¿Existe una "crisis" en el suministro de chips?
Este artículo se publicó por primera vez en la cuenta pública de WeChat New Car Lecture
Llegó la noticia de que "Volkswagen se verá obligada a suspender la producción debido al impacto de la capacidad de producción de chips". Todo Internet el 4 de diciembre. El protagonista del incidente es Volkswagen, y el problema subyacente del incidente es la escasez de chips en los vehículos.
Aunque a juzgar por los informes en línea, el alcance de la escasez de chips es global y no exclusivo de China, a juzgar por los resultados del incidente, esta serie de eventos tiene un profundo impacto en China. de los automóviles y el impacto en el mercado de semiconductores de China puede ser mayor y más profundo de lo que pensamos.
Por ello, a partir de hechos concretos, exploramos el profundo impacto de la escasez de chips desde los siguientes aspectos:
1. Las obleas, chips y paquetes de prueba involucrados, desde The Geographic La extensión desde Estados Unidos hasta China es demasiado grande. ¿Cómo controlar los riesgos regionales?
2. ¿Pueden las empresas de automóviles desarrollar sus propios chips de forma independiente? ¿Pueden producir ellos mismos otros chips del automóvil? ¿Los chips ESP y ECU que provocaron esta suspensión de producción por parte de Volkswagen del Norte y del Sur? ¿Existe también riesgo de escasez de modelos de coches nuevos como Tesla, NIO, Xpeng e Ideal?
3. Volkswagen sólo ha dejado de producir en China Además de la escasez mundial de chips para automóviles, ESP y ECU, hay otros factores que no nos atrevemos a mirar directamente: ¿las sanciones? ¿Se ha extendido esta ola de los chips de teléfonos móviles a los chips de automóviles?
Todas las noticias candentes en la industria del automóvil parecen estar relacionadas con "accidentes", y si hay escasez de chips, decenas de fabricantes de automóviles pueden verse afectados. La suspensión de la producción de millones de vehículos es sin duda un accidente grave.
Para que los lectores comprendan mejor los entresijos, resumiré brevemente el incidente reportado por los medios relevantes:
Según los informes, el problema es que la escasez de ESP y ECU hicieron que Volkswagen detuviera la producción. Actualmente hay 7 proveedores de ESP principales en el mundo.
Se divide principalmente en tres facciones: japonesa, coreana y alemana. Los proveedores básicos de japonesa y coreana son empresas de automóviles nacionales o empresas de automóviles dentro del grupo, y un número muy pequeño se suministra al mundo exterior. .
Los proveedores japoneses de ESP incluyen: Aisin, Hitachi y Nissin.
El proveedor coreano de ESP es: Mando.
Los proveedores alemanes de ESP incluyen: Bosch, Continental y ZF.
Entre varios proveedores, Bosch suministra principalmente sus propias marcas y suministra a Mercedes-Benz, Audi, Cadillac, etc.; Continental suministra principalmente a Volkswagen, BMW, PSA y Mercedes-Benz, principalmente a marcas estadounidenses; .
A juzgar por la situación de "interrupción de la producción" de Volkswagen, la razón más probable es que el ESC (es decir, ESP, simplemente llamado de otra manera) de Continental Automobile está agotado.
Según un informe de Yuguan Auto Market, "el inventario de automóviles de China continental es de sólo unas 10.000 unidades, lo que ya no puede satisfacer la demanda del mercado. Según la situación actual, casi el 15% de la capacidad de producción de automóviles de China se verá afectada. La capacidad de producción de automóviles de China en 2019 fue de 2.683 millones de unidades. Según este cálculo, si no se puede reanudar el suministro, 4 millones de unidades de capacidad de producción se verán afectadas al año”
Aprendí de New Cars. Personas relevantes en la fábrica de Volkswagen: "Volkswagen ahora trabaja tres días a la semana, cuatro días a la semana, o dos días a la semana, cinco días a la semana. Esto también puede reflejar que el chip actual". La brecha de oferta en China continental no es, en efecto, optimista.
Actualmente, Volkswagen Golf, Tiguan, Touron, Passat, Audi A3, Skoda Octavia y CC utilizan Continental ESC. Esto significa que no solo los modelos de alta gama, la escasez de ESC afectará la producción y la producción. Escala de ventas. Modelos más grandes de gama media y baja. New Car News recibió noticias de fuentes relevantes: "No solo los modelos de alta gama, la fábrica de Qingdao también ha iniciado turnos únicos para el modelo único Bora. La producción diaria original era de aproximadamente 1200 unidades, pero ahora es solo de 400 a 500 unidades. ."
Cuando pregunté si había algún efecto estacional que provocara la reducción de la producción, la respuesta fue no. Al mismo tiempo, Volvo y Geely, que mantienen una estrecha colaboración con Continental Automobile, también podrían verse afectados.
La mayoría de las empresas de automóviles suministradas por Bosch, especialmente las de nuevas energías, han adoptado el sistema ESP 9.0 combinado con iBooster.
Según un informe de Automotive News la semana pasada, el Grupo Volkswagen, Continental y Bosch advirtieron públicamente ya en septiembre: "La producción de chips automotrices necesarios para la producción de automóviles ha sido difícil debido al impacto de la epidemia. "Es posible que falten componentes ECU y ESP".
Si la cadena de suministro ESP de Bosch es escasa, desde el punto de vista comercial, es más probable que Bosch dé prioridad a grandes clientes como Volkswagen, Mercedes-Benz y BMW. Incluso Tesla corre el riesgo de tener reservas insuficientes de componentes. , entonces los automóviles nuevos nacionales también se verán afectados.
De hecho, la escasez de ESP es sólo una sombra que ha surgido bajo la superficie de este riesgo a gran escala, hay un problema con el suministro de semiconductores de potencia en los componentes electrónicos, es decir, los chips. La verdadera escasez esta vez son los semiconductores de potencia en los componentes electrónicos, es decir, los chips, por lo que no hay escasez de ECU específicas.
La reciente ola de escasez de chips y aumentos de precios no solo se aplica al campo de la automoción, sino también al campo de los chips en general.
Las principales razones de la capacidad de producción de chips insuficiente son las siguientes:
1. Las empresas de semiconductores pueden cumplir con la capacidad de producción programada establecida por los fabricantes de automóviles, pero no pueden cumplir con la producción adicional recién agregada. Incluso si se implementa nueva capacidad de producción, el ciclo será de unos 10 meses.
2. Debido a la epidemia a principios de año, los fabricantes de chips ascendentes tenían expectativas más bajas, lo que llevó al cierre de líneas de producción para ahorrar costos.
3. Debido al rápido aumento de los automóviles inteligentes, la demanda de chips para automóviles se ha expandido en la fabricación, las antiguas líneas de producción se están eliminando y las nuevas líneas de producción no se pueden reponer rápidamente.
Se puede ver que ECU o ESP son solo un microcosmos de los productos después de la escasez de chips. Para la industria automotriz de China, el diseño y la fabricación de chips son elementos clave para el ascenso de las marcas independientes de China en el futuro.
El impacto de la escasez de chips para automoción es a largo plazo Desde la perspectiva de proveedores y OEMs, habrá cambios en tres aspectos.
El primero es el riesgo de precio en las fases anterior y posterior de la cadena de suministro de chips.
Debido a la alta demanda en un corto período de tiempo, aunque los proveedores de primer nivel pueden responder rápidamente, incluso si se alcanza la carga total de fabricación, el problema tardará al menos 6-7 meses en resolverse gradualmente. resolver, y los precios de los fabricantes de chips ascendentes han comenzado a subir, y la pregunta que surge aquí es si los grandes precios del Nivel 1 se estabilizarán o aumentarán.
El segundo es el riesgo de suministro de chips para productos automotrices de gama media y baja.
La escasa capacidad de producción hará que los proveedores del mercado se abastezcan de grandes cantidades de productos, y los fabricantes de chips de obleas ascendentes definitivamente darán prioridad a satisfacer a los grandes clientes. Esta es una relación progresiva, que es la. política de dar prioridad a los grandes clientes. Por lo tanto, los proveedores de segundo nivel y los pequeños y medianos proveedores nacionales experimentarán gradualmente una escasez de suministro y aumentará el impacto de los productos de gama baja y media de las marcas de automóviles independientes.
El tercero es el riesgo de demanda y oferta de chips de marcas independientes.
Tanto las marcas de empresas conjuntas como las marcas independientes se verán afectadas a continuación, y las marcas independientes pueden tener un impacto mayor.
En realidad, esto nos lleva a la primera pregunta que queremos explorar: "Las obleas, chips y paquetes de prueba involucrados abarcan una gran área geográfica desde Estados Unidos hasta China. ¿Cómo controlar los riesgos regionales?" p >
Para comprender este tema, primero debemos comprender dos conceptos: uno es la composición específica de la "cadena" de la cadena de la industria automotriz; el otro son los procesos y fabricantes involucrados en la fabricación de chips;
La primera es la relación de la cadena de suministro ascendente y descendente en la industria electrónica automotriz. Las fundiciones de obleas como TSMC fabrican obleas para el Nivel 2 (fábricas de chips IDM como Infineon y NXP), y el Nivel 2 desciende. El Nivel 1 (integrador de sistemas como Bosch) proporciona el chip, el Nivel 1 integra el chip en el sistema electrónico y, finalmente, el OEM lo ensambla en el vehículo.
Por supuesto, esto es sólo una simple indicación de las relaciones de suministro, y la cadena de suministro automotriz real es compleja y cambiante.
El segundo paso implica el proceso de fabricación del chip. Un chip completo debe pasar por "el diseño arquitectónico, la producción de obleas, el recubrimiento de obleas, la fotolitografía de obleas, el desarrollo y grabado, la implantación de iones, las pruebas y el empaquetado".
Un chip se forma a partir de un circuito integrado tras una serie de operaciones como diseño, fabricación y empaquetado. En términos generales, los circuitos integrados prestan más atención al diseño y disposición de los circuitos, mientras que los chips prestan más atención a los tres aspectos principales de la integración, producción y empaquetado del circuito. Pero en la vida diaria, "circuito integrado" y "chip" suelen utilizarse como el mismo concepto.
El complejo y engorroso proceso de diseño y fabricación de chips es como construir una casa con Lego. Primero, la oblea se utiliza como base y luego el proceso de fabricación del chip se apila capa por capa para producir el chip. chip IC necesario.
Según el informe de McKinsey, la producción de obleas es de hecho el principal factor en la escasez de chips. Desde la perspectiva del diseño de la industria de semiconductores, más del 80% de las fábricas de obleas del mundo están establecidas en el extranjero.
Basándonos en los datos de SEMI, observemos la distribución de la capacidad de producción de los principales proveedores de obleas del mundo.
NXP tiene cinco fábricas de obleas de 8 pulgadas, una de las cuales está ubicada en Singapur, una empresa conjunta con TSMC, con una proporción de participación del 61,2%, y las cuatro restantes están ubicadas en Estados Unidos. adquirió los activos traídos por Freescale ese año.
Las principales bases de fabricación de Infineon incluyen Kulim, Malasia (fábrica de 8 pulgadas); Penang (fábrica de 8 pulgadas), Dresde, Alemania (fábricas de 8 y 12 pulgadas) y Regensburg (fábrica de 8 pulgadas); fábrica) ; Austin, EE. UU. (fábrica de 8 pulgadas), Temecula (fábrica de 6 pulgadas) Villach, Austria, tiene una fábrica de 6 pulgadas, otra de 8 pulgadas y otra de 12 pulgadas;
ST (STMicroelectronics) tiene siete plantas de 8 pulgadas, tres plantas de 6 pulgadas y una planta de 12 pulgadas.
La oblea de 8 pulgadas tiene los campos de aplicación más amplios, abarcando electrónica de consumo, comunicaciones, industria, automóviles, etc. Por lo tanto, la oblea de 8 pulgadas, que apenas es avanzada desde una perspectiva técnica, se ha convertido en un producto principal con el desarrollo de los automóviles inteligentes y las industrias electrónicas.
Un problema aquí es que debido a que el tamaño de la oblea se ha ido haciendo más grande, 12 pulgadas ya es la dirección principal, y la industria no ha predicho la tendencia futura de la oferta y la demanda de obleas de 8 pulgadas.
El número de plantas de fabricación de obleas de 8 pulgadas comenzó a disminuir. Entre 2008 y 2016, se cerraron más de 30 fábricas de obleas de 8 pulgadas y 10 se redirigieron a las de 12 pulgadas. En 2015, solo quedaban 178 líneas de producción de obleas de 8 pulgadas en el mundo.
En los últimos años, a medida que el suministro de obleas de 8 pulgadas se ha vuelto cada vez más limitado, las principales fundiciones de obleas, incluidas Samsung, TSMC y UMC, también han estado ampliando su capacidad de producción. Pero desde la expansión hasta la producción se necesitarán al menos 3 años. Hasta 2019, el número total de fábricas de obleas de 8 pulgadas en todo el mundo era todavía inferior a 180.
Esta es solo la distribución industrial de la parte de las obleas. Si sumamos la alianza de semiconductores de Singapur y Malasia, existe el riesgo de una concentración excesiva en toda la industria mundial de fabricación de chips.
La industria de semiconductores de Singapur ha ido en aumento desde la década de 1960. Albergaba a Chartered Semiconductor, el tercer mayor fabricante de semiconductores del mundo en ese momento, así como la tercera y la décima mayor planta de embalaje y prueba del mundo. : ESTADÍSTICAS ChipPAC y UTAC (UTAC).
En 1968, Intel abrió su primera fábrica en Estados Unidos. Cuatro años después, abrió una filial en Penang. A día de hoy, Intel todavía cuenta con 10 plantas de ensamblaje modernas en Penang, que es su mayor ensamblaje. planta en Penang, la planta de ensamblaje, base experimental y centro de investigación y desarrollo de diseño más grande del mundo. Penang en Malasia también es conocido como el "Silicon Valley del Este".
La llegada de Intel ha atraído a un gran número de empresas occidentales, entre ellas AMD, HP, Clarion, National Semiconductor, Hitachi y Bosch. En su apogeo, un tercio del embalaje y las pruebas de semiconductores del mundo se realizaban aquí. Incluso hoy, la industria de embalaje de Malasia todavía representa el 13% del mercado mundial, lo que la convierte en el séptimo mayor exportador de semiconductores del mundo.
En otras palabras, los dos eslabones principales de la fabricación de chips, "obleas, embalaje y pruebas", se concentran en América del Norte o Nueva Zelanda y Malasia, mientras que la única capacidad de producción nacional aún debe ocuparse de Electrónica de consumo y otros productos Por lo tanto, esta escasez de chips para automóviles puede crear una oportunidad para la industria: "Los chips para automóviles deben localizarse" y fortalecer la "autoinvestigación" y la "autofabricación". industria nacional de chips.
Aunque esta escasez es global y no una represión contra las marcas chinas, también ha hecho sonar la alarma para las marcas independientes de que pueden producirse cortes de suministro en cualquier momento.
Entonces, si los chips automotrices de desarrollo propio pueden resolver el dilema de las marcas independientes depende de dos aspectos:
1. En la actualidad, la brecha de chips en el campo automotriz es solo para componentes electrónicos específicos. En este sentido, Tesla, Weilai, Xpeng y los fabricantes tradicionales son todos similares (Tesla ha desarrollado sus propios chips de conducción autónoma, pero no involucra todos los chips del automóvil).
2. Incluso si es de desarrollo propio, ¿se verá afectado por el lado de fabricación?
Esto es lo que llamamos "la autoinvestigación no significa la fabricación propia". Los chips de desarrollo propio todavía están en el lado del diseño, incluidos Tesla, Huawei, etc. El simple entendimiento es que los diseñadores arquitectónicos tienen. Capacidades de ingeniería como estética y mecánica, pero hay que encontrar un equipo de construcción para la construcción.
Desafortunadamente, nuestro país actualmente no cuenta con un "equipo de construcción" para construir chips de alta gama. Esta es también la razón principal por la que se cortó el suministro de chips de Huawei antes. no tiene la capacidad de producirlos.
Actualmente, sólo Samsung, TSMC e Intel están a punto de romper el nodo de proceso de 7 nm en el mundo. El SMIC de China todavía está estancado en la investigación y el desarrollo de 28 nm a 14 nm, mientras que UMC, GlobalFoundries, etc. han declarado claramente que abandonarán los 7 nm.
Es decir, aunque una marca china opte por desarrollarse y lo consiga, seguirá estancada en la etapa de fabricación del vehículo completo, además de los chips específicos del sistema electrónico, lo más importante. Qué es la conducción autónoma. ¿Los chips correrán riesgo de sanciones?
Pero si los recortes en el suministro se extienden desde los chips de teléfonos móviles hasta los chips de automóviles, entonces Huawei será el primero en verse afectado, y el MDC de Huawei se enfrentará a la prueba de la carga en automóviles.
Actualmente, los tres principales chips de conducción autónoma del mundo, las series FSD, Nvidia y Mobileye EyQ de Tesla, tienen procesos de proceso de 14 nm, EQ4 de 28 nm y Xavier de 12 nm respectivamente. En comparación, el proceso Ascend 310 de 12 nm de Huawei está al mismo nivel.
Sin embargo, según los planes de Tesla, Nvidia y Mobileye, para 2021 los tres avanzarán hacia la era del proceso de 7 nm. El beneficio de una tecnología de proceso superior es que el chip se puede colocar por unidad de volumen. Cuantos más transistores se instalen, mayor será la potencia informática y menor será el consumo de energía.
Si Estados Unidos no aprueba que el MDC de Huawei utilice TSMC y el proceso de 7 nm de Samsung, entonces Huawei solo podrá utilizar el proceso de 28 nm más avanzado del país. Aunque el de 14 nm de SMIC ya ha completado la producción en masa, queda por hacer. Se verá si puede soportar los requisitos a nivel de automóvil.
Esto plantea un gran problema: la implementación del MDC de Huawei tendrá ciertas incertidumbres en la competencia del mercado global.
Por lo tanto, la localización puede evitar la seguridad del suministro causada por cierta inestabilidad social para los fabricantes de automóviles nacionales y extranjeros. Pero para las marcas independientes chinas, si quieren romper la seguridad de la cadena de suministro de chips de alta gama, especialmente chips de conducción autónoma, el diseño y la fabricación independientes serán dos proyectos importantes que no se pueden evitar.
En cualquier caso, esta escasez de suministro de chips conducirá a una mayor cooperación entre empresas automovilísticas independientes, empresas de semiconductores y empresas de comunicaciones. Los chips no sólo se utilizan en la electrónica de consumo, como los teléfonos móviles, sino también en los automóviles. , electrodomésticos, muebles para el hogar y otros campos son productos con una gran demanda y la seguridad del suministro será una máxima prioridad. Los chips chinos no sólo deben abrirse camino hacia arriba, sino también abrirse paso en los campos de aplicación convencionales.
En la era inteligente de los automóviles, la relación entre los automóviles y los chips está cambiando.
Este artículo se publicó por primera vez en la cuenta pública de WeChat New Car Lecture