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2021年开年之后,芯片行业出现了戏剧性的一幕,一直默默无闻的汽车芯片爆出极度短缺的消息。雪上加霜的是,日前,日本汽车芯片大
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谁卡了汽车芯片的脖子?

2021/3/27

2021年开年之后,芯片行业出现了戏剧性的一幕,一直默默无闻的汽车芯片爆出极度短缺的消息。

雪上加霜的是,日前,日本汽车芯片大厂瑞萨电子(Renesas)位于日本茨城县的一座工厂突发大火。此次事故无疑对全球车用芯片的供应又是一次狠狠的打击。

芯片缺货危机的爆发背景错综复杂,但危机的根源在哪儿?危机的背后,究竟是谁卡了汽车芯片的脖子?

汽车芯片为何如此短缺?

各种天灾人祸;汽车芯片不算赚钱,台积电扩产不积极;专用制造设备利润低,上游设备商不愿意排单。这些是主要的原因。

芯片缺货危机的爆发背景错综复杂,而危机的背后,有三个根源性问题:缺货的汽车芯片都不赚钱吗?产能为什么集中到了中国台湾?汽车芯片的最终买家车企都跑哪里去了?

1.汽车芯片危机的背后格局

汽车芯片种类繁多,但最缺的货是MCU。

MCU,又称微控制器,简单来讲,可以理解为各类分散设备的“小脑”。它应用范围极广,散布于日常消费用品、汽车用和军用场景:小孩子玩的玩具火车、电子控制的汽车座椅和导弹火箭等都装着不同规格的MCU。其中,消费用和车用MCU是两个完全不同的市场。

消费用MCU难度较低,寿命不长。小孩子玩玩具火车,可能几天就玩坏了,便迅速转向下一个电子玩具。在这个市场中,谁能抓住消费场景的爆点,谁就能直上青云。

汽车用MCU也是分散多变的,无论是座位、雨刷、空调、影音还是动力,都离不开车用MCU的指挥。一辆车少说有几十个MCU,多则上百个。这些芯片的要求均达到了苛刻的程度。以市占率达到三成的MCU巨头瑞萨为例,上级分包商对于车用芯片的要求是:-40℃-75℃、湿度95%、15-25KV的静电环境中,必须拥有20年质保,不良率控制在100万分之1以下。这个良率要求是消费用MCU的两百倍乃至上千倍。

虽然要求如此之高,可汽车芯片在产业链中的占位却十分低下。在汽车产业层级森严的金字塔中,汽车芯片厂商甚至无权更改生产线工艺和流程。

MCU的另一大特点就是芯片和整车厂绑定,形成寡头市场,比如瑞萨与丰田联盟、英飞凌与德系车企联盟,通过这种联盟,三大MCU巨头的市占率达到了七成。这种产业链同盟节约了大量的重新认证、适用和安全成本,实现双方互惠。但它的副作用是,作为三级供应商,汽车芯片厂商是卑微的,没有讲价空间,他们甚至一年都难得见几次整机厂商。

门槛高、占位低、难赚钱,汽车芯片行业格局稳固,这产生了一个极为负面的影响:消费电子级的MCU厂商与车用MCU厂商几乎井水不犯河水,从而导致行业缺少新玩家,活力不足。

于是,如果芯片巨头要在汽车芯片行业扩张,内生增长很难,只能采取收购策略。从2015年恩智浦收购飞思卡尔案,到2016年高通收购恩智浦案,再到2020年英飞凌收购赛普拉斯案,莫不如此。但资本运作并不会增加产业供给,在短期内只是股东层的变动。

如果车用MCU维持这样的局面,虽然扩产艰难,但也不至于出现集体性缺货。那么,为什么后来会发展成集体缺货的局面?

2.史无前例的分工大转移

直接导致大缺货的原因,还在于汽车芯片代工生产被集中放在了台积电这个篮子里。

原本自己生产汽车芯片的大厂,纷纷把订单转移到晶圆代工厂去了。这个分工大转移,始于十年前。那时,德、日两国的汽车芯片业都面临着一个艰难的抉择:

一,汽车业需要更多用于电能转化的功率芯片。能否抓住功率芯片的时代趋势,直接关乎未来命运。

二,汽车业也需要更多MCU数字芯片,但这些芯片生产是“利基的集合”,名目繁多的品种凑到一起,才能撑起一座座晶圆厂。

台积电等中国台湾代工厂在数字芯片代工上的优势越发明显:以客户为中心,不下场抢生意,不窃取资料;与ASML结盟并下重金购买最先进的工艺设备;军事般的严苛运营机制,像机器一样严密运转的“十万青年十万肝”。

应该做出什么样的选择,已然十分明了。

2018年,英飞凌把数字芯片生产任务中的一半交给了外包。在当年的财务报表中,英飞凌还计划在未来五年内将这一比例提高至70%,而功率芯片只有至多15%的外包计划。

转型幅度更大的是日本瑞萨。2012年,瑞萨断臂求生,裁员万人,车用数字芯片业务被外包给台积电。最近,瑞萨MCU的外包比例直接达到了九成。

但是,汽车用MCU只占据了台积电3%的产能,量不大、价不高。碰到紧要关头,汽车芯片这颗蛋是首先被挤破的。

把鸡蛋放在了一个斗争激烈的篮子里,是非常危险的。问题是,难道汽车业的巨头们都没有注意到吗?

3.漫不经心的汽车产业链

悲剧的是,一部分汽车巨头的佛系直接让这场短缺危机愈演愈烈。对于芯片短缺危机,他们的态度是:猝不及防,临时甩锅。

有整车厂声称,其已在大半年前通过邮件告知博世和大陆要备货,但是他们没有听,于是危机爆发了。但一级供应商却哭笑不得,整车厂明明预料到了危机,却只发了一封邮件。

另一种是未雨绸缪,“跳跃”式或“穿透”式管理供应链风险。

比如,宝马绕过一级供应商,直接向晶圆厂下单。

更为精明的是丰田。

从上个世纪六十年代开始,丰田力推精益管理制度。讽刺的是,丰田最先发现了精益管理制度的漏洞:库存。精益库存管理越是精细,那根弦就绷得越紧,几乎没有任何容错空间,导致弹性越来越低,一碰到危机,说断供就断供了。

由此,在2008年金融危机爆发后,丰田建立了一个名为“救援”的系统,将大约6800个零部件的供应链信息存入数据库,使得公司能够像股权穿透一样摸清供应链的实底,找出潜在的短缺。每天、每周和每月,丰田都会与产业链上的各级供应商沟通,频繁下达产量计划,以确保产品供应。

在经历了2011年“3·11”东日本大地震后,丰田更加强了与汽车芯片厂的直接联系,重金入股瑞萨。

汽车产业精益管理制度的发明者,却最先背叛了这个制度,这未尝不是一种讽刺。

在芯片产业的巨变下,汽车产业被迫走向新的变革。

本次汽车芯片缺货危机,本质上是对汽车产业链的一场极限压力测试。一方面,尚未有一个更为简洁有力的技术架构替代这种零散琐碎的MCU。另一方面,台积电和设备生产商对MCU的态度犹如强弩之末,这或将扭转此前已进行十余年的分工转移趋势,但是如何保证自建产业链的相对经济性,仍是难题。

或许,要真正解决汽车芯片缺货的长期性难题,汽车厂商还得向消费电子公司取取经。

(本文转载自《远川研究所》,有删减,作者巫桐、杨健楷)

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