Iako su u drugoj polovici 2021. neke automobilske tvrtke istaknule da će se problem nedostatka čipova u 2022. poboljšati, proizvođači originalne opreme povećali su kupnju i međusobno se uskladili, uz ponudu zrelih proizvodnih kapaciteta čipova automobilske klase. Tvrtke su još uvijek u fazi proširenja proizvodnih kapaciteta, a trenutno globalno tržište još uvijek je ozbiljno pogođeno nedostatkom jezgri.
Istovremeno, s ubrzanom transformacijom automobilske industrije prema elektrifikaciji i inteligenciji, industrijski lanac opskrbe čipovima također će doživjeti dramatične promjene.
1. Bol MCU-a zbog nedostatka jezgre
Sada, osvrćući se na nedostatak jezgri koji je započeo krajem 2020., izbijanje je nesumnjivo glavni uzrok neravnoteže između ponude i potražnje automobilskih čipova. Iako gruba analiza strukture primjene globalnih MCU (mikrokontrolerskih) čipova pokazuje da će od 2019. do 2020. distribucija MCU-ova u automobilskoj elektronici zauzimati 33% tržišta nizvodnih aplikacija, ali u usporedbi s udaljenim online uredom. Što se tiče uzvodnih dizajnera čipova, ljevaonice čipova i tvrtke za pakiranje i testiranje ozbiljno su pogođene problemima poput zatvaranja epidemije.
Tvornice za proizvodnju čipova koje pripadaju radno intenzivnim industrijama patiti će od ozbiljnog nedostatka radne snage i slabog obrta kapitala u 2020. godini. Nakon što je dizajn čipova u uzvodnoj fazi transformiran u potrebe automobilskih tvrtki, nije bilo moguće u potpunosti planirati proizvodnju, što je otežavalo isporuku čipova punim kapacitetom. U rukama tvornice automobila javlja se situacija nedovoljnog kapaciteta za proizvodnju vozila.
U kolovozu prošle godine, tvornica STMicroelectronics u Muaru u Maleziji bila je prisiljena zatvoriti neke tvornice zbog utjecaja epidemije nove korone, a zatvaranje je izravno dovelo do prekida opskrbe čipovima za Bosch ESP/IPB, VCU, TCU i druge sustave dulje vrijeme.
Osim toga, 2021. godine, prateće prirodne katastrofe poput potresa i požara također će uzrokovati da neki proizvođači ne mogu proizvoditi u kratkom roku. U veljači prošle godine potres je prouzročio tešku štetu japanskoj tvrtki Renesas Electronics, jednom od glavnih svjetskih dobavljača čipova.
Pogrešna procjena potražnje za čipovima za vozila od strane automobilskih tvrtki, zajedno s činjenicom da su uzvodne tvornice pretvorile proizvodne kapacitete čipova za vozila u potrošačke čipove kako bi zajamčile troškove materijala, rezultirala je ozbiljnom nestašicom MCU i CIS (CMOS senzora slike) koji imaju najveće preklapanje između automobilskih čipova i mainstream elektroničkih proizvoda.
S tehničkog gledišta, postoji najmanje 40 vrsta tradicionalnih automobilskih poluvodičkih uređaja, a ukupan broj korištenih bicikala je 500-600, koji uglavnom uključuju MCU, energetske poluvodiče (IGBT, MOSFET, itd.), senzore i razne analogne uređaje. Autonomna vozila također će koristiti niz proizvoda kao što su pomoćni ADAS čipovi, CIS, AI procesori, lidari, milimetarski radari i MEMS.
Prema broju potražnje za vozilima, najviše pogođeno ovom krizom nedostatka osnovnih komponenti je to što tradicionalni automobil treba više od 70 MCU čipova, a automobilski MCU je ESP (Elektronički sustav stabilnosti) i ECU (glavne komponente glavnog upravljačkog čipa vozila). Uzimajući kao primjer glavni razlog pada prodaje Havala H6, koji je Great Wall više puta naveo od prošle godine, Great Wall je rekao da je ozbiljan pad prodaje H6 u mnogim mjesecima posljedica nedovoljne ponude Bosch ESP-a koji je koristio. Ranije popularni Euler Black Cat i White Cat također su najavili privremenu obustavu proizvodnje u ožujku ove godine zbog problema poput smanjenja ponude ESP-a i povećanja cijena čipova.
Sramotno je da iako tvornice automobilskih čipova grade i omogućavaju nove proizvodne linije pločica u 2021. godini te pokušavaju prenijeti proces automobilskih čipova na staru proizvodnu liniju i novu 12-inčnu proizvodnu liniju u budućnosti, kako bi povećale proizvodni kapacitet i ostvarile ekonomije razmjera, ciklus isporuke poluvodičke opreme često je dulji od pola godine. Osim toga, potrebno je puno vremena za prilagodbu proizvodne linije, provjeru proizvoda i poboljšanje proizvodnog kapaciteta, što čini novi proizvodni kapacitet vjerojatnim za početak rada u razdoblju 2023.-2024.
Vrijedi spomenuti da iako pritisak traje već dugo, automobilske tvrtke su i dalje optimistične u pogledu tržišta. A novi proizvodni kapacitet čipova predodređen je da riješi trenutnu najveću krizu proizvodnih kapaciteta čipova u budućnosti.
2. Novo bojno polje pod električnom inteligencijom
Međutim, za automobilsku industriju, rješavanje trenutne krize čipova moglo bi riješiti samo hitnu potrebu trenutne asimetrije ponude i potražnje na tržištu. S obzirom na transformaciju električne i inteligentne industrije, pritisak ponude automobilskih čipova u budućnosti će se samo eksponencijalno povećavati.
S rastućom potražnjom za integriranim upravljanjem električnim proizvodima u vozilima, te u trenutku nadogradnje FOTA-e i automatske vožnje, broj čipova za vozila na nova goriva porastao je s 500-600 u eri vozila na gorivo na 1000 do 1200. Broj vrsta također se povećao s 40 na 150.
Neki stručnjaci iz automobilske industrije rekli su da će se u području vrhunskih pametnih električnih vozila u budućnosti broj čipova za pojedinačna vozila povećati nekoliko puta na više od 3000 komada, a udio automobilskih poluvodiča u troškovima materijala cijelog vozila povećat će se s 4% u 2019. na 12% u 2025. godini, a mogao bi se povećati i na 20% do 2030. To ne samo da znači da u eri električne inteligencije raste potražnja za čipovima za vozila, već odražava i brzi porast tehničke složenosti i troškova čipova potrebnih za vozila.
Za razliku od tradicionalnih proizvođača originalne opreme (OEM), gdje je 70% čipova za vozila na gorivo izrađeno u 40-45nm, a 25% čipova niskih specifikacija iznad 45nm, udio čipova izrađenih u 40-45nm procesu za mainstream i vrhunska električna vozila na tržištu pao je na 25,45%, dok je udio čipova izrađenih u 45nm procesu samo 5%. S tehničkog gledišta, zreli vrhunski čipovi izrađeni u 40nm procesu i napredniji čipovi izrađeni u 10nm i 7nm procesu nesumnjivo su nova područja konkurencije u novom dobu automobilske industrije.
Prema izvješću o istraživanju koje je Hushan Capital objavio 2019. godine, udio energetskih poluvodiča u cijelom vozilu naglo se povećao s 21% u eri vozila na gorivo na 55%, dok je udio MCU čipova pao s 23% na 11%.
Međutim, rastući proizvodni kapacitet čipova koji su otkrili razni proizvođači i dalje je uglavnom ograničen na tradicionalne MCU čipove koji su trenutno odgovorni za upravljanje motorom/šasijom/karoserijom.
Za električna inteligentna vozila, AI čipovi odgovorni za percepciju i fuziju autonomne vožnje; energetski moduli poput IGBT-a (izolirani dvostruki tranzistor s vratima) odgovorni za pretvorbu energije; senzorski čipovi za radarsko praćenje autonomne vožnje uvelike su povećali potražnju. Najvjerojatnije će to postati novi krug problema "nedostatka jezgre" s kojima će se automobilske tvrtke suočiti u sljedećoj fazi.
Međutim, u novoj fazi, ono što ometa automobilske tvrtke možda nije problem proizvodnih kapaciteta uzrokovan vanjskim čimbenicima, već "zaglavljeni vrat" čipa ograničen tehničkom stranom.
Uzimajući kao primjer potražnju za AI čipovima koju donosi inteligencija, računalni volumen softvera za autonomnu vožnju već je dosegao dvoznamenkastu razinu TOPS-a (trilijun operacija u sekundi), a računalna snaga tradicionalnih automobilskih MCU-ova teško može zadovoljiti računalne zahtjeve autonomnih vozila. AI čipovi poput GPU-ova, FPGA-ova i ASIC-ova ušli su na automobilsko tržište.
U prvoj polovici prošle godine, Horizon je službeno objavio da je službeno predstavljen njegov proizvod treće generacije za vozila, serija čipova Journey 5. Prema službenim podacima, čipovi serije Journey 5 imaju računalnu snagu od 96TOPS, potrošnju energije od 20 W i omjer energetske učinkovitosti od 4,8TOPS/W. U usporedbi s 16nm procesnom tehnologijom FSD (potpuno autonomna funkcija vožnje) čipa koji je Tesla izdala 2019. godine, parametri jednog čipa s računalnom snagom od 72TOPS, potrošnjom energije od 36 W i omjerom energetske učinkovitosti od 2TOPS/W znatno su poboljšani. Ovo postignuće također je osvojilo naklonost i suradnju mnogih automobilskih tvrtki, uključujući SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery i Ideal.
Pokretana inteligencijom, involucija industrije bila je izuzetno brza. Počevši od Teslinog FSD-a, razvoj glavnih kontrolnih čipova umjetne inteligencije poput je otvaranja Pandorine kutije. Ubrzo nakon Journey 5, NVIDIA je brzo izdala Orin čip koji će biti jednočipni. Računalna snaga porasla je na 254TOPS. Što se tiče tehničkih rezervi, Nvidia je prošle godine čak predstavila Atlan SoC čip s pojedinačnom računalnom snagom do 1000TOPS za javnost. Trenutno NVIDIA čvrsto zauzima monopolsku poziciju na tržištu GPU-a glavnih kontrolnih čipova u automobilskoj industriji, održavajući tržišni udio od 70% tijekom cijele godine.
Iako je ulazak mobilnog diva Huaweija u automobilsku industriju izazvao valove konkurencije u industriji automobilskih čipova, dobro je poznato da pod utjecajem vanjskih čimbenika Huawei ima bogato iskustvo u dizajnu 7nm SoC-a, ali ne može pomoći vodećim proizvođačima čipova u promociji na tržištu.
Istraživačke institucije nagađaju da vrijednost bicikala s AI čipovima brzo raste sa 100 američkih dolara u 2019. na preko 1000 američkih dolara do 2025.; istovremeno će se domaće tržište automobilskih AI čipova također povećati s 900 milijuna američkih dolara u 2019. na 91 u 2025. Sto milijuna američkih dolara. Brzi rast tržišne potražnje i tehnološki monopol visokokvalitetnih čipova nesumnjivo će dodatno otežati budući inteligentni razvoj automobilskih tvrtki.
Slično potražnji na tržištu AI čipova, IGBT, kao važna poluvodička komponenta (uključujući čipove, izolacijske podloge, terminale i druge materijale) u novim energetskim vozilima s omjerom troškova do 8-10%, također ima dubok utjecaj na budući razvoj automobilske industrije. Iako su domaće tvrtke poput BYD-a, Star Semiconductora i Silan Microelectronicsa počele isporučivati IGBT-e domaćim automobilskim tvrtkama, za sada je proizvodni kapacitet IGBT-a gore spomenutih tvrtki još uvijek ograničen veličinom tvrtki, što otežava pokrivanje brzo rastućeg rasta domaćeg tržišta novih izvora energije.
Dobra vijest je da suočeni sa sljedećom fazom zamjene IGBT-a SiC-om, kineske tvrtke ne zaostaju mnogo u dizajnu, a očekuje se da će što skorije proširenje mogućnosti dizajna i proizvodnje SiC-a temeljenih na istraživačko-razvojnim mogućnostima IGBT-a pomoći automobilskim tvrtkama i tehnologijama. Proizvođači dobivaju prednost u sljedećoj fazi konkurencije.
3. Yunyi Semiconductor, inteligentna proizvodnja jezgre
Suočen s nedostatkom čipova u automobilskoj industriji, Yunyi se obvezao riješiti problem opskrbe poluvodičkim materijalima za kupce u automobilskoj industriji. Ako želite saznati više o Yunyi Semiconductor priboru i poslati upit, kliknite na poveznicu:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Vrijeme objave: 25. ožujka 2022.