半導體短缺繼續困擾汽車行業

周康

福特汽車表示，底特律地區工廠F-150的生產制造時間削減到每日8小時

科技的進步令車載半導體早已發生了翻天覆地的變化，這幾年來，汽車產業迎來了CASE（Connected互聯、Autonomous自駕、Shared&Services共享服務、Electric電子）大潮，進入了大換代時期，車載半導體的使用數量、種類逐年在增加。

在車聯網無人駕駛汽車的落地進程中，汽車需要搭載更高工藝制程的通信半導體（符合5G通信規格的處理器）。NVIDIA的黃仁勛曾說：“對于價值100萬億美元規模的產業，實現自動駕駛汽車所需的投入呈指數級增長，面對復雜的開發任務，像Orin這樣的可擴展、可編程、軟件定義的AI平臺不可或缺。”

在20世紀60年代之前，汽車的控制依靠機械，機械器件結構簡單，質量穩定，發動機的電噴和直噴技術應運而生，后兩者的共同之處都是可以通過電子信號去精準控制噴油器，從而達到高效率。1968 年ECU“行車電腦”被人們所認識，當時率先被搭載在了大眾的一部車上，ECU 作為一個集成化的部件，具備一定的信息運算能力，而這運算能力就需要依靠集成電路，但是這畢竟已經是五十多年前的產物了。

近年來，汽車公司已成為半導體的更大購買者，將其用于從引擎控制單元和變速器到儀表板中嵌入的大型平板式顯示器等各種半導體產品。在汽車技術的發展過程中，半導體成本（即電子系統零部件的成本）已經從2013年的每車312美元增加到了如今約400美元。汽車半導體供應商正獲利于微控制單元、傳感器、存儲器等各類半導體設備需求的大幅上漲。

諸多車企宣布減產

全球汽車半導體短缺從去年年中持續至今，并且行情不見好轉，為此福特公司計劃削減其F-150皮卡車的產能。F-150在國內雖然少見，但在美國屬于暢銷車型，也是該公司最大的利潤增長點。高管們在討論去年第四季度收益時表示，2021年的稅前利潤預計會減少10億美元至25億美元。

生產線上的2021年福特F-150 King Ranch卡車車型

福特2月初表示，公司的這些舉措標志著芯片短缺問題的嚴重升級，該問題在最近幾周嚴重擾亂了其生產進度。底特律地區工廠的F-150生產時間將從每日3個班次減少到僅8個小時。福特還表示，2月中旬密蘇里州堪薩斯城的另一家F-150工廠將執行其3班制中的2班制，兩家工廠在2月15日之后才恢復正常的全天候時間表。

無獨有偶，德國大眾汽車公司由于缺乏計算機芯片，也在減少第一季度在中國、歐洲和北美的產量。公司發言人表示，某些地區的生產仍然受到阻礙，但該公司預計將從第二季度開始彌補產量下降。大眾的計劃是在中國、北美、歐洲調整生產。在德國，主力車型“高爾夫”從2020年12月到2021年1月中旬停產。在西班牙，大眾旗下的西亞特（Seat）將從1月下旬到4月減產。

半導體供應不足問題越發嚴重

大眾鑒于半導體短缺，現在正在考慮與芯片制造商建立直接聯系，以確保將來能夠獲得足夠的供應。這家德國老牌汽車制造商已經開始向柏林和布魯塞爾施壓，要求他們做更多的事情來促進建立本土芯片產業，以確保歐洲獨立于亞洲生產商，而歐洲汽車制造商需要在亞洲生產商那里購買大部分芯片。

日企汽車公司方面，為應對芯片供應不足的問題，包括豐田和本田汽車公司年初以來，都削減了美國工廠的產量。這兩家汽車公司表示，他們一直在努力從較不受歡迎的車型中轉移供應，以確保他們能夠將裝配線提供給暢銷車型。比如由鈴鹿制作所（三重縣鈴鹿市）經營的小型車“飛度（Fit）”等將于1月減產約四千輛。豐田往年會在這個時候向零部件企業介紹全年的生產計劃，這次則出現了只能提供“暫定值”的異常情況。

半導體短缺的狀況肯定會影響汽車制造商的財務業績，因為要整車下線從工廠運到經銷商處，才會記賬收入。分析師稱，汽車行業向電動汽車的轉移增加了更多基于軟件系統的需求。

汽車半導體短缺何時休？

汽車生產所需要的半導體不足問題越來越嚴重，原因是半導體是汽車取得電動化進展不可或缺的零部件，但由于數碼產品用途的需求旺盛，半導體行業沒有多余的產品供應給汽車。在疫情期間，全球對筆記本電腦、游戲系統和其他個人電子產品的需求激增，芯片制造商受到半導體訂單的猛烈“轟炸”。遠程工作還推動了計算服務及其背后的數據中心的蓬勃發展，所有這些都使芯片的可用性變得緊張，并導致價格上漲。

汽車生產出現混亂的另一個原因是，德國博世及德國大陸等汽車零部件大型企業提供的搭載半導體的零部件出現了供應延遲。雖然從荷蘭恩智浦半導體和瑞士意法半導體等大型半導體企業采購了半導體，但部分產品似乎出現延誤。

汽車行業主要芯片供應商恩智浦半導體公司在去年11月就告訴客戶，該公司嚴重短缺并會提高價格。這些芯片制造商經歷了積壓和漫長的交貨時間，有些已經延長到40周或更長時間。包括全球最大的合同芯片制造商臺積電（TSMC）上個月也表示，他們正在與客戶商量解決汽車芯片的嚴重短缺問題。現在在跨行業競爭的狀態下，臺積電的最尖端產品的訂單已排到半年以后（數據來自英富曼資訊）。德國大陸認為，車載半導體實現正常供應“可能需要近半年時間”。

純電動汽車（EV）和自動駕駛技術的普及，讓車載半導體越來越重要。據業內人士分析，每輛純電動汽車的半導體使用量比汽油車多2倍，目前汽車需求正從新冠疫情中快速恢復，需要大量半導體。而另一方面，在居家需求等帶動下，個人電腦和智能手機使用的半導體采購也越來越多。半導體行業從多個行業集中接到不同型號產品的訂單，已供不應求。

半導體行業不斷推進開發與生產分離的“水平分工”，半導體廠商大多不自主生產，而是下單給半導體代工企業。而通過改變設備的條件及組合等來生產多種半導體需要一定的時間，所以難以同時制造不同的半導體。

行業分析公司VLSIresearch總裁里斯托表示，汽車行業當前遇到的局面部分原因是自身的供應計劃不周全，未能足夠早地發出芯片訂單以及對2021年的預期判斷失誤。電子產品供應商Aptiv PLC首席執行官凱文·克拉克在2月初的財報電話會議上表示：“半導體的供應短缺是近年來少有的不穩定環境，未來也充滿變數。”

研究公司IHS Markit也預測，芯片短缺將使第一季度全球汽車行業的產量減少約672000輛，問題將一直持續到今年秋天，因為汽車領域使用的芯片的交貨時間通常為26周。

半導體擬漲價，產業鏈博弈加劇

半導體生產

隨著汽車技術的提升和新車型的不斷推出，半導體遭遇生產瓶頸已經成為行業面臨的新課題。因晶圓代工產能所需花費的成本增加，外加原材料價格上漲，瑞薩、恩智浦、ST、東芝等全球車用芯片大廠考慮調漲多項產品價格。

其中，瑞薩電子要求客戶接受更高價的功率半導體和MCU等多項產品，并將服務器和工業設備芯片價格平均上調10%至20%。東芝開始和客戶展開漲價協商，對象為車用功率半導體等產品。恩智浦、瑞士意法半導體等也已向客戶告知，計劃調漲10%～20%。

需要指出的是，這些芯片廠商雖然擁有自家的制造工廠，但并非全部產品都自家生產，很多都是委托給臺積電等晶圓代工廠生產。

面對急劇增長的需求，臺積電方面表示，將“優化”芯片生產流程，以提高效率。若能進一步提高產能，將優先生產汽車芯片。財報顯示，2020年汽車芯片僅占臺積電銷售的3%，落后于智能手機48%和33%的高性能芯片。雖然去年第四季度汽車芯片銷量較上一季度躍升27%，但仍只占該季度總銷量的3%。