Bár 2021 második felében néhány autógyártó rámutatott, hogy a chiphiány problémája 2022-ben javulni fog, az OEM-ek növelték a vásárlásaikat és játékmentalitást alakítottak ki egymással, párosulva az érett, autóipari minőségű chipgyártó kapacitás kínálatával. A vállalkozások még mindig a termelési kapacitás bővítésének szakaszában vannak, és a jelenlegi globális piacot továbbra is súlyosan érinti a magok hiánya.
Ugyanakkor az autóipar felgyorsult átalakulásával az elektrifikáció és az intelligencia felé, a chipellátás ipari lánca is drámai változásokon megy keresztül.
1. Az MCU fájdalma a mag hiánya miatt
Visszatekintve a 2020 végén kezdődött maghiányra, kétségtelenül a járvány a fő oka az autóipari chipek kínálata és kereslete közötti egyensúlyhiánynak. Bár a globális MCU (mikrokontroller) chipek alkalmazási szerkezetének durva elemzése azt mutatja, hogy 2019 és 2020 között az autóipari elektronikai alkalmazásokban az MCU-k elosztása a downstream alkalmazási piac 33%-át fogja elfoglalni, de a távoli online irodákhoz képest... Ami az upstream chiptervezőket illeti, a chipöntödéket és a csomagoló és tesztelő vállalatokat komolyan érintették olyan problémák, mint a járvány leállítása.
A munkaigényes iparágakhoz tartozó chipgyártó üzemek 2020-ban súlyos munkaerőhiánnyal és gyenge tőkeforgással fognak küzdeni. Miután a chipek tervezését átalakították az autógyártók igényeihez, nem tudták teljes mértékben ütemezni a termelést, ami megnehezítette a chipek teljes kapacitással történő szállítását. Az autógyárak kezében megjelenik az elégtelen járműgyártási kapacitás helyzete.
Tavaly augusztusban az STMicroelectronics malajziai Muarban található muari üzeme kénytelen volt bezárni néhány gyárát az új koronavírus-járvány hatása miatt, és a leállás közvetlenül oda vezetett, hogy a Bosch ESP/IPB, VCU, TCU és más rendszerek chipjeinek ellátása hosszú időre szünetelt.
Ezenkívül 2021-ben a kísérő természeti katasztrófák, például a földrengések és a tűzvészek miatt egyes gyártók rövid távon képtelenek lesznek termelni. Tavaly februárban a földrengés súlyos károkat okozott a japán Renesas Electronicsnak, a világ egyik legnagyobb chipbeszállítójának.
Az autógyártók téves megítélése a járműbe épített chipek iránti kereslettel kapcsolatban, valamint az a tény, hogy az upstream gyárak a járműbe épített chipek gyártási kapacitását fogyasztói chipekké alakították át az anyagköltségek garantálása érdekében, ahhoz vezetett, hogy az MCU és a CIS esetében van a legnagyobb átfedés az autóipari chipek és a mainstream elektronikai termékek között. (CMOS képérzékelő) komoly hiány mutatkozik.
Technikai szempontból legalább 40 féle hagyományos autóipari félvezető eszköz létezik, és a használt kerékpárok teljes száma 500-600, amelyek főként mikrovezérlőket, teljesítmény-félvezetőket (IGBT, MOSFET stb.), érzékelőket és különféle analóg eszközöket tartalmaznak. Az önvezető járművekben számos terméket is használnak, mint például ADAS segédchipek, CIS, AI processzorok, lidarok, milliméteres hullámú radarok és MEMS.
A járművek iránti kereslet száma alapján a leginkább érintett ebben az alapvető hiányválságban az a hagyományos autó, amelyhez több mint 70 MCU chipre van szükség, és az autóipari MCU-k az ESP (elektronikus stabilitásprogram-rendszer) és az ECU (a jármű fő vezérlőchipjének fő alkotóelemei). A Great Wall által a tavalyi év óta sokszor említett Haval H6 visszaesésének fő okát példaként véve, a Great Wall azt mondta, hogy a H6 több hónapos súlyos eladási visszaesése a használt Bosch ESP elégtelen kínálatának tudható be. A korábban népszerű Euler Black Cat és White Cat szintén bejelentette a gyártás ideiglenes felfüggesztését idén márciusban olyan problémák miatt, mint az ESP-ellátás csökkentése és a chipek árának emelkedése.
Kínos módon, bár az autóipari chipgyárak 2021-ben új ostyagyártó sorokat építenek és engedélyeznek, és megpróbálják az autóipari chipek folyamatát a régi gyártósorra, majd a jövőben az új 12 hüvelykes gyártósorra átvinni a termelési kapacitás növelése és a méretgazdaságosság elérése érdekében, a félvezető berendezések szállítási ciklusa azonban gyakran több mint fél év. Ezenkívül hosszú időt vesz igénybe a gyártósor beállítása, a termékellenőrzés és a termelési kapacitás bővítése, ami miatt az új termelési kapacitás valószínűleg 2023-2024-ben lesz hatékony.
Érdemes megemlíteni, hogy bár a nyomás már régóta tart, az autógyártók továbbra is optimisták a piaccal kapcsolatban. Az új chipgyártó kapacitás pedig a jelenlegi legnagyobb chipgyártó kapacitásválságot hivatott megoldani a jövőben.
2. Új csatatér az elektromos intelligencia kezében
Az autóipar számára azonban a jelenlegi chipválság megoldása csak a jelenlegi piaci kínálati és keresleti aszimmetria sürgető igényét oldhatja meg. Az elektromos és intelligens iparágak átalakulásával szembesülve az autóipari chipek kínálati nyomása a jövőben csak exponenciálisan fog növekedni.
Az elektromos termékek integrált járművezérlése iránti növekvő kereslettel, valamint a FOTA korszerűsítésének és az automatikus vezetésnek a pillanatában az új energiahordozókkal működő járművekben használt chipek száma az üzemanyaggal működő járművek korszakában 500-600-ról 1000-re 1200-ra nőtt. A fajok száma is 40-ről 150-re nőtt.
Egyes autóipari szakértők szerint a csúcskategóriás intelligens elektromos járművek területén a jövőben az egyes járművekben használt chipek száma többszörösére, több mint 3000 darabra fog növekedni, az autóipari félvezetők aránya a teljes jármű anyagköltségében pedig a 2019-es 4%-ról 2025-re 12%-ra, 2030-ra pedig akár 20%-ra is emelkedhet. Ez nemcsak azt jelenti, hogy az elektromos intelligencia korában a járművekben használt chipek iránti kereslet növekszik, hanem a járművekhez szükséges chipek technikai nehézségeinek és költségeinek gyors növekedését is tükrözi.
A hagyományos OEM-ekkel ellentétben, ahol az üzemanyaggal működő járművek chipjeinek 70%-a 40-45 nm-es, 25%-a pedig 45 nm feletti, alacsony specifikációjú chip, a piacon lévő mainstream és csúcskategóriás elektromos járművekben a 40-45 nm-es eljárással készült chipek aránya 25%-ra, 45%-ra csökkent, míg a 45 nm feletti eljárással készült chipek aránya mindössze 5%. Technikai szempontból a 40 nm alatti érett, csúcskategóriás eljárással készült chipek, valamint a fejlettebb 10 nm-es és 7 nm-es eljárással készült chipek kétségtelenül új versenyterületet jelentenek az autóipar új korszakában.
A Hushan Capital által 2019-ben közzétett felmérés szerint a teljesítmény-félvezetők aránya a teljes járműben gyorsan nőtt az üzemanyaggal működő járművek korszakában tapasztalható 21%-ról 55%-ra, míg az MCU-chipek aránya 23%-ról 11%-ra esett vissza.
A különböző gyártók által bejelentett bővülő chipgyártási kapacitás azonban még mindig többnyire a motor/alváz/karosszéria vezérléséért jelenleg felelős hagyományos MCU chipekre korlátozódik.
Az elektromos intelligens járművek esetében jelentősen megnőtt a kereslet az autonóm vezetés érzékeléséért és fúziójáért felelős mesterséges intelligencia chipek, az olyan teljesítménymodulok, mint az IGBT (szigetelt kapus kettős tranzisztor), amelyek az energiaátalakításért felelősek, valamint az autonóm vezetési radarok monitorozásához szükséges érzékelő chipek iránt. Ez valószínűleg egy újabb „alapvető hiány” problémáját fogja jelenteni, amellyel az autógyártók a következő szakaszban szembesülni fognak.
Az új szakaszban azonban az autógyártókat nem a külső tényezők által beavatott termelési kapacitás problémája akadályozhatja, hanem a chip technikai oldal által korlátozott "nyaka".
Az intelligencia által generált mesterséges intelligencia chipek iránti keresletet tekintve, az autonóm vezetési szoftverek számítási volumene már elérte a kétszámjegyű TOPS (billió művelet másodpercenként) szintet, és a hagyományos autóipari MCU-k számítási teljesítménye aligha tudja kielégíteni az önvezető járművek számítási igényeit. Az olyan mesterséges intelligencia chipek, mint a GPU-k, FPGA-k és ASIC-ek, megjelentek az autóipari piacon.
A tavalyi év első felében a Horizon hivatalosan is bejelentette harmadik generációs, járműipari termékének, a Journey 5 sorozatú chipeknek a megjelenését. A hivatalos adatok szerint a Journey 5 sorozatú chipek 96TOPS számítási teljesítménnyel, 20 W energiafogyasztással és 4,8TOPS/W energiahatékonysági aránnyal rendelkeznek. A Tesla által 2019-ben kiadott FSD (teljesen autonóm vezetési funkció) chip 16 nm-es gyártástechnológiájához képest egyetlen, 72TOPS számítási teljesítménnyel, 36 W energiafogyasztással és 2TOPS/W energiahatékonysági aránnyal rendelkező chip paraméterei jelentősen javultak. Ez az eredmény számos autógyártó, köztük a SAIC, a BYD, a Great Wall Motor, a Chery és az Ideal kegyeit és együttműködését is elnyerte.
Az intelligencia által vezérelt iparági involúció rendkívül gyors volt. A Tesla FSD-jétől kezdve a mesterséges intelligencia által vezérelt fővezérlő chipek fejlesztése olyan, mint Pandora szelencéjének kinyitása. Röviddel a Journey 5 után az NVIDIA gyorsan kiadta az egychipes Orin chipet. A számítási teljesítmény 254TOPS-ra nőtt. A technikai tartalékok tekintetében az Nvidia tavaly még egy Atlan SoC chipet is bemutatott a nyilvánosság számára, amelynek egyetlen számítási teljesítménye elérte az 1000TOPS-t. Jelenleg az NVIDIA szilárdan monopolhelyzetben van az autóipari fővezérlő chipek GPU-piacán, egész évben 70%-os piaci részesedéssel.
Bár a mobiltelefon-óriás Huawei belépése az autóiparba versenyhullámokat indított el az autóipari chipek piacán, köztudott, hogy külső tényezők befolyása alatt a Huawei gazdag tervezési tapasztalattal rendelkezik a 7 nm-es eljárással készült SoC-k terén, de nem tud segíteni a vezető chipgyártóknak a piac előmozdításában.
Kutatóintézetek feltételezése szerint a mesterséges intelligenciával hajtott chipkerékpárok értéke gyorsan emelkedik a 2019-es 100 USD-ről 2025-re több mint 1000 USD-re; ugyanakkor a hazai autóipari mesterséges intelligenciával hajtott chippiac is 900 millió USD-ről (2019) 91 millió USD-re (2025) fog növekedni. Ez százmillió USD. A piaci kereslet gyors növekedése és a magas színvonalú chipek technológiai monopolhelyzete kétségtelenül még nehezebbé teszi az autógyártók jövőbeli intelligens fejlesztését.
A mesterséges intelligencia chipek piacán tapasztalható kereslethez hasonlóan az IGBT, mint fontos félvezető komponens (beleértve a chipeket, szigetelő aljzatokat, csatlakozókat és egyéb anyagokat) az új energiahordozókban, akár 8-10%-os költséghányaddal, szintén mélyreható hatással van az autóipar jövőbeli fejlődésére. Bár a hazai vállalatok, mint például a BYD, a Star Semiconductor és a Silan Microelectronics, elkezdték IGBT-ket szállítani a hazai autógyártóknak, egyelőre a fent említett vállalatok IGBT-gyártási kapacitását még mindig korlátozza a vállalatok mérete, ami megnehezíti a gyorsan növekvő hazai új energiaforrások piacának növekedésének lefedését.
A jó hír az, hogy az IGBT-k SiC-vel való felváltásának következő szakaszában a kínai vállalatok nem sokkal maradnak le az elrendezésben, és az IGBT K+F képességeire épülő SiC tervezési és gyártási kapacitások mielőbbi bővítése várhatóan segíteni fogja az autógyártókat és a technológiákat. A gyártók előnyre tesznek szert a verseny következő szakaszában.
3. Yunyi félvezető, intelligens gyártás
Az autóiparban tapasztalható chiphiány miatt a Yunyi elkötelezett a félvezető anyagok ellátási problémájának megoldása iránt az autóiparban dolgozó ügyfelek számára. Ha többet szeretne megtudni a Yunyi Semiconductor tartozékairól és érdeklődni szeretne, kérjük, kattintson a linkre:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Közzététel ideje: 2022. márc. 25.