從2020年底開始,缺芯問題就成為汽車行業(yè)的最大挑戰(zhàn)。去年1月以來,沒有因此被迫停產或減產的整車廠寥寥無幾。芯片短缺不僅導致汽車行業(yè)產出減少,消費者購車成本增加,還影響到了依賴貨運卡車的運輸行業(yè),繼而影響到全球物流成本,甚至還干擾了眾多開發(fā)自動駕駛乘用車或者卡車的科技企業(yè),汽車行業(yè)缺芯危機成為全球供應鏈乃至疫情中維持世界經(jīng)濟發(fā)展的焦點。因此,了解這場汽車芯片短缺的來龍去脈,缺芯危機何時緩解以及該怎么解決,是業(yè)內人士以及半導體和汽車產業(yè)相關人員的必修一課。
“芯片短缺”是2021年最引人關注的主題之一,無論是財經(jīng)媒體的年度總結,或是券商研究所的明年展望,話題均離不開這個在過去一年間內,讓所有產業(yè)參與者和行業(yè)觀察家撓破頭皮的“人類智慧的結晶”。
不止于宏觀敘事,芯片短缺也影響著我們每個人的日常生活。市場研究機構Susquehanna International Group的數(shù)據(jù)顯示,全球芯片交貨期從2020年初開始持續(xù)上行,最新已達到22.3周。在生活中,我們能感知到的或許是最新款iPhone13推遲發(fā)貨,因為蘋果削減了1000萬臺產量;又或許是特斯拉新車暫時先不裝USB口,原因同樣還是買不到對應的芯片。
在見諸報端的分析中,芯片短缺是近兩年蔓延全球的供應鏈亂象的一部分,原因包括“產能短缺”、“需求爆發(fā)”、“供應鏈受阻”等客觀因素,也包括各種離奇的火災、暴風雪、罷工等意外事件。但要抓住重點,我們應回歸最傳統(tǒng)的“供給-需求”行業(yè)分析框架,看看是怎樣的供求錯配,最終導致全球“缺芯”的局面。
走入2021年,伴隨著3C電子產品出貨量的增加,全球顯示驅動芯片市場也走向了爆發(fā)式增長。根據(jù)CINNOResearch數(shù)據(jù),2021年全球顯示驅動芯片市場規(guī)模預計增至138億美元,增長率將達到56.8%為近年來的最高峰,也為全球集成電路芯片市場中成長力度最大的細分產業(yè)之一。從2010年開始國產顯示屏幕、顯示芯片也迎來了史無前例的時代機遇——顯示屏產業(yè)從日本和韓國興起后,產能已經(jīng)逐步轉移到中國大陸。當前,全球接近60%的屏幕在中國大陸生產。屏幕產能的提升帶動著供應鏈上游的顯示芯片產業(yè)需求量大幅提升。數(shù)據(jù)顯示,2021年顯示驅動芯片的總需求增長至84億顆。過去的很長一段時間,中國國內顯示驅動芯片這一核心零部件環(huán)節(jié)高度依賴進口,長期被日韓、臺灣、美國企業(yè)壟斷,每年國內顯示芯片的采購額高達約60億美金。
緩解受制于人的被動局面,尋求國產替代需求使得顯示驅動芯片國產化的生意火熱。一批國產顯示驅動芯片設計廠商涌現(xiàn),希望補齊中國在顯示驅動芯片的短板。 2020年,一家名為晶瞻科技的企業(yè)成立于日本,天使輪融資后將總部設在北京,主要研發(fā)高端顯示芯片。2020年,晶瞻科技在筆記本和平板領域研發(fā)出全球首款將時序控制和驅動集成在同一顆并采用分布式架構的TED芯片。該芯片核心技術和IP 全部自研并能作到端到端國產化供應鏈研發(fā)。目前,晶瞻科技正在致力于獨立自主設計國產高端筆記本時序控制芯片,希望借助端到端國產化供應鏈突圍顯示芯片市場。 其資方天鷹資本也對這一創(chuàng)始團隊給過極高的評價。天鷹資本認為,該團隊開創(chuàng)了部分代表性高端顯示驅動芯片全球先河,是國內極少數(shù)能在高端芯片領域開辟空間,引領行業(yè)發(fā)展的企業(yè)。在爆火的芯片熱潮下,顯示屏幕和芯片行業(yè)格局及發(fā)展歷程是什么?全球顯示芯片的入局門檻和競爭賽點是什么?顯示芯片國產化迎來了哪些挑戰(zhàn)和機遇?
5月5日,晶瞻科技CEO吉禮明做客「科創(chuàng)最前線會客廳」,就上述問題進行了進一步解析。以下內容基于晶瞻科技CEO吉禮明的訪談整理,由科創(chuàng)最前線&投資人說編輯。顯示屏幕是顯示芯片最重要的載體,顯示芯片市場的發(fā)展規(guī)律、產業(yè)規(guī)律跟顯示屏幕密不可分。顯示驅動芯片,嚴格意義上來講是兩類芯片:一是時序控制芯片 Tcon ,一個是驅動芯片Driver。Tcon可以類比為人類的大腦,Driver可以類比為人的四肢,兩類芯片在不同的應用領域下的產品形態(tài)各不相同。大屏領域,如筆記本屏幕,顯示器屏幕、電視屏幕,Tcon和Driver芯片采用分離式架構,即一個屏幕是由一個Tcon芯片搭配若干個Driver芯片。中屏領域,如平板、車用屏幕面,Tcon和Driver芯片是整合型的。通常叫TED芯片。小屏領域,即手機、穿戴產品,這類產品很小,大多只能用一顆芯片,這要求芯片集成度更高,我們通常稱作DDIC或者TDDI 。
顯示驅動芯片發(fā)展跟屏幕廠緊密相連,這一類芯片的市場規(guī)模全球每年是120億美金,出貨量接近90億顆。顯示屏產業(yè)最早從東亞地區(qū)開始發(fā)展,從日本和韓國興起,到中國臺灣再到中國大陸。當下顯示屏的主要產能已經(jīng)逐步轉移到中國大陸,目前全球超過50%的面板產能在中國大陸,預計到2025 全球60%~70%的面板產能會在中國大陸。
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集微網(wǎng)消息,“從整個芯片行業(yè)來講,我認為疫情以來,汽車芯片短缺行情還沒到真正得到緩解的時候?!痹谡劶靶乱惠喼鳈C廠因芯片短缺減產、停產的原因時,芯擎科技董事兼CEO汪凱博士如是表示。
自1月以來,已有多家主機廠面臨新一輪缺芯困境,其中,美國福特、通用兩大傳統(tǒng)車企率先發(fā)出嚴重減產、停產預警,豐田位于北美的工廠也陷入停產困境,預計其3月份仍將繼續(xù)減產10萬輛汽車,而造成這些車企減產、停產的原因,均指向了芯片短缺。
事實上,進入2022年以來,汽車缺芯仍在持續(xù),根據(jù)權威預測機構AFS最新報告,受芯片短缺影響,截至2月14日,全球累計減產汽車超過了52.7萬輛,遠超此前預期的37萬輛。
芯片短缺并沒有真正得到緩解
自去年3季度開始,行業(yè)主流觀點認為,汽車芯片的短缺行情開始逐步緩解。歷經(jīng)2個季度的過渡期,汽車行業(yè)的缺芯行情本應向積極方向發(fā)展,不過從今年1月份各國的汽車銷量看,事實似乎并非如此。
根據(jù)MarkLines統(tǒng)計數(shù)據(jù),截至目前,1月汽車銷量同比微增的僅有中國(0.9%)等少數(shù)國家和地區(qū),而其他國家和地區(qū),包括巴西(-26.1%)、韓國(-19.2%)、法國(-18.6%)、美國(-9.8%)、日本(-14.2%)、以色列(-23%)、中國臺灣(-17.9%)等在內均同比呈下降趨勢,且不少國家同比下滑幅度超過兩位數(shù)。
更讓人不解的是,中國農歷春節(jié)前后,有多家國際主機廠爆出因汽車芯片短缺而減產、停產的情況,特別是北美地區(qū),福特、通用、豐田位于北美的工廠,減產、停產計劃甚至已經(jīng)安排到4月份,他們正常的汽車生產受到了嚴重挑戰(zhàn)。其中,豐田年度汽車產量也從900萬輛下調到850萬輛。
事實上,因汽車芯片短缺引發(fā)的減產、停產已在全球再次上演。近日,梅賽德斯-奔馳發(fā)言人也透露,因汽車芯片短缺,該公司已在德國市場暫停接受E級車的訂單,同時暫停在整個歐洲接受G級車的新訂單。
另據(jù)權威預測機構AutoForecast Solutions(AFS)最新報告,截至2月14日,受芯片短缺影響,今年全球累計減產汽車已超過了52.7萬輛,遠超此前預期的37萬輛。
從如上汽車產銷市場實際數(shù)據(jù)表明,缺芯情況并沒有如預期般迎來緩解,相反,缺芯情況在持續(xù),甚至出現(xiàn)加劇的情況。
對此,芯擎科技董事兼CEO汪凱博士分析稱:“根據(jù)疫情情況以及汽車行業(yè)特性分析,從整個芯片行業(yè)來講,我認為疫情以來,汽車芯片短缺行情還沒到真正得到緩解的時候。”
汪凱博士解釋稱,2020年疫情蔓延全球,導致汽車消費市場需求下降,并快速傳導到上游芯片行業(yè),致使原本用于汽車芯片生產的產能被用于其他領域。
而后疫情時代,汽車消費市場快速恢復,讓上游產業(yè)鏈沒有足夠的反應時間,被疫情延后的汽車消費需求疊加新的汽車消費需求,導致消費市場需求激增;而制造端因疫情減產后,產業(yè)鏈產能大幅下降。一增一降,使得需求端的增速不是3%~5%,可能變成數(shù)倍的增長。而產能的增加又是一個緩慢的過程,新增的需求只能不斷延后。
汽車芯片采用的前道工序工藝仍然為40納米以上的成熟工藝和傳統(tǒng)工藝,這兩者占到燃油車用汽車芯片95%。這些芯片產品主要包括汽車分布式電子架構中用到的各類微處理器、電源芯片、數(shù)據(jù)鏈芯片和接口芯片等。智能電動汽車的出現(xiàn)使得先進制程和尖端制程的芯片用量大增,但是考慮到當前智能電動汽車的市占率,汽車產業(yè)對芯片的需求還是以成熟工藝和傳統(tǒng)工藝為主。
在生產端, 半導體產業(yè)的產能擴充比較謹慎,年增長率只有6%左右。晶圓廠資本支出集中在40納米之下的先進制程和尖端制程,并且為12寸產線,這部分的年復合增長率在2020-2022年達到26%。而對于汽車芯片所依賴的成熟制程和傳統(tǒng)制程晶圓生產線,半導體供應商的擴產更為保守,例如傳統(tǒng)制程的產能增長速度中只有2%。
對此英飛凌科技首席執(zhí)行官Reinhard Ploss解釋到,汽車行業(yè)習慣于用低價采購芯片,導致(半導體供應商)沒有動力擴大產能。安森美半導體首席執(zhí)行官 Hassan El-khory也有類似的表述,整車廠大多采用Just-in-Time準時化管理模式,要求芯片供應商被動的配合——半導體廠商花幾年時間,幾億到數(shù)十億美元建立的芯片產能,可能在生產前30天時間被整車廠取消訂單。因此,半導體廠商對產能的擴充慎之又慎。
以筆者的經(jīng)歷為例,管理層不僅要求擴產的投資回報率ROI在18個月之內,并且要求產品線經(jīng)理對客戶需求預測的信心水準(Confidence Level)在80%以上,否則寧愿放棄從客戶額外需求中可能獲得的收益。即使同意投入,也至少要每半年或每個季度審查客戶需求是否仍然存在。如果情況有變,需要立即施行應急計劃,包括且不限于找到替代客戶、轉移產能至其他產品或產品線、取消擴產計劃等。