Иако во втората половина на 2021 година, некои автомобилски компании истакнаа дека проблемот со недостаток на чипови во 2022 година ќе се подобри, производителите на оригинална опрема (OEM) ги зголемија набавките и имаат меѓусебен менталитет на игра, заедно со снабдувањето со зрел капацитет за производство на чипови од автомобилски квалитет. Компаниите сè уште се во фаза на проширување на производствениот капацитет, а сегашниот глобален пазар е сè уште сериозно погоден од недостатокот на јадра.
Во исто време, со забрзаната трансформација на автомобилската индустрија кон електрификација и интелигенција, индустрискиот синџир на снабдување со чипови исто така ќе претрпи драматични промени.
1. Болката на MCU поради недостаток на јадро
Сега, гледајќи наназад кон недостигот на јадра што започна кон крајот на 2020 година, епидемијата е несомнено главната причина за нерамнотежата помеѓу понудата и побарувачката на автомобилски чипови. Иако грубата анализа на структурата на примена на глобалните MCU (микроконтролерски) чипови покажува дека од 2019 до 2020 година, дистрибуцијата на MCU во апликациите за автомобилска електроника ќе зафаќа 33% од пазарот на апликации за производство на чипови, но во споредба со далечинската онлајн канцеларија. Што се однесува до дизајнерите на чипови за производство на чипови, леарниците за чипови и компаниите за пакување и тестирање се сериозно погодени од проблеми како што е прекинувањето на епидемијата.
Фабриките за производство на чипови кои припаѓаат на индустриите со интензивен обем на работа ќе страдаат од сериозен недостиг на работна сила и слаб обрт на капитал во 2020 година. Откако дизајнот на чипови од преден план беше трансформиран во потребите на автомобилските компании, тие не беа во можност целосно да го закажат производството, што го отежнува испораката на чиповите со полн капацитет. Во рацете на фабриката за автомобили, се појавува ситуација на недоволен капацитет за производство на возила.
Во август минатата година, фабриката на STMicroelectronics во Муар, Малезија, беше принудена да затвори некои фабрики поради влијанието на новата епидемија на коронавирус, а затворањето директно доведе до тоа снабдувањето со чипови за Bosch ESP/IPB, VCU, TCU и други системи да биде во состојба на прекин на снабдувањето подолго време.
Покрај тоа, во 2021 година, придружните природни катастрофи како што се земјотреси и пожари, исто така, ќе предизвикаат некои производители да не можат да произведуваат на краток рок. Во февруари минатата година, земјотресот предизвика сериозна штета на јапонската „Ренесас електроникс“, еден од главните светски добавувачи на чипови.
Погрешната проценка на побарувачката за чипови во возилата од страна на автомобилските компании, заедно со фактот дека фабриките од горниот дел на производството го претворија производствениот капацитет на чипови во возилата во чипови за широка потрошувачка со цел да се гарантира цената на материјалите, резултираше со сериозен недостиг на микроконтролер (CMOS сензор за слика) кои имаат најголемо преклопување помеѓу автомобилските чипови и мејнстрим електронските производи.
Од техничка гледна точка, постојат најмалку 40 видови традиционални автомобилски полупроводнички уреди, а вкупниот број на велосипеди што се користат е 500-600, што главно вклучува микроконтролер, енергетски полупроводници (IGBT, MOSFET, итн.), сензори и разни аналогни уреди. Ќе се користат и серија на автономни возила како што се помошни чипови ADAS, CIS, AI процесори, лидари, милиметарски радари и MEMS.
Според бројот на побарувачката на возила, најпогодено во оваа криза со недостаток на основни возила е тоа што на традиционалниот автомобил му се потребни повеќе од 70 MCU чипови, а автомобилскиот MCU е ESP (Електронски систем за стабилност) и ECU (Главни компоненти на главниот контролен чип на возилото). Земајќи ја главната причина за падот на Haval H6, наведена од Great Wall многу пати од минатата година, како пример, Great Wall рече дека сериозниот пад на продажбата на H6 во текот на многу месеци се должи на недоволната понуда на Bosch ESP што ја користеше. Претходно популарните Euler Black Cat и White Cat, исто така, објавија привремено прекинување на производството во март оваа година поради проблеми како што се намалувањето на понудата на ESP и зголемувањето на цените на чиповите.
Засрамувачки е што иако фабриките за авточипови градат и овозможуваат нови производствени линии за плочки во 2021 година и се обидуваат да го пренесат процесот на авточипови на старата производствена линија и новата производствена линија од 12 инчи во иднина, со цел да се зголеми производствениот капацитет и да се добијат економии на обем, циклусот на испорака на полупроводничка опрема често е повеќе од половина година. Покрај тоа, потребно е долго време за прилагодување на производствената линија, верификација на производот и подобрување на производствениот капацитет, што го прави новиот производствен капацитет веројатно да биде ефективен во 2023-2024 година.
Вреди да се спомене дека иако притисокот трае долго време, автомобилските компании сè уште се оптимисти за пазарот. А новиот капацитет за производство на чипови е предодреден да ја реши моменталната најголема криза со капацитетот за производство на чипови во иднина.
2. Ново бојно поле под електрична интелигенција
Сепак, за автомобилската индустрија, решавањето на моменталната криза со чиповите може само да ја реши итната потреба од моменталната асиметрија на понудата и побарувачката на пазарот. Соочени со трансформацијата на електричните и интелигентните индустрии, притисокот врз понудата на автомобилски чипови само експоненцијално ќе се зголемува во иднина.
Со зголемената побарувачка за интегрирана контрола на електрифицирани производи во возилата, а во моментот на надградба на FOTA и автоматско возење, бројот на чипови за нови енергетски возила е зголемен од 500-600 во ерата на горивни возила на 1.000 на 1.200. Бројот на видови исто така е зголемен од 40 на 150.
Некои експерти во автомобилската индустрија изјавија дека во областа на паметните електрични возила од висока класа во иднина, бројот на чипови за едно возило ќе се зголеми неколку пати на повеќе од 3.000 парчиња, а уделот на автомобилските полупроводници во материјалната цена на целото возило ќе се зголеми од 4% во 2019 година на 12% во 2025 година, а може да се зголеми на 20% до 2030 година. Ова не само што значи дека во ерата на електричната интелигенција, побарувачката за чипови за возила се зголемува, туку го одразува и брзиот пораст на техничката тежина и цената на чиповите потребни за возилата.
За разлика од традиционалните производители на оригинална опрема (OEM), каде што 70% од чиповите за возила на гориво се од 40-45nm, а 25% се чипови со ниски спецификации над 45nm, процентот на чипови во процесот од 40-45nm за мејнстрим и врвни електрични возила на пазарот се намали на 25%. 45%, додека процентот на чипови над процесот од 45nm е само 5%. Од техничка гледна точка, зрелите врвни чипови со процес под 40nm и понапредните чипови со процес од 10nm и 7nm се несомнено нови конкурентски области во новата ера на автомобилската индустрија.
Според извештајот од анкетата објавен од „Хушан Капитал“ во 2019 година, уделот на енергетски полупроводници во целото возило брзо се зголемил од 21% во ерата на горивните возила на 55%, додека микроконтролерите паднале од 23% на 11%.
Сепак, растечкиот капацитет за производство на чипови што го објавуваат различни производители е сè уште претежно ограничен на традиционалните MCU чипови кои моментално се одговорни за контрола на моторот/шасијата/каросеријата.
За електрични интелигентни возила, чиповите со вештачка интелигенција одговорни за перцепција и фузија на автономно возење; модулите за напојување како што е IGBT (изолиран двоен транзистор со изолирана порта) одговорни за конверзија на енергија; сензорските чипови за радарско следење на автономно возење значително ја зголемија побарувачката. Најверојатно, ова ќе стане нова рунда проблеми со „недостаток на јадро“ со кои ќе се соочат автомобилските компании во следната фаза.
Сепак, во новата фаза, она што ги попречува автомобилските компании можеби не е проблемот со производствениот капацитет предизвикан од надворешни фактори, туку „заглавениот врат“ на чипот ограничен од техничката страна.
Земајќи ја како пример побарувачката за чипови со вештачка интелигенција што ја носи интелигенцијата, обемот на компјутерски софтвер за автономно возење веќе достигна двоцифрено ниво од TOPS (трилиони операции во секунда), а компјутерската моќ на традиционалните автомобилски микроконтролери тешко може да ги задоволи компјутерските барања на автономните возила. Чиповите со вештачка интелигенција, како што се графичките процесори, FPGA и ASIC, влегоа на автомобилскиот пазар.
Во првата половина од минатата година, Horizon официјално објави дека нивниот производ од трета генерација за возила, чиповите од серијата Journey 5, е официјално пуштен во продажба. Според официјалните податоци, чиповите од серијата Journey 5 имаат компјутерска моќност од 96TOPS, потрошувачка на енергија од 20W и сооднос на енергетска ефикасност од 4,8TOPS/W. Во споредба со 16nm процесната технологија на чипот FSD (целосно автономна функција за возење) објавен од Tesla во 2019 година, параметрите на еден чип со компјутерска моќност од 72TOPS, потрошувачка на енергија од 36W и сооднос на енергетска ефикасност од 2TOPS/W се значително подобрени. Ова достигнување, исто така, ја доби поддршката и соработката на многу автомобилски компании, вклучувајќи ги SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery и Ideal.
Водена од интелигенција, инволуцијата на индустријата беше исклучително брза. Почнувајќи од FSD на Tesla, развојот на чипови за главна контрола со вештачка интелигенција е како отворање на Пандорината кутија. Кратко по Journey 5, NVIDIA брзо го издаде чипот Orin кој ќе биде со еден чип. Пресметувачката моќ се зголеми на 254TOPS. Во однос на техничките резерви, Nvidia дури и претстави чип Atlan SoC со една компјутерска моќ до 1000TOPS за јавноста минатата година. Во моментов, NVIDIA цврсто зазема монополска позиција на пазарот на графички процесорски чипови за главна контрола во автомобилската индустрија, одржувајќи пазарен удел од 70% во текот на целата година.
Иако влегувањето на гигантот за мобилни телефони Huawei во автомобилската индустрија предизвика бранови на конкуренција во индустријата за автомобилски чипови, добро е познато дека под влијание на надворешни фактори, Huawei има богато искуство во дизајнирање на 7nm процес SoC, но не може да им помогне на врвните производители на чипови во промоцијата на пазарот.
Истражувачките институции шпекулираат дека вредноста на велосипедите со чип со вештачка интелигенција брзо расте од 100 американски долари во 2019 година на над 1.000 американски долари до 2025 година; во исто време, домашниот пазар на чипови со вештачка интелигенција во автомобилската индустрија, исто така, ќе се зголеми од 900 милиони американски долари во 2019 година на 91 во 2025 година. Сто милиони американски долари. Брзиот раст на побарувачката на пазарот и технолошкиот монопол на чиповите со висок стандард несомнено ќе го отежнат идниот интелигентен развој на автомобилските компании.
Слично на побарувачката на пазарот на чипови за вештачка интелигенција, IGBT, како важна полупроводничка компонента (вклучувајќи чипови, изолациски подлоги, терминали и други материјали) во новите енергетски возила со трошковен коефициент до 8-10%, исто така има длабоко влијание врз идниот развој на автомобилската индустрија. Иако домашните компании како што се BYD, Star Semiconductor и Silan Microelectronics почнаа да снабдуваат IGBT за домашните автомобилски компании, засега, производствениот капацитет на IGBT на горенаведените компании е сè уште ограничен од обемот на компаниите, што го отежнува покривањето на брзорастечкиот раст на домашните нови извори на енергија.
Добрата вест е дека соочени со следната фаза на замена на IGBT со SiC, кинеските компании не заостануваат многу во распоредот, а се очекува проширувањето на можностите за дизајн и производство на SiC врз основа на можностите за истражување и развој на IGBT што е можно поскоро да им помогне на автомобилските компании и технологии. Производителите добиваат предност во следната фаза од конкуренцијата.
3. Yunyi Semiconductor, јадро интелигентно производство
Соочени со недостиг на чипови во автомобилската индустрија, „Јунји“ е посветен на решавање на проблемот со снабдувањето со полупроводнички материјали за клиентите во автомобилската индустрија. Доколку сакате да дознаете повеќе за додатоците на „Јунји Полупроводнички“ и да поставите прашање, кликнете на линкот:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Време на објавување: 25 март 2022 година