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4S店销售说没车卖是缺心眼?也可能是因为真缺芯

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太平洋汽车网 2021-01-26 05:07

【太平洋汽车网 新车频道】虽然因为疫情不能回家过年,但这并不影响大家买新车过年到处炫耀的冲动。去到4S店买车,销售缺心眼的手段见识过不少,尤其是热门车,说什么没货要排队,过年前提车要加价。销售的嘴骗人的鬼,这回居然还说因为没芯片所以没车,糊弄谁呢?又不是手机。

此言差矣,这回真不是销售缺心眼,而是汽车真的缺芯片了。在2020年12月就陆续传出了南北大众(一汽-大众/上汽大众)因芯片半导体短缺,导致停工停产的消息,而笔者在当时以为这只是一个临时问题,但直到今年1月福特、丰田、本田、日产、奔驰、奥迪等全球多家车厂开始宣布大范围停工停产,这时候才意识到"芯片短缺"的问题可能远比想象中要严重的多!

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芯片短缺的现状分析,为何会短缺?

就在1月20号,奥迪宣布由于全球汽车芯片短缺,大众集团的生产进度已经被严重拖慢,目前仅奥迪就有一万多名工人被迫停工,而第一季度的产量也将被控制在1万辆之内。

虽然随后奥迪首席执行官马库斯·杜兹曼(Markus Duesmann)公开表示:"芯片短缺事件只是暂时性的,预计2021年全年大众集团的整体产量不会受到影响",但家大业大的大众集团都遭遇了如此风波,由此可见芯片短缺问题,将给原本萧条的全球汽车市场带来更严重的冲击。

因芯片问题减产/停产全球车企汇总车型影响大众

(全球)第一季度全球范围内大规模中断部分新车生产

(上汽大众)从2020年12月4日起,部分车型开始停产

(一汽-大众)消减部分车型产能,确保主销车型

奥迪(全球)第一季度产量控制在1万台以内,超过1万名员工放假福特德国工厂从1月18日到2月19日停工停产

FCA

美国安大略省布兰普顿工厂/加拿大工厂/墨西哥工厂关闭日产日本工厂下调小型/紧凑型轿车生产量本田

日本工厂减产飞度参数图片)、北美工厂减产5种车款

中国工厂砍20%产量

丰田

广汽丰田第三工厂部分车型停产

1月德国工厂产量减40%

斯巴鲁

日本两家整车工厂/一家发动机及传动系统工厂全面停产

上面所说的车企也只是目前停产/减产车企的冰山一角,至今仍在持续扩大中,甚至连一向宣传自研芯片的特斯拉(Tesla)也未能幸免。同时更细思惶恐的是,多家芯片行业机构公开表示,车用芯片缺货问题很大概率会持续到2021年下半年,由此看来2021年买车很可能就像今年买显卡一样,"别谈打几折,原价提车就是最大优惠"

那么问题来了,好端端的芯片为啥会全球范围缺货?

目前各家车企所使用的芯片可分为MCU(微控制单元)、功率半导体(IGBT、MOSFET等)、传感器及其他四大类别。

根据以往的大数据显示,在传统燃油汽车中MCU占比最高,达到了23%;而近些年,随着各家车企在智能化配置上的发展,汽车所搭载核心芯片也越来越多,因此MCU类和传感器类芯片的占比也进一步增加,其中就包括我们常见的ECU(电子控制单元)、ESP(电子稳定程序系统)、ECO(智能发动机控制系统)等。

而这一次全球主要缺货的芯片就是在车辆中扮演越来越重要角色的-集成在ECU和ESP中的MCU(微控制单元)。

至于为啥或缺货,这里面可能是有着堪比"雷雨"级(小编看过最"乱"的一部文学作品)的复杂关系。

首先我们来了解下,目前全球车规级MCU的主要5大芯片供应商分别为:德州仪器、英飞凌、恩智浦、瑞萨电子、意法半导体;同时全球汽车主要零部件供应商为:博世(BOSCH)、大陆集团(Continental AG)。

二者的关系简单来描述就是:零部件供应商"博世"从芯片供应商"恩智浦"拿到芯片来生产制造零部件,随后供应给车企;而博世这类的零部件供应商自己是不生产任何芯片的

同时上述的"恩智浦"这类的5家芯片供应商自己也不生产芯片,他们只负责按照车企的需求设计芯片,最终的生产工作是由芯片代工企业来完成(这一点就与我们所熟悉的高通/苹果类似,骁龙888/苹果A14 SoC芯片由高通/苹果自行完成设计,随后交给台积电、三星、联发科代工生产)。

目前主要代工车规级芯片的企业,同样也是台积电、三星、联发科等。

也就是说上述共存在4级关系:"车企、零部件供应商、芯片供应商、代工厂";其中具体来说就是:

1、车企向芯片供应商提出芯片要求;

2、芯片供应商设计出芯片方案,让代工厂按照方案进行生产;

3、代工厂生产出芯片,交付给芯片供应商;

4、芯片供应商将芯片供应给零部件供应商;

5、零部件供应商将购买来的芯片加入所制造的零部件;

6、零部件售卖给车企;

在这个过程中我们可以发现车企并未与真正的芯片制造者 - "代工厂"进行任何联系,仅与不生产芯片的零部件供应商、芯片供应商打交道。

这样重重复杂的关系,虽然能让四方都获得不错的经济利益,但由于车企没有和代工厂进行直接沟通,导致车企的芯片需求在经过四层过滤后,传达给代工厂的订单不仅时间有了拖延,同时又与代工厂现有的生产线产能产生了冲突,因此只能将车企芯片订单延期排产。(这里就是个隐患的开端)

同时,由于2020年年初的一场疫情席卷了全球各大消费市场,其中车企的销量可谓一落千丈,进而导致纷纷减产/停产车辆;而正是因为车辆的减产,零部件供应商和芯片供应商也相应进行减产/停产,而最后给代工厂的芯片订单就是要么减产,要么取消。

而这时恰逢5G时代的爆发以及比特币暴涨,因此以苹果iPhone12所搭载的A14芯片为首的5G芯片和AMD/NVIDIA(英伟达)显卡所搭载的处理芯片需求大涨,并迅速霸占了市场上的大部分晶圆和代工厂的生产线。

(小科普:晶圆是指制作芯片所用的硅晶片,其原始材料是硅)

因此这时候闲着的台积电、三星、联发科等代工厂自然将绝大部分生产线和晶圆都给了消费类电子产品芯片。(隐患开始蓄力)

而到了2020下半年,全球汽车市场逐步开始回暖,再加上智能汽车的逐渐增多,原有的库存车规级芯片已经无法满足车企和供应商们,于是又开始了一级传一级的增加芯片工作。

但这时候"增加芯片"的消息传到了代工厂已为时已晚,代工厂当即没有足够的生产线产能和晶圆能分给车规级芯片,就只能老规矩被延期。

而久而久之就这个延期不断被延长,进而导致了全球"车企芯片短缺"的爆发。(隐患爆发

芯片这玩意对车居然有这么重要?

一般我们所了解到的芯片大部分都是属于消费电子类,这其中就包括各种手机/电脑核心处理器等;而这类芯片往往主要仅考虑三个方面 - "成本、功耗、性能"。

而车规级芯片目前主要分为MCU(微控制单元)、功率半导体(IGBT、MOSFET等)、传感器及其他四大类别;这四类芯片的设计考虑方面就远不止三个,同时每一个芯片对于一辆车来说是绝对必不可少的。

为什么这么说呢?这里我同样以MCU来举个例子

MCU在汽车上的全称是Motor control unit,翻译中文为"电机控制单元",也就是控制电机动作的模块,其要是在汽车的各种外围电路与接口电路连接控制。

用通俗的话来说,就相当于汽车的大脑,控制汽车所有的电子系统,包括:悬挂、发动机电控系统、车载信息娱乐、雨刷车窗、电动座椅等各个要用到电的部件。根据行业数据,一般普通燃油家用车装备的所有芯片中,MCU的数量会达到30%左右,而在更高端的车型上,则会达到近一半,也就是50%左右。

目前车规级MCU按照不同的使用场景和性能分为了8位、16位以及32位微控器。

1、8位MCU:主要用于车载电路中较低端的控制功能的各个子系统,具体包括雨刷、天窗、车窗升降、机械仪表板、集线盒、座椅控制、门控模块、风扇控制、空调控制等。

2、16位MCU:主要用于动力传动系统,比如引擎控制、齿轮与离合器控制和电子式涡轮系统、悬吊系统、电子刹车、电子式动力方向盘、扭力分散控制和电子泵等。

3、32位MCU:较8位和16为加入了更多智能化,主要用于仪表板类、车身控制、安全控制、智能多媒体控制等大流量数据系统控制,具体来说就是负责智能车载信息娱乐系统(全液晶仪表和大屏中控)、ADAS驾驶辅助系统(ACC,预碰撞等)、ESP(电子稳定程序)以及复杂的X-by-wire等传动功能。

同时32位MCU还负责了主控处理中心的任务,可将分布于车身各处的中低阶电子控制单元(ECU)集中管理,从而实现了高整合、低能耗、高效率的表现;而正是有着如此明显的优势,32位MCU也越来越受到各家车企的欢迎,因此所占比例逐渐攀升,未来很大可能将彻底淘汰传统的8位和16位MCU。

而近些年,随着各家车企在智能化配置上的发展,汽车所搭载核心芯片越来越多,数已累计的驾驶辅助配置和智能化配置以成为不少人买车的看点,再加上车载海量数据流通正逐步成为重要因素,因此MCU芯片在车规芯片的占比也进一步得到提升,并以此确保整车的实时计算能力。

此外,对于新能源车型来说,MCU则更为重要,其不仅要负责各式各样的自动驾驶功能(处理毫米波雷达、激光雷达、摄像头等传感器传来的数据)和车载娱乐系统外,同时还要对整车电动机(马达)、电池管理(充电、放电)、整车底盘控制等进行管理。

看完上述的介绍,现在能明白车规芯片对于一辆车有多么重要了吧!所以只要芯片一断供,大部分车企几乎都造不出一辆能上路的车了!

目前各家车企有何应对措施

在目前的全球芯片紧张的形式下,光等代工厂生产出芯片必然是不可能的,唯有找到新渠道才是硬道理。

丰田:将电气研发工作交给旗下电装公司

而丰田作为老牌的汽车厂商代表,其早在2018年就开始了芯片探索之路,当时就计划将电气零部件的生产和研发转入旗下电装公司,同时依靠日本国内的松下、索尼等一系列科技公司进行协助;而在2020年4月丰田宣布正式完成研发移交,并成立合资公司MIRISE Technologies。

此外,丰田还表示:新一代的车载芯片有望于2022年后正式发布。

比亚迪:目前已量产新能源所用的IGBT芯片

其实比亚迪在2009年的时候就开始布局IGBT芯片;而近日,由于芯片全球中断成为热门话题,因此比亚迪也对外宣布,其所生产的 IGBT 芯片已运用在各产品线,除品牌自用外,已经有外销。

辣么问题来了IGBT芯片又是啥?

上面我们也提到了,车载芯片分为4类,MCU、IGBT、MOSFET等,而这个IGBT芯片全称是"绝缘栅双极型晶体管",是由 BJT(双极结型晶体三极管) 和 MOS(绝缘栅型场效应管) 组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其主要运用在新能源车上(重点,仅用于新能源车型!)

而IGBT芯片在功能上主要是MCU芯片所使用的功率变换器件,可在电驱系统中进行功率变换,提高用电效率和质量,因此也被称为控制电能的超级开关。(也就是说这个是需要搭配MCU芯片的)

具体来说,IGBT是在MCU旗下的另一组芯片,可直接控制驱动系统直、交流电的转换,决定了车辆的扭矩和最大输出功率等;得益于IGBT优异的电流输出控制能力可提升新能源车的输出功率,从而直接提升整车的加速性能。

其他:中国芯片行业已开始发力

中国芯片行业已开始发力企业自主研发芯片进程中芯国际已与国家集成电路基金、亦庄国投三方成立合资公司,共同研发车规级芯片芯驰科技自主研发16mm车载芯片,已于2019年10月流片黑芝麻已发布智能驾驶芯片"华山二号"A1000和A1000L芯片华为

自主研发设计了710A车载芯片、Ascend910 车载AI处理器

并推出了智能驾驶MDC平台

百度已开发"昆仑"和"鸿鹄"等AI车载芯片吉利旗下亿咖通科技与安谋科技中国公司共同出资成立的芯擎科技北汽与Imagination集团、翠微股份合资成立了北京核芯达科技;上汽与英飞凌成立了上汽英飞凌汽车功率半导体有限公司零跑与大华股份联合研发AI自动驾驶芯片四维图新自主研发了32位MCU芯片蔚来正计划自主研发自动驾驶计算芯片(计划中)

总结

在过去,一辆车只要有一套好的三大件(发动机、变速箱、底盘)基本上能称霸车坛。现如今,一辆车除了有着优秀操控性外,智能化也逐渐成为第四个大件。正是因为这些智能配置的普及,也让车规级芯片产业逐渐庞大;而这一次全球性"断供"所带来的影响,不仅说明了车载芯片的重要性,同时也暴露出了全球芯片产业链的重大缺陷。

不过相信在经历了这一次的风波,或许也会拍醒各位车企老爷们,如果想要做到高产量高质量的"现代"汽车,传统的那一套可能真的行不通了。

同时对于传统的芯片供应商来说,也是拍响了警钟,虽然各家都在进行自我研发,但面对如此庞大的市场需求,依然显得力不从心;再加上消费电子芯片大厂英伟达(NVIDIA)、英特尔(Intel)、高通(Qualcomm)各自宣布入局,这无疑进一步加剧了市场竞争力,而这时候唯有研发出效率更高/成本更低的车载芯片,才是硬道理。

(图/文/摄:太平洋汽车网 熊睿锋)

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