再谈汽车芯片短缺

分析师一致认为，最严重的短缺问题将在今年第三或第四季度达到顶峰，然后开始缓解。现在新增的产能可能需要 2022 年才能通过供应链进入供给。供应的缓解将不会来自韩国、美国和欧洲这些目前掌握最高科技芯片的国家，而是来自较老的芯片工厂和代工厂。

在我们讨论短缺将如何结束之前，值得总结一下它是如何开始的。随着恐慌、封锁和不确定性席卷全球，车企们取消了订单。然而，疫情期间大量人员在家里办公，学校系统也纷纷转向了虚拟在线学习的方式来上课，电脑、显示器和其他电子设备的销量从而大增。与此同时，人们更多的待在家里，意味着更多的家庭娱乐支出，电视和游戏机的销量也有明显增长。以上这些，加上5G 的推广和云计算的持续增长，迅速弥补了车企降下来的芯片需求，并且还远远超过。当车企意识到人们仍然想要购买汽车时，他们发现自己在芯片制造商的供货优先级中排到了最后。

根据市场研究公司 IDC 的数据，全球汽车行业的芯片销售收入为 395 亿美元，这个数字只占所有芯片销售收入的 9%不到。尽管预计从2021年到 2025 年，这一数字将每年增加约 10%，但总体占比仍然不高。

如上图所见，以行业区分，汽车产业所需芯片仅比通信基础设施的363亿美元稍高，比消费电子的601亿美元，无线芯片的1267亿美元和电脑的1602亿美元少得多。

用于汽车行业的芯片和其它电子产品芯片不同点在于，由于汽车的行驶环境比常规电子产品使用环境糟糕得多，所以它们必须满足汽车方面的安全标准。但它们在本质上，和多种类别的芯片没有两样，它们可以和诸如模拟 IC、电源管理芯片、显示驱动器、微控制器和传感器使用相同的生产线制造。

· 模拟 IC：Analog ICs，模拟IC是处理模拟信号的集成电路。它属于集成电路的子分类。按照处理信号形式的不同，集成电路可分为模拟IC和数字IC。其中模拟IC约占集成电路市场规模的15％左右。

· 电源管理芯片：Power Management Chips，电源管理芯片是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片，它主要负责识别CPU供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。

· 显示驱动器：Display Drivers，显示驱动是显示屏成像系统的主要部分，是集成了电阻，调节器，比较器和功率晶体管等部件的，包括 lcd 模块和显示子系统，负责驱动显示器和控制驱动电流等功能。

· 微控制器：Microcontroller，微控制器，简称MCU，又可称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

因为它们所用的工艺都是 40 纳米或更成熟（老旧）的技术。

根据 IDC 的数据，汽车上大部分所需芯片的制造技术是 15 年前或更早的，这些芯片占总需求的 54%。这些芯片通常用200 毫米晶圆生产。为了降低成本，芯片行业在 2000年之后开始使用300 毫米晶圆，但大部分旧的 200 毫米的生产线仍在继续使用。

尽管汽车行业现在很绝望，但并没有急于建造新的 200 毫米晶圆厂，因为投资回报率太低。更重要的是，全世界特别是我国还有许多老旧技术的晶圆工厂目前没有充分利用产能，这进一步降低了大家建造新晶圆厂的动力。根据芯片制造设备行业协会 SEMI 的数据，全世界200 毫米晶圆厂的数量将从 2020 年的 212 座增加到 2022 年的 222 座，在芯片这么紧俏的大环境下，2年仅仅增加了10座工厂，投资者的微弱信心可见一斑。

尽管工厂数量增加不多，但它们的产量正在迅速增加。从 2020 年初到 2022 年底，将有 40 多家公司每月增加超过 750,000 片晶圆的产能。到2024 年底，预计200 毫米晶圆厂的产能能够总体增加 17%。SEMI 表示，这些晶圆厂的新设备投资支出将在 2020 年首次突破 30 亿美元大关后继续增长，到 2021 年将增至 46 亿美元。但2022 年支出将回落至 40 亿美元。相比之下，2021 年300 毫米晶圆厂的设备支出预计将达到 780 亿美元。

在全球芯片短缺的同时，多个发达国家和地区正在推动最尖端逻辑芯片的研发和制造。今年五月，韩国宣布将在十年内投入 4500 亿美元建设全球最大的芯片制造基地，与美国争夺全球半导体老大的地位。韩国最强的芯片两巨头之一三星集团计划到2030 年资本支出增加 30%，达 1510 亿美元，而 SK 海力士则承诺斥资 970 亿美元扩建现有设备，并计划斥资 1060 亿美元在龙仁市建设四个新工厂。同样是五月，美国推动价值 520 亿美元的立法，在今后5年里大力促进美国半导体芯片的生产和研究。与此同时，欧盟也可能会向其半导体行业投入高达 1600 亿美元。

芯片制造商们已经开始疯狂消费。根据 SEMI 的数据，到 2021 年 4 月，全球半导体生产的设备投资同比增长 56%。SEMI 今年6 月发布的World Fab Forecast预测显示，2021 年将有 10 座新的 300 毫米晶圆厂投产，2022 年还会有 14 座，并且预计未来几年将看到创纪录的支出和更多新晶圆厂的公告。

所以从上来看，汽车行业的芯片紧缺只是暂时的，汽车行业的芯片需求在整个芯片行业内只占较小的比重。在在解决汽车芯片短缺问题的道路上，一个潜在的小问题是，部分车企提出的芯片需求比前一年的需求多一倍，这个数字似乎太高了，可能它们在囤货，也有可能是决策方面产生了问题。如果要做经验总结，为了防止未来再次出现芯片短缺，我们汽车行业需要做的不仅仅是加大库存，芯片行业和汽车业的高管们需要在未来建立更直接的联系，以便有关供需的信号更加清晰。

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