Sebbene nella seconda metà del 2021 alcune case automobilistiche abbiano sottolineato che il problema della carenza di chip nel 2022 sarà migliorato, gli OEM hanno aumentato gli acquisti e una mentalità di gioco tra loro, insieme alla fornitura di capacità matura di produzione di chip di livello automobilistico Le aziende sono ancora nella fase di espansione della capacità produttiva e l’attuale mercato globale è ancora gravemente colpito dalla mancanza di nuclei.
Allo stesso tempo, con la trasformazione accelerata dell’industria automobilistica verso l’elettrificazione e l’intelligenza, anche la catena industriale di fornitura di chip subirà cambiamenti drammatici.
1. Il dolore dell'MCU a causa della mancanza di core
Guardando ora alla carenza di core iniziata alla fine del 2020, l’epidemia è senza dubbio la causa principale dello squilibrio tra domanda e offerta di chip automobilistici. Sebbene un'analisi approssimativa della struttura applicativa dei chip MCU (microcontrollori) globali mostri che dal 2019 al 2020, la distribuzione degli MCU nelle applicazioni elettroniche automobilistiche occuperà il 33% del mercato delle applicazioni a valle, ma rispetto agli uffici remoti online Per quanto riguarda l'upstream I progettisti di chip sono preoccupati, le fonderie di chip e le società di confezionamento e test sono state gravemente colpite da questioni come la chiusura dell’epidemia.
Nel 2020 gli impianti di produzione di chip appartenenti a industrie ad alta intensità di manodopera soffriranno di una grave carenza di manodopera e di uno scarso turnover di capitale. Dopo che la progettazione dei chip a monte è stata trasformata nelle esigenze delle case automobilistiche, queste non sono state in grado di programmare completamente la produzione, rendendola difficile affinché i chip vengano consegnati a piena capacità. Nelle mani della fabbrica automobilistica si presenta una situazione di insufficiente capacità produttiva di veicoli.
Nell'agosto dello scorso anno, lo stabilimento Muar di STMicroelectronics a Muar, in Malesia, è stato costretto a chiudere alcune fabbriche a causa dell'impatto della nuova epidemia di corona, e la chiusura ha portato direttamente alla fornitura di chip per Bosch ESP/IPB, VCU, TCU e altri sistemi si trovano in uno stato di interruzione della fornitura per lungo tempo.
Inoltre, nel 2021, le catastrofi naturali che l’accompagneranno, come terremoti e incendi, impediranno ad alcuni produttori di produrre a breve termine. Nel febbraio dello scorso anno, il terremoto ha causato gravi danni alla giapponese Renesas Electronics, uno dei maggiori fornitori di chip al mondo.
L’errata valutazione della domanda di chip per veicoli da parte delle case automobilistiche, insieme al fatto che le fabbriche a monte hanno convertito la capacità di produzione di chip per veicoli in chip di consumo per garantire il costo dei materiali, ha portato all’MCU e CIS che presentano la maggiore sovrapposizione tra chip automobilistici e prodotti elettronici tradizionali. (sensore immagine CMOS) è in grave carenza.
Da un punto di vista tecnico, esistono almeno 40 tipi di dispositivi semiconduttori automobilistici tradizionali e il numero totale di biciclette utilizzate è 500-600, che includono principalmente MCU, semiconduttori di potenza (IGBT, MOSFET, ecc.), sensori e vari dispositivi analogici. Verranno utilizzati anche veicoli autonomi. Verranno utilizzati una serie di prodotti come chip ausiliari ADAS, CIS, processori AI, lidar, radar a onde millimetriche e MEMS.
In base al numero di richieste di veicoli, il più colpito da questa crisi di carenza fondamentale è che un'auto tradizionale ha bisogno di più di 70 chip MCU e l'MCU automobilistico è ESP (sistema di programma elettronico di stabilità) ed ECU (componenti principali del chip di controllo principale del veicolo ). Prendendo come esempio il motivo principale del declino dell'Haval H6 indicato più volte da Great Wall a partire dall'anno scorso, Great Wall ha affermato che il grave calo delle vendite di H6 in molti mesi è dovuto alla fornitura insufficiente dell'ESP Bosch utilizzato. Anche i già popolari Euler Black Cat e White Cat hanno annunciato una sospensione temporanea della produzione nel marzo di quest'anno a causa di problemi come i tagli alla fornitura di ESP e l'aumento del prezzo dei chip.
È imbarazzante, sebbene le fabbriche di chip per auto stiano costruendo e abilitando nuove linee di produzione di wafer nel 2021 e tentando di trasferire il processo di chip per auto alla vecchia linea di produzione e alla nuova linea di produzione da 12 pollici in futuro, al fine di aumentare la capacità produttiva e ottenere economie di scala, tuttavia, il ciclo di consegna delle apparecchiature per semiconduttori dura spesso più di sei mesi. Inoltre, ci vuole molto tempo per l’adeguamento della linea di produzione, la verifica del prodotto e il miglioramento della capacità produttiva, il che rende probabile che la nuova capacità produttiva diventi operativa nel 2023-2024. .
Vale la pena ricordare che, sebbene la pressione duri da tempo, le case automobilistiche sono ancora ottimiste riguardo al mercato. E la nuova capacità di produzione di chip è destinata a risolvere in futuro l’attuale più grande crisi di capacità di produzione di chip.
2. Nuovo campo di battaglia sotto l'intelligenza elettrica
Tuttavia, per l’industria automobilistica, la risoluzione dell’attuale crisi dei chip potrebbe solo risolvere l’urgente necessità dell’attuale asimmetria della domanda e dell’offerta di mercato. Di fronte alla trasformazione delle industrie elettriche e intelligenti, la pressione dell’offerta di chip automobilistici non potrà che aumentare in modo esponenziale in futuro.
Con la crescente domanda di controllo integrato dei prodotti elettrificati e al momento dell'aggiornamento della FOTA e della guida automatica, il numero di chip per i veicoli a nuova energia è stato aggiornato da 500-600 nell'era dei veicoli a carburante a 1.000-1.200. Anche il numero delle specie è aumentato da 40 a 150.
Alcuni esperti del settore automobilistico hanno affermato che nel campo dei veicoli elettrici intelligenti di fascia alta in futuro il numero di chip per singolo veicolo aumenterà più volte fino a superare i 3.000 pezzi e la percentuale di semiconduttori automobilistici nel costo dei materiali l’intero veicolo aumenterà dal 4% nel 2019 al 12 nel 2025, %, e potrebbe aumentare fino al 20% entro il 2030. Ciò significa non solo che nell’era dell’intelligenza elettrica la domanda di chip per i veicoli è in aumento, ma anche riflette il rapido aumento della difficoltà tecnica e del costo dei chip necessari per i veicoli.
A differenza degli OEM tradizionali, dove il 70% dei chip per i veicoli a carburante sono da 40-45 nm e il 25% sono chip con specifiche basse superiori a 45 nm, la percentuale di chip nel processo a 40-45 nm per i veicoli elettrici tradizionali e di fascia alta sul mercato è aumentata sceso al 25%. 45%, mentre la percentuale di chip con processo superiore a 45 nm è solo del 5%. Da un punto di vista tecnico, i chip di processo maturi di fascia alta inferiori a 40 nm e i chip di processo più avanzati da 10 nm e 7 nm sono senza dubbio nuove aree di competizione nella nuova era dell’industria automobilistica.
Secondo un rapporto di sondaggio pubblicato da Hushan Capital nel 2019, la percentuale di semiconduttori di potenza nell’intero veicolo è rapidamente aumentata dal 21% dell’era dei veicoli a carburante al 55%, mentre i chip MCU sono scesi dal 23% all’11%.
Tuttavia, la capacità di produzione di chip in espansione dichiarata da vari produttori è ancora per lo più limitata ai tradizionali chip MCU attualmente responsabili del controllo di motore/telaio/carrozzeria.
Per i veicoli elettrici intelligenti, chip AI responsabili della percezione e della fusione della guida autonoma; moduli di potenza come IGBT (doppio transistor a gate isolato) responsabili della conversione di potenza; I chip sensore per il monitoraggio radar della guida autonoma hanno notevolmente aumentato la domanda. Molto probabilmente si trasformerà in una nuova serie di problemi legati alla “mancanza di elementi fondamentali” che le case automobilistiche dovranno affrontare nella fase successiva.
Tuttavia, nella nuova fase, ciò che ostacola le case automobilistiche potrebbe non essere il problema della capacità produttiva interferita da fattori esterni, ma il "collo bloccato" del chip limitato dal lato tecnico.
Prendendo come esempio la domanda di chip IA portata dall’intelligenza, il volume di calcolo dei software di guida autonoma ha già raggiunto il livello TOPS (trilioni di operazioni al secondo) a due cifre, e la potenza di calcolo dei tradizionali MCU automobilistici difficilmente può soddisfare i requisiti di calcolo di veicoli autonomi. I chip AI come GPU, FPGA e ASIC sono entrati nel mercato automobilistico.
Nella prima metà dello scorso anno, Horizon ha annunciato ufficialmente il rilascio ufficiale del suo prodotto di terza generazione per veicoli, i chip della serie Journey 5. Secondo i dati ufficiali, i chip della serie Journey 5 hanno una potenza di calcolo di 96TOPS, un consumo energetico di 20W e un rapporto di efficienza energetica di 4,8TOPS/W. . Rispetto alla tecnologia di processo a 16 nm del chip FSD (funzione di guida completamente autonoma) rilasciato da Tesla nel 2019, i parametri di un singolo chip con una potenza di calcolo di 72TOPS, un consumo energetico di 36W e un rapporto di efficienza energetica di 2TOPS/W hanno stato notevolmente migliorato. Questo risultato ha anche conquistato il favore e la collaborazione di molte case automobilistiche tra cui SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery e Ideal.
Spinta dall'intelligenza, l'involuzione del settore è stata estremamente rapida. Partendo dall'FSD di Tesla, lo sviluppo dei chip di controllo principali dell'IA è come aprire un vaso di Pandora. Poco dopo Journey 5, NVIDIA ha rilasciato rapidamente il chip Orin che sarà a chip singolo. La potenza di calcolo è aumentata a 254TOPS. In termini di riserve tecniche, Nvidia ha addirittura presentato in anteprima al pubblico l'anno scorso un chip SoC Atlan con una singola potenza di calcolo fino a 1000TOPS. Attualmente NVIDIA occupa saldamente una posizione di monopolio nel mercato delle GPU dei chip di controllo principali per autoveicoli, mantenendo una quota di mercato del 70% tutto l'anno.
Sebbene l’ingresso del colosso della telefonia mobile Huawei nell’industria automobilistica abbia scatenato ondate di concorrenza nel settore dei chip automobilistici, è noto che sotto l’influenza di fattori esterni Huawei ha una ricca esperienza di progettazione in un SoC con processo produttivo a 7 nm, ma non può aiutare i principali produttori di chip. promozione del mercato.
Gli istituti di ricerca ipotizzano che il valore delle biciclette con chip AI sta aumentando rapidamente da 100 dollari nel 2019 a oltre 1.000 dollari entro il 2025; allo stesso tempo, anche il mercato nazionale dei chip AI per il settore automobilistico aumenterà da 900 milioni di dollari nel 2019 a 91 nel 2025. Cento milioni di dollari. La rapida crescita della domanda del mercato e il monopolio tecnologico dei chip di alto livello renderanno senza dubbio ancora più difficile il futuro sviluppo intelligente delle case automobilistiche.
Analogamente alla domanda nel mercato dei chip AI, anche l'IGBT, come importante componente semiconduttore (compresi chip, substrati isolanti, terminali e altri materiali) nel nuovo veicolo energetico con un rapporto di costo fino all'8-10%, ha un profondo impatto sullo sviluppo futuro dell’industria automobilistica. Sebbene aziende nazionali come BYD, Star Semiconductor e Silan Microelectronics abbiano iniziato a fornire IGBT per le case automobilistiche nazionali, per ora la capacità di produzione di IGBT delle società sopra menzionate è ancora limitata dalle dimensioni delle società, rendendo difficile coprire le nuove fonti energetiche nazionali in rapida crescita. crescita del mercato.
La buona notizia è che di fronte alla prossima fase di sostituzione degli IGBT con il SiC, le aziende cinesi non sono molto indietro nel layout e si prevede che l’espansione delle capacità di progettazione e produzione di SiC basate sulle capacità di ricerca e sviluppo degli IGBT il più presto possibile aiuterà le aziende automobilistiche e tecnologie. I produttori guadagnano un vantaggio nella fase successiva della competizione.
3. Yunyi Semiconductor, produzione intelligente di base
Di fronte alla carenza di chip nell'industria automobilistica, Yunyi si impegna a risolvere il problema della fornitura di materiali semiconduttori per i clienti dell'industria automobilistica. Se desideri conoscere gli accessori Yunyi Semiconductor e inviare una richiesta, fai clic sul collegamento:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Orario di pubblicazione: 25 marzo 2022