Mặc dù trong nửa cuối năm 2021, một số công ty ô tô đã chỉ ra rằng vấn đề thiếu chip vào năm 2022 sẽ được cải thiện, nhưng các OEM đã tăng cường mua hàng và tâm lý cạnh tranh với nhau, cùng với việc cung cấp 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 nay vẫn đang 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 trí tuệ, chuỗi cung ứng chip công nghiệp cũng sẽ có những thay đổi mạnh mẽ.
1. Nỗi đau của MCU vì thiếu cốt lõi
Bây giờ nhìn lại tình trạng thiếu lõi bắt đầu từ cuối năm 2020, đợt bùng phát chắc chắn là nguyên nhân chính gây ra sự mất cân đối 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 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 thì ngược lại. các nhà thiết kế chip lo ngại, các xưởng đúc chip cũng như các công ty đóng gói và thử nghiệm đã bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các vấn đề như lệnh đóng cửa của dịch bệnh.
Các nhà máy sản xuất chip thuộc các ngành sử dụng nhiều lao động sẽ thiếu nhân lực trầm trọng và vòng quay vốn kém trong năm 2020. Sau khi thiết kế chip thượng nguồn chuyển sang nhu cầu của các hãng ô tô nên chưa thể lên lịch sản xuất đầy đủ, gây khó khăn để các con chip được cung cấp hết công suất. Vào tay các nhà máy sản xuất ô tô, xuất hiện tình trạng không đủ năng lực sản xuất ô tô.
Vào tháng 8 năm ngoái, nhà máy Muar của STMicroelectronics ở Muar, Malaysia đã buộc phải đóng cửa một số nhà máy do ảnh hưởng của dịch bệnh vương miện mới, và việc ngừng hoạt động trực tiếp dẫn đến việc cung cấp chip cho Bosch ESP/IPB, VCU, TCU và các hệ thống khác đang trong tình trạng gián đoạn cung cấp trong thời gian dài.
Ngoài ra, trong năm 2021, những thiên tai đi kèm như động đất, 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 thiệt hại nặng nề cho Renesas Electronics của Nhật Bản, một trong những nhà cung cấp chip lớn trên thế giới.
Việc đánh giá sai về nhu cầu chip trong xe của các công ty ô tô, cùng với việc các nhà máy đầu nguồn đã chuyển đổi năng lực sản xuất chip trong xe thành chip tiêu dùng để đảm bảo chi phí nguyên vật liệu, đã dẫn đến MCU và CIS có sự trùng lặp cao nhất giữa chip ô tô và các sản phẩm điện tử phổ thông. (Cảm biến hình ảnh CMOS) đang thiếu trầm trọng.
Từ quan điểm kỹ thuật, có ít nhất 40 loại thiết bị bán dẫn ô tô truyền thống và tổng số xe đạp được sử dụng là 500-600, trong đó chủ yếu bao gồm MCU, chất bán dẫn điện (IGBT, MOSFET, v.v.), cảm biến và nhiều loại khác nhau. các thiết bị tương tự. Xe tự hành cũng Một loạt sản phẩm như chip phụ trợ ADAS, CIS, bộ xử lý AI, lidars, radar sóng milimet và MEMS sẽ được sử dụng.
Theo số lượng nhu cầu xe, bị ảnh hưởng nhiều nhất trong cuộc khủng hoảng thiếu hụt cốt lõi này là một chiếc ô tô 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 nguyên nhân chính dẫn đến sự sụt giảm của Haval H6 được Great Wall đưa ra nhiều lần kể từ năm ngoái làm ví dụ, Great Wall cho rằng doanh số bán hàng của H6 sụt giảm nghiêm trọng trong nhiều tháng là do nguồn cung Bosch ESP mà hãng sử dụng không đủ. Euler Black Cat và White Cat nổi tiếng trước đây cũng đã tuyên bố tạm dừng sản xuất vào tháng 3 năm nay do các vấn đề như cắt giảm nguồn cung ESP và tăng giá chip.
Điều đáng xấu hổ là mặc dù các nhà máy sản xuất chip ô tô đang xây dựng và kích hoạt các dây chuyền sản xuất wafer mới vào năm 2021, đồng thời cố gắng chuyển quy trình chip ô tô sang dây chuyền sản xuất cũ và dây chuyền sản xuất 12 inch mới trong tương lai, nhằm tăng năng lực sản xuất và đạt được tính kinh tế theo quy mô, tuy nhiên, chu kỳ phân phối thiết bị bán dẫn thường kéo dài hơn nửa năm. Ngoài ra, việc điều chỉnh dây chuyền, kiểm định sản phẩm và nâng cao năng lực sản xuất mất nhiều thời gian nên năng lực sản xuất mới có khả năng phát huy tác dụng vào năm 2023-2024. .
Điều đáng nói, dù áp lực kéo dài đã lâu nhưng các hãng xe vẫn lạc quan về thị trường. Và năng lực sản xuất chip mới nhằm giải quyết cuộc khủng hoảng năng lực sản xuất chip lớn nhất hiện nay trong tương lai.
2. Chiến trường mới dưới điện thông minh
Tuy nhiên, đối với ngành công nghiệp ô tô, việc giải quyết cuộc khủng hoảng chip hiện tại có thể chỉ giải quyết được nhu cầu cấp thiết về sự bất cân xứng cung cầu thị trường hiện nay. Trước sự chuyển đổi của các ngành công nghiệp điện và thông minh, áp lực cung cấp chip ô tô sẽ chỉ tăng theo cấp số nhân trong tương lai.
Với nhu cầu điều khiển tích hợp phương tiện của các sản phẩm điện khí hóa ngày càng tăng, đồng thời với thời điểm FOTA nâng cấp và lái tự động, số lượng chip dành cho phương tiện sử dụng năng lượng mới đã được nâng cấp từ 500-600 trong thời đại xe chạy nhiên liệu lên 1.000 lên 1.200. Số lượng loài cũng tăng từ 40 lên 150.
Một số chuyên gia trong ngành ô tô cho rằng, trong lĩnh vực xe điện thông minh cao cấp trong tương lai, số lượng chip đơn cho một chiếc xe sẽ tăng gấp mấy lần lên hơn 3.000 chiếc và tỷ trọng chất bán dẫn ô tô trong giá nguyên liệu của toàn bộ phương tiện 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 điện thông minh, nhu cầu về chip cho phương tiện giao thông ngày càng tăng mà nó còn phản ánh sự gia tăng nhanh chóng về độ khó kỹ thuật và chi phí chip cần thiết cho ô tô.
Không giống như các OEM truyền thống, nơi 70% chip dành cho xe chạy nhiên liệu là 40-45nm và 25% là chip có thông số kỹ thuật thấp trên 45nm, tỷ lệ chip ở quy trình 40-45nm dành cho xe điện phổ thông và cao cấp trên thị trường đã có giảm xuống còn 25%. 45%, trong khi tỷ lệ chip tiến trình trên 45nm chỉ là 5%. Từ quan điểm kỹ thuật, chip xử lý cao cấp trưởng thành dưới 40nm và chip xử lý 10nm và 7nm tiên tiến hơn chắc chắn là những 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 trong toàn bộ xe đã tăng nhanh 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 mở rộng được các nhà sản xuất khác nhau tiết lộ hầu hết vẫn chỉ giới hạn ở các chip MCU truyền thống hiện chịu trách nhiệm điều khiển động cơ/khung gầm/thân xe.
Đối với các phương tiện chạy điện thông minh, chip AI chịu trách nhiệm về nhận thức và kết hợp lái xe tự động; các mô-đun nguồn như IGBT (transistor kép có cổng cách điện) chịu trách nhiệm chuyển đổi nguồn điện; chip cảm biến để giám sát radar lái xe tự động có nhu cầu tăng lên đáng kể. Rất có thể nó sẽ trở thành một vòng vấn đề “thiếu cốt lõi” mới mà các hãng xe sẽ phải đối mặt trong giai đoạn tiếp theo.
Tuy nhiên, trong giai đoạn mới, điều cản trở các hãng ô tô có thể không phải là vấn đề năng lực sản xuất bị can thiệp bởi các yếu tố bên ngoài mà là việc “kẹt cổ” chip bị hạn chế bởi phía 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 khả năng tính toán của MCU ô tô truyền thống khó có thể đáp ứng yêu cầu tính toán của các phương tiện tự lái. Các chip AI như GPU, FPGA và ASIC đã gia nhập thị trường ô tô.
Vào nửa đầu năm ngoái, Horizon đã chính thức thông báo rằng sản phẩm cấp xe thế hệ thứ ba, chip dòng Journey 5, đã chính thức được phát hành. Theo dữ liệu chính thức, chip dòng Journey 5 có công suất tính toán 96TOPS, mức tiêu thụ điện năng 20W và tỷ lệ tiết kiệm 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 năm 2019, các thông số của một con chip đơn có công suất tính toán 72TOPS, mức tiêu thụ điện năng 36W và tỷ lệ hiệu suất năng lượng 2TOPS/W có được cải thiện rất nhiều. Thành tích này cũng đã giành được sự ưu ái và hợp tác của nhiều hãng ô tô trong đó có SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery, Ideal.
Được thúc đẩy bởi trí thông minh, sự phát triển của ngành đã diễn ra cực kỳ nhanh chóng. Bắt đầu từ FSD của Tesla, việc phát triển chip điều khiển chính AI giống như mở chiếc hộp Pandora. Ngay sau Journey 5, NVIDIA đã nhanh chóng cho ra mắt chip Orin sẽ là chip đơn. Sức mạnh tính toán đã tăng lên 254TOPS. Về mặt dự trữ kỹ thuật, Nvidia thậm chí còn giới thiệu trước công chúng một con chip Atlan SoC với sức mạnh tính toán duy nhất lên tới 1000TOPS vào năm ngoái. Hiện tại, NVIDIA đang nắm chắc vị trí độc quyền trên thị trường GPU 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 ô tô đã tạo ra làn sóng cạnh tranh trong ngành chip ô tô, ai cũng biết rằng dưới sự can thiệp của các yếu tố bên ngoài, Huawei có kinh nghiệm thiết kế phong phú về SoC quy trình 7nm, nhưng không thể giúp đỡ các nhà sản xuất chip hàng đầu. xúc tiến thị trường.
Các tổ chức nghiên cứu suy đoán rằng giá trị của xe đạp chip AI đang tăng nhanh từ 100 USD vào năm 2019 lên hơn 1.000 USD vào năm 2025; đồng thời, thị trường chip AI ô tô trong nước cũng sẽ tăng từ 900 triệu USD năm 2019 lên 91 triệu USD vào năm 2025. Một trăm triệu USD. 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 hãng ô tô càng 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 phương tiện năng lượng mới với tỷ lệ chi phí lên tới 8-10%, cũng có 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 hãng ô tô trong nước, nhưng hiện tại, năng lực sản xuất IGBT của các công ty nêu trên vẫn còn hạn chế do quy mô của các công ty, gây khó khăn cho việc cung cấp IGBT. đáp ứng các nguồn năng lượng mới trong nước đang gia tăng nhanh chóng. tăng trưởng thị trường.
Tin tốt là khi đối mặt với giai đoạn tiếp theo của việc SiC thay thế IGBT, các công ty Trung Quốc không hề bị tụt lại phía sau trong cách bố trí và việc mở rộng khả năng thiết kế và sản xuất SiC dựa trên khả năng R&D của IGBT càng sớm càng tốt dự kiến sẽ giúp các công ty ô tô và công nghệ. Các nhà sản xuất đạt được lợi thế trong giai đoạn cạnh tranh tiếp theo.
3. Chất bán dẫn Yunyi, sản xuất thông minh cốt lõi
Đối mặt với tình trạng thiếu 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 ô tô. Nếu bạn muốn biết về các phụ kiện Bán dẫn Yunyi và đặt câu hỏi, vui lòng nhấp vào liên kết:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Thời gian đăng: 25-03-2022