Obwohl einige Automobilhersteller in der zweiten Jahreshälfte 2021 darauf hinwiesen, dass sich das Problem der Chipknappheit im Jahr 2022 verbessern wird, haben die OEMs ihre Einkäufe erhöht und eine Spielmentalität untereinander gepaart mit der Bereitstellung ausgereifter Produktionskapazitäten für Chips in Automobilqualität Die Unternehmen befinden sich immer noch in der Phase des Ausbaus ihrer Produktionskapazitäten und der derzeitige Weltmarkt ist immer noch stark vom Mangel an Kernen betroffen.
Gleichzeitig wird sich mit der beschleunigten Transformation der Automobilindustrie hin zu Elektrifizierung und Intelligenz auch die industrielle Chip-Lieferkette dramatisch verändern.
1. Der Schmerz der MCU unter dem Mangel an Kern
Wenn man nun auf die Kernknappheit zurückblickt, die Ende 2020 begann, ist der Ausbruch zweifellos die Hauptursache für das Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage bei Automobilchips.Eine grobe Analyse der Anwendungsstruktur globaler MCU-Chips (Mikrocontroller) zeigt zwar, dass die Verteilung von MCUs in Automobilelektronikanwendungen von 2019 bis 2020 33 % des Downstream-Anwendungsmarktes ausmachen wird, im Vergleich zum Remote-Online-Office jedoch so weit Upstream Chip-Designer sind besorgt, Chip-Gießereien sowie Verpackungs- und Testunternehmen sind von Problemen wie dem Ende der Epidemie stark betroffen.
Chipherstellungsbetriebe, die zu arbeitsintensiven Industrien gehören, werden im Jahr 2020 unter einem gravierenden Arbeitskräftemangel und einem schlechten Kapitalumschlag leiden. Nachdem das vorgelagerte Chipdesign auf die Bedürfnisse von Automobilherstellern umgestellt wurde, war es nicht möglich, die Produktion vollständig zu planen, was es schwierig machte damit die Chips voll ausgelastet werden können.In den Händen der Automobilfabrik entsteht die Situation einer unzureichenden Fahrzeugproduktionskapazität.
Im August letzten Jahres musste das Muar-Werk von STMicroelectronics in Muar, Malaysia, aufgrund der Auswirkungen der neuen Kronenepidemie einige Fabriken schließen, und die Schließung führte direkt zur Lieferung von Chips für Bosch ESP/IPB, VCU, TCU und Andere Systeme befinden sich für längere Zeit in einem Zustand der Versorgungsunterbrechung.
Darüber hinaus werden im Jahr 2021 auch die damit einhergehenden Naturkatastrophen wie Erdbeben und Brände dazu führen, dass einige Hersteller kurzfristig nicht produzieren können.Im Februar letzten Jahres verursachte das Erdbeben schwere Schäden beim japanischen Unternehmen Renesas Electronics, einem der weltweit größten Chiplieferanten.
Die Fehleinschätzung der Nachfrage nach Fahrzeugchips durch Automobilhersteller, gepaart mit der Tatsache, dass die vorgelagerten Fabriken die Produktionskapazität von Fahrzeugchips in Verbraucherchips umgewandelt haben, um die Materialkosten zu gewährleisten, hat dazu geführt, dass die MCU und CIS, die die größte Überschneidung zwischen Automobilchips und Mainstream-Elektronikprodukten aufweisen.(CMOS-Bildsensor) besteht ein erheblicher Mangel.
Aus technischer Sicht gibt es mindestens 40 Arten traditioneller Automobil-Halbleiterbauelemente, und die Gesamtzahl der verwendeten Fahrräder beträgt 500–600, darunter hauptsächlich MCU, Leistungshalbleiter (IGBT, MOSFET usw.), Sensoren und vieles mehr analoge Geräte.Auch autonome Fahrzeuge kommen zum Einsatz. Eine Reihe von Produkten wie ADAS-Hilfschips, CIS, KI-Prozessoren, Lidars, Millimeterwellenradar und MEMS werden zum Einsatz kommen.
Entsprechend der Nachfrage nach Fahrzeugen ist in dieser Kernknappheitskrise am stärksten betroffen, dass ein herkömmliches Auto mehr als 70 MCU-Chips benötigt und die Automobil-MCU aus ESP (Electronic Stability Program System) und ECU (Hauptkomponenten des Hauptsteuerchips des Fahrzeugs) besteht ).Als Beispiel nannte Great Wall den seit letztem Jahr mehrfach genannten Hauptgrund für den Rückgang des Haval H6 und sagte, dass der gravierende Verkaufsrückgang von H6 in vielen Monaten auf die unzureichende Versorgung mit dem verwendeten Bosch-ESP zurückzuführen sei.Auch die zuvor beliebten Modelle Euler Black Cat und White Cat kündigten im März dieses Jahres eine vorübergehende Einstellung der Produktion aufgrund von Problemen wie Lieferkürzungen von ESP und Preiserhöhungen bei Chips an.
Peinlich, obwohl Autochipfabriken im Jahr 2021 neue Wafer-Produktionslinien bauen und ermöglichen und versuchen, den Prozess der Autochips in Zukunft auf die alte Produktionslinie und die neue 12-Zoll-Produktionslinie zu übertragen, um die Produktionskapazität zu erhöhen und Skaleneffekte erzielen, allerdings beträgt der Lieferzyklus von Halbleitergeräten oft mehr als ein halbes Jahr.Darüber hinaus dauert die Anpassung der Produktionslinie, die Produktüberprüfung und die Verbesserung der Produktionskapazität lange, sodass die neue Produktionskapazität voraussichtlich im Zeitraum 2023–2024 wirksam werden wird..
Erwähnenswert ist, dass die Automobilhersteller, obwohl der Druck schon lange anhält, immer noch optimistisch in Bezug auf den Markt sind.Und die neue Chip-Produktionskapazität ist dazu bestimmt, die derzeit größte Kapazitätskrise bei der Chip-Produktion in Zukunft zu lösen.
2. Neues Schlachtfeld unter elektrischer Intelligenz
Für die Automobilindustrie könnte die Lösung der aktuellen Chipkrise jedoch nur die dringende Notwendigkeit der aktuellen Asymmetrie von Angebot und Nachfrage auf dem Markt lösen.Angesichts der Transformation der Elektro- und intelligenten Industrie wird der Angebotsdruck bei Automobilchips in Zukunft nur noch exponentiell zunehmen.
Mit der steigenden Nachfrage nach fahrzeugintegrierter Steuerung elektrifizierter Produkte und im Moment des FOTA-Upgrades und des automatischen Fahrens wurde die Anzahl der Chips für Fahrzeuge mit neuer Energie von 500 bis 600 im Zeitalter der Kraftstofffahrzeuge auf 1.000 bis 1.200 erhöht.Auch die Artenzahl ist von 40 auf 150 gestiegen.
Einige Experten der Automobilindustrie sagten, dass im Bereich intelligenter High-End-Elektrofahrzeuge in Zukunft die Anzahl der einzelnen Fahrzeugchips um ein Vielfaches auf über 3.000 Stück steigen wird und der Anteil der Automobilhalbleiter an den Materialkosten ansteigen wird Der Anteil des gesamten Fahrzeugs wird von 4 % im Jahr 2019 auf 12 % im Jahr 2025 steigen und könnte bis 2030 auf 20 % ansteigen. Das bedeutet nicht nur, dass im Zeitalter der elektrischen Intelligenz die Nachfrage nach Chips für Fahrzeuge steigt, sondern auch spiegelt den rasanten Anstieg der technischen Schwierigkeiten und Kosten der für Fahrzeuge benötigten Chips wider.
Im Gegensatz zu herkömmlichen OEMs, bei denen 70 % der Chips für Kraftstofffahrzeuge aus 40-45-nm-Chips und 25 % aus Chips mit niedriger Spezifikation über 45 nm bestehen, ist der Anteil der Chips im 40-45-nm-Prozess für Mainstream- und High-End-Elektrofahrzeuge auf dem Markt gestiegen auf 25 % gesunken.45 %, während der Anteil der Chips über 45 nm Prozess nur 5 % beträgt.Aus technischer Sicht sind ausgereifte High-End-Prozesschips unter 40 nm und fortschrittlichere 10-nm- und 7-nm-Prozesschips zweifellos neue Wettbewerbsbereiche in der neuen Ära der Automobilindustrie.
Laut einem von Hushan Capital im Jahr 2019 veröffentlichten Umfragebericht ist der Anteil der Leistungshalbleiter im gesamten Fahrzeug von 21 % im Zeitalter der Kraftstofffahrzeuge schnell auf 55 % gestiegen, während MCU-Chips von 23 % auf 11 % gesunken sind.
Die von verschiedenen Herstellern bekannt gegebene wachsende Chip-Produktionskapazität beschränkt sich jedoch immer noch größtenteils auf die traditionellen MCU-Chips, die derzeit für die Motor-/Chassis-/Karosseriesteuerung verantwortlich sind.
Für intelligente Elektrofahrzeuge sind KI-Chips verantwortlich für die Wahrnehmung und Fusion des autonomen Fahrens;Leistungsmodule wie IGBT (Insulated Gate Dual Transistor), die für die Leistungsumwandlung verantwortlich sind;Sensorchips für die Radarüberwachung beim autonomen Fahren haben die Nachfrage stark erhöht.Es wird höchstwahrscheinlich zu einer neuen Runde von „Mangel an Kernproblemen“ kommen, mit denen die Automobilunternehmen in der nächsten Phase konfrontiert werden.
Was die Automobilunternehmen in der neuen Phase jedoch behindert, ist möglicherweise nicht das Problem der Produktionskapazität, das durch externe Faktoren beeinträchtigt wird, sondern der „festsitzende Hals“ des Chips, der durch die technische Seite eingeschränkt wird.
Nehmen wir als Beispiel die durch Intelligenz bedingte Nachfrage nach KI-Chips: Das Rechenvolumen autonomer Fahrsoftware hat bereits das zweistellige TOPS-Niveau (Billionen Operationen pro Sekunde) erreicht, und die Rechenleistung herkömmlicher Automobil-MCUs kann die Rechenanforderungen kaum erfüllen autonomer Fahrzeuge.KI-Chips wie GPUs, FPGAs und ASICs sind in den Automobilmarkt vorgedrungen.
In der ersten Hälfte des letzten Jahres gab Horizon offiziell bekannt, dass sein Fahrzeugprodukt der dritten Generation, die Chips der Journey 5-Serie, offiziell veröffentlicht wurde.Offiziellen Daten zufolge verfügen die Chips der Journey 5-Serie über eine Rechenleistung von 96TOPS, einen Stromverbrauch von 20W und ein Energieeffizienzverhältnis von 4,8TOPS/W..Im Vergleich zur 16-nm-Prozesstechnologie des von Tesla im Jahr 2019 veröffentlichten FSD-Chips (vollständig autonome Fahrfunktion) weisen die Parameter eines einzelnen Chips eine Rechenleistung von 72TOPS, einen Stromverbrauch von 36W und ein Energieeffizienzverhältnis von 2TOPS/W auf stark verbessert worden.Dieser Erfolg hat auch die Gunst und Zusammenarbeit vieler Automobilunternehmen gewonnen, darunter SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery und Ideal.
Angetrieben durch Intelligenz verlief die Entwicklung der Branche äußerst schnell.Ausgehend von Teslas FSD gleicht die Entwicklung von KI-Hauptsteuerungschips dem Öffnen der Büchse der Pandora.Kurz nach Journey 5 veröffentlichte NVIDIA schnell den Orin-Chip, der ein Single-Chip sein wird.Die Rechenleistung ist auf 254TOPS gestiegen.Was die technischen Reserven angeht, stellte Nvidia im vergangenen Jahr sogar einen Atlan-SoC-Chip mit einer einzigen Rechenleistung von bis zu 1000 TOPS für die Öffentlichkeit vor.Derzeit nimmt NVIDIA eine feste Monopolstellung auf dem GPU-Markt für Automobil-Hauptsteuerungschips ein und hält das ganze Jahr über einen Marktanteil von 70 %.
Obwohl der Einstieg des Mobiltelefongiganten Huawei in die Automobilindustrie Wellen des Wettbewerbs in der Automobilchipindustrie ausgelöst hat, ist bekannt, dass Huawei unter dem Einfluss externer Faktoren über umfangreiche Designerfahrung in einem 7-nm-Prozess-SoC verfügt, dies jedoch nicht kann Helfen Sie Top-Chipherstellern.Marktförderung.
Forschungseinrichtungen spekulieren, dass der Wert von KI-Chip-Fahrrädern schnell von 100 US-Dollar im Jahr 2019 auf über 1.000 US-Dollar im Jahr 2025 steigt;Gleichzeitig wird auch der inländische Markt für KI-Chips für die Automobilindustrie von 900 Millionen US-Dollar im Jahr 2019 auf 91 Millionen US-Dollar im Jahr 2025 steigen.Das rasante Wachstum der Marktnachfrage und das technologische Monopol auf hochwertige Chips werden die intelligente Entwicklung von Automobilunternehmen in Zukunft zweifellos noch schwieriger machen.
Ähnlich wie die Nachfrage auf dem KI-Chipmarkt hat auch IGBT als wichtige Halbleiterkomponente (einschließlich Chips, Isoliersubstrate, Anschlüsse und andere Materialien) im neuen Energiefahrzeug einen Kostenanteil von bis zu 8-10 % einen tiefgreifenden Einfluss auf die zukünftige Entwicklung der Automobilindustrie.Obwohl inländische Unternehmen wie BYD, Star Semiconductor und Silan Microelectronics damit begonnen haben, IGBTs für inländische Automobilhersteller zu liefern, ist die IGBT-Produktionskapazität der oben genannten Unternehmen derzeit noch durch die Größe der Unternehmen begrenzt, was dies schwierig macht decken die schnell wachsenden inländischen neuen Energiequellen ab.Marktwachstum.
Die gute Nachricht ist, dass chinesische Unternehmen angesichts der nächsten Stufe des SiC-Ersatzes von IGBTs nicht weit hinterherhinken und dass die schnellstmögliche Erweiterung der SiC-Design- und Produktionskapazitäten auf der Grundlage der IGBT-F&E-Fähigkeiten den Automobilherstellern helfen dürfte Technologien.Hersteller verschaffen sich in der nächsten Wettbewerbsstufe einen Vorteil.
3. Yunyi Semiconductor, intelligente Kernfertigung
Angesichts der Chipknappheit in der Automobilindustrie setzt sich Yunyi dafür ein, das Versorgungsproblem von Halbleitermaterialien für Kunden in der Automobilindustrie zu lösen.Wenn Sie mehr über Zubehör von Yunyi Semiconductor erfahren und eine Anfrage stellen möchten, klicken Sie bitte auf den Link:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. März 2022