mucho tiempo ajustar la línea de producción, verificar el producto y mejorar la capacidad de producción, lo que hace que la nueva capacidad de producción probablemente entre en vigor en 2023-2024..
Cabe mencionar que aunque la presión se prolonga durante mucho tiempo, las empresas automotrices siguen siendo optimistas sobre el mercado.Y la nueva capacidad de producción de chips está destinada a resolver en el futuro la mayor crisis actual de capacidad de producción de chips.
2. Nuevo campo de batalla bajo la inteligencia eléctrica
Sin embargo, para la industria automotriz, la resolución de la actual crisis de chips solo puede resolver la necesidad urgente de la actual asimetría entre la oferta y la demanda del mercado.Ante la transformación de las industrias eléctrica e inteligente, la presión de suministro de chips para automóviles solo aumentará exponencialmente en el futuro.
Con la creciente demanda de control integrado de productos electrificados en vehículos, y en el momento de la actualización FOTA y la conducción automática, el número de chips para vehículos de nueva energía se ha incrementado de 500 a 600 en la era de los vehículos de combustible a 1.000 a 1.200.El número de especies también ha aumentado de 40 a 150.
Algunos expertos de la industria automotriz dijeron que en el campo de los vehículos eléctricos inteligentes de alta gama en el futuro, la cantidad de chips de un solo vehículo aumentará varias veces a más de 3.000 piezas, y la proporción de semiconductores automotrices en el costo del material de el vehículo completo aumentará del 4% en 2019 al 12% en 2025. %, y puede aumentar al 20% en 2030. Esto no solo significa que en la era de la inteligencia eléctrica, la demanda de chips para vehículos está aumentando, sino que también refleja el rápido aumento de la dificultad técnica y el coste de los chips necesarios para los vehículos.
A diferencia de los OEM tradicionales, donde el 70% de los chips para vehículos de combustible son de 40-45 nm y el 25% son chips de baja especificación por encima de 45 nm, la proporción de chips en el proceso de 40-45 nm para vehículos eléctricos convencionales y de alta gama en el mercado ha aumentado. cayó al 25%.45%, mientras que la proporción de chips por encima del proceso de 45 nm es solo del 5%.Desde un punto de vista técnico, los chips de proceso maduros de alta gama por debajo de 40 nm y los chips de proceso más avanzados de 10 nm y 7 nm son sin duda nuevas áreas de competencia en la nueva era de la industria automotriz.
Según un informe de encuesta publicado por Hushan Capital en 2019, la proporción de semiconductores de potencia en todo el vehículo aumentó rápidamente del 21% en la era de los vehículos de combustible al 55%, mientras que los chips MCU cayeron del 23% al 11%.
Sin embargo, la creciente capacidad de producción de chips revelada por varios fabricantes todavía se limita principalmente a los chips MCU tradicionales actualmente responsables del control del motor/chasis/carrocería.
Para los vehículos eléctricos inteligentes, chips de IA responsables de la percepción y fusión de la conducción autónoma;módulos de potencia como IGBT (transistor dual de puerta aislada) responsables de la conversión de energía;Los chips sensores para el monitoreo de radares de conducción autónoma han aumentado considerablemente la demanda.Lo más probable es que se convierta en una nueva ronda de problemas de "falta de núcleo" que las empresas automotrices enfrentarán en la siguiente etapa.
Sin embargo, en la nueva etapa, lo que obstaculiza a las empresas automovilísticas puede que no sea el problema de la capacidad de producción interferido por factores externos, sino el "cuello atascado" del chip restringido por el aspecto técnico.
Tomando como ejemplo la demanda de chips de IA generada por la inteligencia, el volumen de computación del software de conducción autónoma ya ha alcanzado el nivel TOPS (billones de operaciones por segundo) de dos dígitos, y la potencia de computación de las MCU automotrices tradicionales difícilmente puede satisfacer los requisitos informáticos. de vehículos autónomos.Los chips de IA como GPU, FPGA y ASIC han ingresado al mercado automotriz.
En la primera mitad del año pasado, Horizon anunció oficialmente el lanzamiento oficial de su producto de tercera generación para vehículos, los chips de la serie Journey 5.Según datos oficiales, los chips de la serie Journey 5 tienen una potencia informática de 96 TOPS, un consumo de energía de 20 W y una relación de eficiencia energética de 4,8 TOPS/W..En comparación con la tecnología de proceso de 16 nm del chip FSD (función de conducción totalmente autónoma) lanzado por Tesla en 2019, los parámetros de un solo chip con una potencia informática de 72 TOPS, un consumo de energía de 36 W y una relación de eficiencia energética de 2 TOPS/W tienen ha mejorado mucho.Este logro también se ha ganado el favor y la cooperación de muchas empresas automotrices, incluidas SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery e Ideal.
Impulsada por la inteligencia, la involución de la industria ha sido extremadamente rápida.A partir del FSD de Tesla, el desarrollo de chips de control principal de IA es como abrir una caja de Pandora.Poco después de Journey 5, NVIDIA lanzó rápidamente el chip Orin que será de un solo chip.La potencia informática ha aumentado a 254TOPS.En términos de reservas técnicas, Nvidia incluso presentó el año pasado una vista previa de un chip Atlan SoC con una potencia de cálculo única de hasta 1000TOPS para el público.En la actualidad, NVIDIA ocupa firmemente una posición de monopolio en el mercado de GPU de chips de control principal para automóviles, manteniendo una cuota de mercado del 70% durante todo el año.
Aunque la entrada del gigante de la telefonía móvil Huawei en la industria automotriz ha provocado olas de competencia en la industria de chips automotrices, es bien sabido que, bajo la interferencia de factores externos, Huawei tiene una rica experiencia en diseño en un SoC de proceso de 7 nm, pero no puede. ayudar a los principales fabricantes de chips.promoción del mercado.
Las instituciones de investigación especulan que el valor de las bicicletas con chip de IA está aumentando rápidamente de 100 dólares estadounidenses en 2019 a más de 1.000 dólares estadounidenses en 2025;al mismo tiempo, el mercado nacional de chips de IA para automóviles también aumentará de 900 millones de dólares en 2019 a 91 en 2025. Cien millones de dólares estadounidenses.El rápido crecimiento de la demanda del mercado y el monopolio tecnológico de los chips de alto nivel sin duda dificultarán aún más el futuro desarrollo inteligente de las empresas de automóviles.
De manera similar a la demanda en el mercado de chips de IA, IGBT, como un importante componente semiconductor (incluidos chips, sustratos aislantes, terminales y otros materiales) en el vehículo de nueva energía con una relación de costo de hasta el 8-10%, también tiene un profundo impacto en el futuro desarrollo de la industria del automóvil.Aunque empresas nacionales como BYD, Star Semiconductor y Silan Microelectronics han comenzado a suministrar IGBT a las empresas automotrices nacionales, por ahora, la capacidad de producción de IGBT de las empresas antes mencionadas todavía está limitada por la escala de las empresas, lo que dificulta cubrir las nuevas fuentes de energía nacionales en rápido crecimiento.el crecimiento del mercado.
La buena noticia es que de cara a la siguiente etapa en la que el SiC reemplazará a los IGBT, las empresas chinas no se quedan atrás en el diseño, y se espera que ampliar las capacidades de diseño y producción de SiC basadas en las capacidades de I+D de IGBT lo antes posible ayude a las empresas automotrices y tecnologías.Los fabricantes obtienen una ventaja en la siguiente etapa de la competencia.
3. Yunyi Semiconductor, núcleo de fabricación inteligente
Ante la escasez de chips en la industria automotriz, Yunyi se compromete a resolver el problema de suministro de materiales semiconductores para los clientes de la industria automotriz.Si desea conocer los accesorios de Yunyi Semiconductor y realizar una consulta, haga clic en el enlace:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Hora de publicación: 25 de marzo de 2022