這段時間芯片供應(yīng)危機帶來的影響非常深遠。
其實從智能汽車來看,有三個基本的立足點:電芯、高算力芯片和第三代功率芯片。
最近研究公司Gartner預(yù)測,到 2025 年,隨著汽車企業(yè)往電氣化的普及速率和自動駕駛需求日益推動,在半導(dǎo)體短缺和供應(yīng)鏈瓶頸局面下,整車廠商為了解決自身的發(fā)展問題,排名前10 名的汽車企業(yè)中,有50%會自己設(shè)計芯片。
備注:目前Tesla已經(jīng)開始了;現(xiàn)代起亞也在籌備中;日系幾家目前看起來是不太著急。進入芯片設(shè)計領(lǐng)域的節(jié)奏在不斷加快。
Part 1
內(nèi)外因交促使得
汽車這門生意進行了本質(zhì)的改變
前段時間和夏沛在聊,汽車組的二級分析師以后確實太難做——傳統(tǒng)在整車領(lǐng)域的重大信息已經(jīng)往零部件方向走,未來隨著智能網(wǎng)聯(lián)一級標的進入二級市場,那不就是和電子和計算機打在了一起了么,就跟電動汽車全面推動電芯的繁榮一樣。
從2020年底持續(xù)至今的半導(dǎo)體短缺,使得全球汽車企業(yè)削減了汽車產(chǎn)量(歐美日韓所有汽車企業(yè)都被波及),能夠在3個月?lián)Q主芯片的特斯拉算是受到影響最小的。
核心的原因,還是價值量和可用性的雙重推動。
按照英飛凌的敘述,在價值量層面,從內(nèi)燃機切換到純電動汽車過程中,功率半導(dǎo)體成本增幅最大,僅僅這里大約增加了近430美金。絕大部分是逆變器的功率半導(dǎo)體的需求,其次還包括OBC、DCDC、電池管理系統(tǒng)和電動壓縮機等,還有一些芯片需求是被高壓的模擬器件所占據(jù)。
在內(nèi)燃機時代,芯片制造商和汽車企業(yè)是疏離的,也就是按照Tier3和Tier4來管理的,最多對一些核心影響質(zhì)量的器件做一個準入清單。

▲圖1.英飛凌在介紹中談及電動汽車零秒功率半導(dǎo)體的價值量
其實這個問題就變成了:當(dāng)計劃的產(chǎn)能缺乏關(guān)鍵功率半導(dǎo)體供應(yīng)支持的時候,無論在平臺和整車投入再多,都拿不到核心供應(yīng),那不就成了由芯片來決定生產(chǎn)計劃了一樣,這也是當(dāng)前缺芯帶來的問題。
目前來看SIC的有效產(chǎn)能,就是需要搶的,你拿不到就是沒辦法做800V的平臺。

▲圖2.英飛凌對于SIC業(yè)務(wù)的預(yù)測
說實際的,造車目前局面的原因,就是車企和半導(dǎo)體芯片之間隔得太遠了。這使得最能決定你是否能把產(chǎn)能變成有效產(chǎn)量的因素,決定權(quán)不在整車廠自己手里;于是在整個商業(yè)體系里面帶來非常大的不確定性。
這次美國商務(wù)部在亞洲拉清單,其目的也在增加可視性。所以所有的汽車企業(yè),都開始增加核心供應(yīng)鏈中可見度。
根據(jù)Gartner的研究,目前汽車行業(yè)持續(xù)短缺的芯片,主要是在較小的8英寸晶圓上。制造這種晶圓的半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點設(shè)備,其產(chǎn)能擴張仍然困難。從汽車芯片的情況來看,全球的短缺可能會持續(xù)到明年。
所以從這個邏輯來看,汽車功率半導(dǎo)體,其實第一個需要考慮保證供應(yīng),然后需要直接和芯片企業(yè)進行對接。前端的工藝做不到,目前看下來汽車企業(yè)能涉及到可能就是SIC的模塊封裝。

▲圖3.從分工來看,車企在功率芯片
里面的投資可能最終能下沉到SIC模塊封裝
在邏輯芯片領(lǐng)域,Gartner認為臺積電和三星等代工廠(2022年在日本聯(lián)合建造新的芯片制造廠)已經(jīng)提供了制造工藝的使用權(quán),整個芯片生態(tài)提供了先進的知識產(chǎn)權(quán),使未來汽車企業(yè)定制芯片設(shè)計成為可能。上個月,福特汽車和美國半導(dǎo)體制造商GlobalFoundries簽署了一項協(xié)議,為福特增加芯片供應(yīng)。
Part 2
SIC的能力
需要注意的是,日本企業(yè)在第三代功率半導(dǎo)體上開始大力投資。
根據(jù)日經(jīng)報道,東芝2025年度之前將把生產(chǎn)規(guī)模擴大到2020年度的10倍,羅姆將投資500億日元強化生產(chǎn)。為了穩(wěn)定確保原材料,日本企業(yè)通過并購等方式,正在構(gòu)建包括材料廠商在內(nèi)的「陣營」。
羅姆的短期目標是將現(xiàn)在占近20%的全球份額盡快提高到30%,然后在2025年之前將碳化硅功率半導(dǎo)體的產(chǎn)能擴大到5倍以上,在福岡縣筑后市的工廠建成制造相關(guān)產(chǎn)品的新廠房,計劃2022年投入使用。吉利汽車的純電動車已決定采用羅姆的產(chǎn)品。
東芝Devices&Storage計劃2023年度將位于日本兵庫縣太子町的姬路半導(dǎo)體工廠的碳化硅功率半導(dǎo)體產(chǎn)量提高到2020年度的3倍以上,并盡快提高到10倍,2030年獲得全球10%以上的份額。
日本富士電機也在考慮將碳化硅產(chǎn)品的投產(chǎn)時間比原計劃(2025年)提前半年至一年。在擴產(chǎn)過程中,SIC材料的穩(wěn)定采購很重要。碳化硅產(chǎn)品要求很高的加工技術(shù),因此與材料制造商的合作不可或缺。
日本原材料大企業(yè)昭和電工與東芝Devices&Storage就碳化硅晶圓簽訂了兩年半的長期供應(yīng)合同。今年5月與占據(jù)英飛凌科技(Infineon)簽訂了優(yōu)先供貨合同,訂單不斷增加。

▲圖4.碳化硅的投資已經(jīng)變成了一項全球競爭









