Mặc dù trong nửa cuối năm 2021, một số hãng xe chỉ ra rằng vấn đề thiếu hụt chip vào năm 2022 sẽ được cải thiện, nhưng các OEM đã tăng cường mua hàng và có tâm lý chơi với nhau, cùng với nguồn cung năng lực sản xuất chip cấp ô tô trưởng thành. Các doanh nghiệp vẫn đang trong giai đoạn mở rộng năng lực sản xuất và thị trường toàn cầu hiện tại vẫn bị ảnh hưởng nghiêm trọng do thiếu lõi.
Đồng thời, với sự chuyển đổi nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô theo hướng điện khí hóa và thông minh, chuỗi cung ứng chip công nghiệp cũng sẽ có những thay đổi mạnh mẽ.
1. Nỗi đau của MCU khi thiếu cốt lõi
Bây giờ nhìn lại tình trạng thiếu hụt lõi bắt đầu từ cuối năm 2020, thì dịch bệnh chắc chắn là nguyên nhân chính gây ra sự mất cân bằng giữa cung và cầu chip ô tô. Mặc dù phân tích sơ bộ về cấu trúc ứng dụng của chip MCU (vi điều khiển) toàn cầu cho thấy từ năm 2019 đến năm 2020, việc phân phối MCU trong các ứng dụng điện tử ô tô sẽ chiếm 33% thị trường ứng dụng hạ nguồn, nhưng so với văn phòng trực tuyến từ xa Đối với các nhà thiết kế chip thượng nguồn, các xưởng đúc chip và các công ty đóng gói và thử nghiệm đã bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các vấn đề như việc đóng cửa dịch bệnh.
Các nhà máy sản xuất chip thuộc các ngành công nghiệp thâm dụng lao động sẽ phải chịu tình trạng thiếu hụt nhân lực nghiêm trọng và vòng quay vốn kém vào năm 2020. Sau khi thiết kế chip thượng nguồn được chuyển thành nhu cầu của các công ty ô tô, họ vẫn chưa thể lên lịch sản xuất đầy đủ, khiến chip khó có thể được giao hết công suất. Trong tay các nhà máy ô tô, tình trạng năng lực sản xuất xe không đủ đã xuất hiện.
Vào tháng 8 năm ngoái, nhà máy Muar của STMicroelectronics tại Muar, Malaysia đã buộc phải đóng cửa một số nhà máy do ảnh hưởng của dịch bệnh do virus corona mới, và việc đóng cửa này đã trực tiếp dẫn đến việc cung cấp chip cho Bosch ESP/IPB, VCU, TCU và các hệ thống khác bị gián đoạn nguồn cung trong một thời gian dài.
Ngoài ra, vào năm 2021, các thảm họa thiên nhiên đi kèm như động đất và hỏa hoạn cũng sẽ khiến một số nhà sản xuất không thể sản xuất trong thời gian ngắn. Vào tháng 2 năm ngoái, trận động đất đã gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho Renesas Electronics của Nhật Bản, một trong những nhà cung cấp chip lớn nhất thế giới.
Việc các công ty ô tô đánh giá sai nhu cầu về chip trong xe, cùng với thực tế là các nhà máy đầu nguồn đã chuyển đổi năng lực sản xuất chip trong xe sang chip tiêu dùng để đảm bảo chi phí vật liệu, đã dẫn đến việc MCU và CIS có mức chồng chéo cao nhất giữa chip ô tô và các sản phẩm điện tử chính thống. (cảm biến hình ảnh CMOS) đang trong tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng.
Về mặt kỹ thuật, có ít nhất 40 loại thiết bị bán dẫn ô tô truyền thống, tổng số xe đạp được sử dụng là 500-600, chủ yếu bao gồm MCU, chất bán dẫn công suất (IGBT, MOSFET, v.v.), cảm biến và các thiết bị tương tự khác nhau. Xe tự hành cũng sẽ sử dụng một loạt các sản phẩm như chip phụ trợ ADAS, CIS, bộ xử lý AI, lidar, radar sóng milimet và MEMS.
Theo số lượng nhu cầu xe, đối tượng bị ảnh hưởng nhiều nhất trong cuộc khủng hoảng thiếu hụt cốt lõi này là một chiếc xe truyền thống cần hơn 70 chip MCU, và MCU ô tô là ESP (Hệ thống chương trình ổn định điện tử) và ECU (Các thành phần chính của chip điều khiển chính của xe). Lấy lý do chính khiến Haval H6 sụt giảm được Great Wall đưa ra nhiều lần kể từ năm ngoái làm ví dụ, Great Wall cho biết doanh số bán hàng của H6 sụt giảm nghiêm trọng trong nhiều tháng là do nguồn cung cấp không đủ của Bosch ESP mà hãng sử dụng. Euler Black Cat và White Cat vốn rất được ưa chuộng trước đây cũng đã thông báo tạm dừng sản xuất vào tháng 3 năm nay do các vấn đề như cắt giảm nguồn cung ESP và giá chip tăng.
Thật đáng xấu hổ, mặc dù các nhà máy sản xuất chip ô tô đang xây dựng và đưa vào hoạt động các dây chuyền sản xuất wafer mới vào năm 2021, và cố gắng chuyển quy trình sản xuất chip ô tô sang dây chuyền sản xuất cũ và dây chuyền sản xuất 12 inch mới trong tương lai, để tăng năng lực sản xuất và đạt được quy mô kinh tế, Tuy nhiên, chu kỳ giao hàng của thiết bị bán dẫn thường kéo dài hơn nửa năm. Ngoài ra, cần nhiều thời gian để điều chỉnh dây chuyền sản xuất, xác minh sản phẩm và cải thiện năng lực sản xuất, khiến năng lực sản xuất mới có khả năng có hiệu lực vào năm 2023-2024.
Điều đáng nói là mặc dù áp lực kéo dài trong thời gian dài, các công ty ô tô vẫn lạc quan về thị trường. Và năng lực sản xuất chip mới được định sẵn sẽ giải quyết cuộc khủng hoảng năng lực sản xuất chip lớn nhất hiện nay trong tương lai.
2. Chiến trường mới dưới sự thông minh của điện tử
Tuy nhiên, đối với ngành công nghiệp ô tô, việc giải quyết cuộc khủng hoảng chip hiện tại chỉ có thể giải quyết nhu cầu cấp thiết của sự bất cân xứng cung cầu trên thị trường hiện tại. Trước sự chuyển đổi của ngành công nghiệp điện tử và thông minh, áp lực cung cấp chip ô tô sẽ chỉ tăng theo cấp số nhân trong tương lai.
Với nhu cầu ngày càng tăng về điều khiển tích hợp xe đối với các sản phẩm điện khí hóa, và tại thời điểm nâng cấp FOTA và lái xe tự động, số lượng chip cho xe năng lượng mới đã được nâng cấp từ 500-600 trong thời đại xe nhiên liệu lên 1.000 đến 1.200. Số lượng loài cũng đã tăng từ 40 lên 150.
Một số chuyên gia trong ngành công nghiệp ô tô cho biết, trong lĩnh vực xe điện thông minh cao cấp trong tương lai, số lượng chip đơn của xe sẽ tăng gấp nhiều lần lên hơn 3.000 chiếc và tỷ lệ chất bán dẫn ô tô trong chi phí vật liệu của toàn bộ xe sẽ tăng từ 4% vào năm 2019 lên 12% vào năm 2025 và có thể tăng lên 20% vào năm 2030. Điều này không chỉ có nghĩa là trong thời đại trí tuệ điện tử, nhu cầu về chip cho xe đang tăng lên mà còn phản ánh sự gia tăng nhanh chóng về độ khó kỹ thuật và chi phí chip cần thiết cho xe.
Không giống như các OEM truyền thống, nơi 70% chip cho xe nhiên liệu là 40-45nm và 25% là chip có thông số kỹ thuật thấp trên 45nm, tỷ lệ chip trong quy trình 40-45nm cho xe điện phổ thông và cao cấp trên thị trường đã giảm xuống còn 25%. 45%, trong khi tỷ lệ chip trên quy trình 45nm chỉ là 5%. Về mặt kỹ thuật, chip quy trình cao cấp trưởng thành dưới 40nm và chip quy trình 10nm và 7nm tiên tiến hơn chắc chắn là các lĩnh vực cạnh tranh mới trong kỷ nguyên mới của ngành công nghiệp ô tô.
Theo báo cáo khảo sát do Hushan Capital công bố năm 2019, tỷ lệ chất bán dẫn điện trên toàn bộ xe đã tăng nhanh chóng từ 21% trong kỷ nguyên xe chạy bằng nhiên liệu lên 55%, trong khi chip MCU đã giảm từ 23% xuống 11%.
Tuy nhiên, năng lực sản xuất chip ngày càng mở rộng được nhiều nhà sản xuất tiết lộ vẫn chủ yếu giới hạn ở các chip MCU truyền thống hiện đang chịu trách nhiệm điều khiển động cơ/khung gầm/thân xe.
Đối với xe điện thông minh, chip AI chịu trách nhiệm về nhận thức và hợp nhất lái xe tự động; mô-đun nguồn như IGBT (transistor kép cổng cách điện) chịu trách nhiệm chuyển đổi năng lượng; chip cảm biến để giám sát radar lái xe tự động có nhu cầu tăng mạnh. Rất có thể sẽ trở thành một vòng mới của các vấn đề "thiếu cốt lõi" mà các công ty ô tô sẽ phải đối mặt trong giai đoạn tiếp theo.
Tuy nhiên, ở giai đoạn mới, điều cản trở các hãng xe có thể không phải là bài toán năng lực sản xuất bị tác động bởi các yếu tố bên ngoài, mà là “cổ kẹt” của con chip bị hạn chế bởi mặt kỹ thuật.
Lấy nhu cầu về chip AI do trí thông minh mang lại làm ví dụ, khối lượng tính toán của phần mềm lái xe tự động đã đạt đến mức TOPS (nghìn tỷ phép tính mỗi giây) hai chữ số và sức mạnh tính toán của MCU ô tô truyền thống khó có thể đáp ứng được yêu cầu tính toán của xe tự hành. Các chip AI như GPU, FPGA và ASIC đã thâm nhập vào thị trường ô tô.
Vào nửa đầu năm ngoái, Horizon đã chính thức công bố sản phẩm thế hệ thứ ba dành cho xe hơi, chip Journey 5 series, đã chính thức được phát hành. Theo dữ liệu chính thức, chip Journey 5 series có sức mạnh tính toán là 96TOPS, mức tiêu thụ điện năng là 20W và tỷ lệ hiệu suất năng lượng là 4,8TOPS/W. So với công nghệ xử lý 16nm của chip FSD (chức năng lái xe hoàn toàn tự động) do Tesla phát hành vào năm 2019, các thông số của một chip đơn có sức mạnh tính toán là 72TOPS, mức tiêu thụ điện năng là 36W và tỷ lệ hiệu suất năng lượng là 2TOPS/W đã được cải thiện đáng kể. Thành tựu này cũng đã giành được sự ủng hộ và hợp tác của nhiều công ty ô tô bao gồm SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery và Ideal.
Được thúc đẩy bởi trí thông minh, sự tiến hóa của ngành công nghiệp đã diễn ra cực kỳ nhanh chóng. Bắt đầu từ FSD của Tesla, sự phát triển của chip điều khiển chính AI giống như mở hộp Pandora. Ngay sau Journey 5, NVIDIA đã nhanh chóng phát hành chip Orin sẽ là chip đơn. Sức mạnh tính toán đã tăng lên 254TOPS. Về mặt dự trữ kỹ thuật, Nvidia thậm chí đã xem trước một chip Atlan SoC với sức mạnh tính toán đơn lên tới 1000TOPS cho công chúng vào năm ngoái. Hiện tại, NVIDIA chiếm giữ vị trí độc quyền vững chắc trên thị trường GPU của chip điều khiển chính ô tô, duy trì thị phần 70% quanh năm.
Mặc dù sự gia nhập của gã khổng lồ điện thoại di động Huawei vào ngành công nghiệp ô tô đã tạo nên làn sóng cạnh tranh trong ngành chip ô tô, nhưng ai cũng biết rằng dưới sự can thiệp của các yếu tố bên ngoài, Huawei có kinh nghiệm thiết kế phong phú trong SoC quy trình 7nm, nhưng không thể giúp các nhà sản xuất chip hàng đầu quảng bá thị trường.
Các viện nghiên cứu suy đoán rằng giá trị của xe đạp chip AI đang tăng nhanh từ 100 đô la Mỹ vào năm 2019 lên hơn 1.000 đô la Mỹ vào năm 2025; đồng thời, thị trường chip AI ô tô trong nước cũng sẽ tăng từ 900 triệu đô la Mỹ vào năm 2019 lên 91 triệu đô la Mỹ vào năm 2025. Một trăm triệu đô la Mỹ. Sự tăng trưởng nhanh chóng của nhu cầu thị trường và sự độc quyền về công nghệ của chip tiêu chuẩn cao chắc chắn sẽ khiến sự phát triển thông minh trong tương lai của các công ty ô tô trở nên khó khăn hơn.
Tương tự như nhu cầu trên thị trường chip AI, IGBT, với tư cách là một thành phần bán dẫn quan trọng (bao gồm chip, chất nền cách điện, thiết bị đầu cuối và các vật liệu khác) trong xe năng lượng mới với tỷ lệ chi phí lên tới 8-10%, cũng có tác động sâu sắc đến sự phát triển trong tương lai của ngành công nghiệp ô tô. Mặc dù các công ty trong nước như BYD, Star Semiconductor và Silan Microelectronics đã bắt đầu cung cấp IGBT cho các công ty ô tô trong nước, nhưng hiện tại, năng lực sản xuất IGBT của các công ty nói trên vẫn bị hạn chế bởi quy mô của các công ty, khiến việc trang trải cho sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường nguồn năng lượng mới trong nước trở nên khó khăn.
Tin tốt là trước giai đoạn tiếp theo của SiC thay thế IGBT, các công ty Trung Quốc không hề tụt hậu trong việc bố trí, và việc mở rộng khả năng thiết kế và sản xuất SiC dựa trên khả năng R&D IGBT càng sớm càng tốt được kỳ vọng sẽ giúp các công ty ô tô và công nghệ. Các nhà sản xuất giành được lợi thế trong giai đoạn cạnh tranh tiếp theo.
3. Yunyi Semiconductor, sản xuất thông minh cốt lõi
Đối mặt với tình trạng thiếu hụt chip trong ngành công nghiệp ô tô, Yunyi cam kết giải quyết vấn đề cung cấp vật liệu bán dẫn cho khách hàng trong ngành công nghiệp ô tô. Nếu bạn muốn biết về phụ kiện Yunyi Semiconductor và thực hiện yêu cầu, vui lòng nhấp vào liên kết:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Thời gian đăng: 25-03-2022