半导体元件短缺冲击汽车工业

的影响新型冠状病毒肺炎就半导体供应链而言,已从消费类电子产品延伸至汽车电子产品。自2020年第二季度以来,许多汽车电子供应商,如恩智浦,瑞萨和Microchip,已经宣布对一些关键部件进行提价。中国的一些汽车制造商甚至放慢了生产速度汽车销售由于这些组件在2020年第四季度供应不足。

新冠肺炎疫情导致2020年上半年汽车销量下降。在许多地区,需求在2020年下半年开始复苏,但在这里,疫情也影响了汽车电子制造业,成为一个破坏者。此外,过去几年8英寸半导体生产的产能扩张有限,加剧了短缺。在短期内,这导致了价格上涨。从长远来看,这将改变全球汽车电子生态系统。

汽车电子产品的质量要求可能比较严格,认证过程比较复杂,但利润空间稳定且高。此外,由于其产品生命周期长,它一直是大多数半导体供应商的目标市场。

将生产外包给代工伙伴

在国内建立先进的半导体制造设施所需的投资不仅巨大,而且风险很大。此外,汽车半导体的可靠性测试、验证和鉴定可能需要很长时间,影响生产工厂的短期和长期利用率。此外,前端和后端流程都需要最佳同步,以开发有竞争力的高质量产品。

因此,大多数汽车idm(集成器件制造商)在过去三年没有建立任何新的晶圆厂,并继续增加外包制造的比例,以降低生产风险。例如,英飞凌已决定将逻辑和电源组件的代工服务比例分别提高到70%和25%。自2011年以来,瑞萨一直在削减其晶圆厂产能,并增加订单台积电成为晶圆厂级的IDM。

前五大汽车电子公司——恩智浦、英飞凌、瑞萨、德州仪器和意法半导体——在2020年上半年都受到了新冠肺炎的影响。受影响最大的半导体元件是微控制器(mcu)和功率半导体。

图1汽车半导体供应链

汽车半导体供应链

单片机

汽车mcu的主要供应商包括英飞凌、意法半导体和恩智浦。由于2019冠状病毒病在欧洲的影响,这些idm的产能利用率尚未恢复。例如,STM的容量利用率仅为70%-80%。MCU短缺最重要的影响是电子稳定程序(ESP),也称为电子稳定控制(ESC),这是车载计算机的重要组成部分。第四季度,ESP产品的MCU交货时间延长,价格上涨。

为了应对无线连接、智能和电动汽车日益增长的需求,这些公司中的大多数将其MCU生产外包给其他使用28nm及以下技术的代工厂。恩智浦在其晶圆厂的技术只有90纳米,因此它不得不将其大部分高端生产mcu外包。恩智浦还与台积电在新加坡建立了一家工厂。然而,台积电和联华电子目前几乎所有的生产线都在满负荷运转。联华电子宣布将提高其8英寸产品的价格。因此,MCU价格将继续上涨,而交货时间将延长。

功率半导体

随着汽车电子产品的飞速发展,汽车行业对功率半导体的需求也在持续增长。预计功率半导体市场将进一步增长ADAS(高级驾驶辅助系统),电动和混合动力汽车变得更加普遍。

功率半导体器件是功率转换的核心器件,约占汽车半导体市场的50%。它们的主要应用包括用于供电和调节电力系统的逆变器、电压变换器和栅极驱动器。

idm的内部生产设施仍然主导着今天的功率半导体生产。然而,外包正在增加,特别是对于常规产品。例如,英飞凌正在建设12英寸功率半导体工厂,同时增加外包,预计未来四年将达到15%。

短期趋势

  1. 汽车半导体短缺可能导致2021年第一季度汽车产量下降,特别是在中国和印度等主要汽车生产国,因为汽车半导体的主要供应来自欧洲、北美和南亚,这些地区的生产因新冠肺炎而放缓。目前,中国88.5%的汽车半导体mcu来自其他国家,印度的这一数字甚至更高。
  2. 通常,汽车制造遵循JIT(准时)库存管理系统,使汽车制造商保持低库存。然而,在不确定的情况下,生态系统中的每个利益相关者都会试图增加库存,从而加剧组件短缺。

长期趋势

  1. 汽车半导体生产将增加,以满足不断增长的市场,无论是扩大或迁移从8英寸到12英寸的晶圆厂。
  2. 汽车中电子产品的增加将促使主要汽车生产国增加在当地的生产。

结论

从短期来看,汽车半导体的供应短缺将持续到2021年第三季度,但价格上涨将持续到2022年。