2022年汽車(chē)芯片供需失衡風(fēng)靡云蒸

來(lái)源：芯片那些事兒

綜述：

• 從2020年底開(kāi)始，芯片短缺問(wèn)題就成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的最大挑戰，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)芯片短缺危機成為全球供應鏈乃至疫情經(jīng)濟發(fā)展的焦點(diǎn)。芯片短缺導致全球汽車(chē)產(chǎn)量減少、整車(chē)廠(chǎng)停產(chǎn)停工，消費者購車(chē)成本增加，主要汽車(chē)制造國家政府（歐美日韓）心急如焚甚至使用政治力干預。

  
  

• 2022年相較2021、2020年可預期汽車(chē)芯片供應正逐步改善，但整車(chē)廠(chǎng)加大采購及彼此之間短缺博弈的心態(tài)，加上成熟制程產(chǎn)能有限，部分6寸，8寸車(chē)規芯片毛利較低，晶圓廠(chǎng)將更多產(chǎn)能用于高毛利產(chǎn)品。

  
  

• 2022年汽車(chē)芯片供需仍無(wú)法正?；?，芯片短缺狀況恐余波蕩漾至2023、2024年。而汽車(chē)缺芯事件雖無(wú)法完全改變整車(chē)廠(chǎng)的舊思維，但新思維正萌芽中，也將影響后續汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

  

需求膨脹、產(chǎn)能有限，2022年汽車(chē)芯片短缺將持續

• 2021年初爆發(fā)的汽車(chē)芯片短缺問(wèn)題，原以為會(huì )在短期內結束，而這只是理想化芯片供需平衡狀況，2022年汽車(chē)芯片短缺仍方興未艾。

  
  

• 2022年開(kāi)春，Ford北美8家工廠(chǎng)（包括State of Michigan、Illinois與Missouri與Maxico）將從2月7日起一周陸續停產(chǎn)，即便是沒(méi)有停產(chǎn)的工廠(chǎng)，也會(huì )減少加班或者班次。Toyota則在2月初暫停日本境內愛(ài)知縣元町工廠(chǎng)等8家工廠(chǎng)、11條生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)，全球總產(chǎn)量減少至70萬(wàn)輛，減產(chǎn)約15萬(wàn)輛。

• 汽車(chē)芯片主要是采用40nm以上成熟制程，傳統整車(chē)廠(chǎng)燃油車(chē)芯片制程70%為40-45nm、25%為45nm以上。新興整車(chē)廠(chǎng)電動(dòng)車(chē)芯片制程45%為40-45nm、5%為45nm以上。

  
  

• 雖然電動(dòng)車(chē)已使用成熟高階制程（40nm以下），甚至更先進(jìn)制程（10/7nm以下）需求也應市場(chǎng)而增加，但當前電動(dòng)車(chē)市占率仍然相對較低，并非市場(chǎng)主流，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對芯片需求依然以成熟制程為主。

  

制造供應端-成熟制程產(chǎn)能有限，供需緊張導致芯片價(jià)格暴漲

• 全球主要汽車(chē)芯片廠(chǎng)-Infineon、NXP、ST與Renesas等，以IDM營(yíng)運模式生產(chǎn)芯片，過(guò)往產(chǎn)能擴充相當保守謹慎，主要是由于其客戶(hù)整車(chē)廠(chǎng)采用JIT（Just-In-Time）模式且低價(jià)采購芯片，影響IDM缺乏動(dòng)力擴大產(chǎn)能，而晶圓代工廠(chǎng)則并非視汽車(chē)產(chǎn)業(yè)為優(yōu)先客戶(hù)。

  
  

• 汽車(chē)芯片的產(chǎn)線(xiàn)大多為8寸/6寸晶圓設備，產(chǎn)線(xiàn)建立時(shí)間較早，大多數折舊已完成，使其晶圓生產(chǎn)成本較低。IDM與晶圓代工廠(chǎng)再投入建設新的8寸晶圓廠(chǎng)無(wú)成本優(yōu)勢，因此8寸晶圓廠(chǎng)的5年復合成長(cháng)率僅為3%。

  
  

• 至于晶圓代工廠(chǎng)，汽車(chē)芯片客戶(hù)本就非其主要客戶(hù)，營(yíng)收占比較少。2021年TSMC汽車(chē)營(yíng)收占比4%、UMC汽車(chē)營(yíng)收占比10%以下、GF汽車(chē)營(yíng)收占比4%?；趦r(jià)格與資源，其成熟制程產(chǎn)能多半優(yōu)先提供給消費性電子產(chǎn)品（如音頻、射頻、電源芯片、驅動(dòng)芯片等）。

  
  

• 雖然汽車(chē)芯片廠(chǎng)在2021年紛紛建設并啟用新晶圓生產(chǎn)線(xiàn)（包括Infineon奧地利Villach 12寸廠(chǎng)、ST意大利Milan 12寸廠(chǎng)與Bosch德國Dresden 12寸廠(chǎng)），并試圖將汽車(chē)芯片的制程轉移到舊有產(chǎn)線(xiàn)以及未來(lái)新的12寸產(chǎn)線(xiàn)，以提高產(chǎn)能并獲得規模效應，但是半導體設備交期動(dòng)輒半年以上，加上產(chǎn)線(xiàn)調整、產(chǎn)品驗證和產(chǎn)能提升都需要較長(cháng)的時(shí)間，最快也需要1~1.5年才能啟用新產(chǎn)能，使得產(chǎn)能緊張恐將持續到2023年。

  
  

• 另值得注意的是，隨著(zhù)電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，功率半導體需求大增帶動(dòng)第三代半導體SiC與GaN需求，8寸和6寸廠(chǎng)也在轉型生產(chǎn)，如Bosch于德國Reutlingen 8寸晶圓廠(chǎng)第一階段擴產(chǎn)幅度約10%，重點(diǎn)在生產(chǎn)MEMS傳感器和SiC功率半導體，也直接或間接對原本汽車(chē)芯片的產(chǎn)能造成沖擊。

市場(chǎng)需求端-整車(chē)廠(chǎng)持續加大購買(mǎi)及庫存

• 汽車(chē)芯片在2020年初是無(wú)人問(wèn)津的狀態(tài)，因為整車(chē)廠(chǎng)一致認為疫情會(huì )對汽車(chē)市場(chǎng)帶來(lái)嚴重的沖擊，因此調低甚至取消汽車(chē)芯片訂單。

  
  

• 然而，2020年下半年各國解封后對汽車(chē)需求不減反增，當整車(chē)廠(chǎng)回過(guò)神之后，再向汽車(chē)芯片廠(chǎng)下達訂單，汽車(chē)芯片市場(chǎng)需求在2020年和2021年演繹了一場(chǎng)V形反轉，甚至超過(guò)了疫情前水平。根據IC Insights數據，2021年汽車(chē)芯片出貨量達到534億顆，年成長(cháng)率為30%，成長(cháng)幅度創(chuàng )10年新高。

  
  

• 2021年起，整車(chē)廠(chǎng)回補產(chǎn)能還沒(méi)恢復，而汽車(chē)芯片廠(chǎng)庫存遠低于正常水平。從主要汽車(chē)芯片廠(chǎng)財報觀(guān)察，各廠(chǎng)的平均庫存天數（Days Inventory Outstanding, DIO）、Book-to-bill-ratio等指標都反映出供不應求。

  
  

• NXP的DIO正常天數是100-110天，2021年四季度都維持在90天以?xún)?。Infineon的Book-to-bill-ratio低于1表示市場(chǎng)供過(guò)于求，2021年四季度都是大于1（甚至2021Q4達到2.5），反映出客戶(hù)下單需求意愿強烈。Renesas的DIO正常天數為100天，2021年四季度庫存天數從低于75天上升至96天，庫存雖大幅度增加但仍未達到正常值。

  

  
  

結論：汽車(chē)芯片供需正?；瘜⒌鹊?023-2024年

• 2020年汽車(chē)芯片還是門(mén)可羅雀階段，2021年卻爆發(fā)汽車(chē)芯片短缺危機，震撼汽車(chē)產(chǎn)業(yè)、全球各國家政府，也影響消費者購車(chē)成本。2022年原以為一切將進(jìn)入尾聲并落幕，但事實(shí)證明，開(kāi)春至今仍有多家主要整車(chē)廠(chǎng)宣布將暫時(shí)停產(chǎn)、停工，其宣稱(chēng)主要原因還是歸咎于汽車(chē)芯片匱乏，令2022一整年汽車(chē)芯片仍籠罩于短缺的陰霾中。

  
  

• 晶圓制造成熟制程產(chǎn)能有限，是汽車(chē)芯片短缺主要原因。目前市場(chǎng)主流仍為燃油車(chē)，而燃油車(chē)芯片90%以上采用40nm以上制程，且汽車(chē)芯片的產(chǎn)線(xiàn)大多為8寸/6寸設備。IDM與晶圓代工廠(chǎng)均不愿再新投入8/6寸廠(chǎng)。

  
  

• 另一方面，電動(dòng)車(chē)芯片有50%采用40nm以下制程，將有望改變成熟制程產(chǎn)能需求過(guò)度集中的問(wèn)題，但電動(dòng)車(chē)所需功率半導體大增，且帶動(dòng)了8寸與6寸廠(chǎng)轉型生產(chǎn)第三代半導體SiC與GaN的趨勢，又再度增加對8寸和6寸晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能的需求，對汽車(chē)芯片成熟制程的產(chǎn)能需求更是雪上加霜。

  
  

• 雖然汽車(chē)芯片廠(chǎng)在2021年紛紛建設并啟用新的晶圓生產(chǎn)線(xiàn)，甚至試圖將汽車(chē)芯片的制程轉移到舊有及未來(lái)的12寸晶圓產(chǎn)線(xiàn)，但設備調試，生產(chǎn)驗證等仍需要充足的時(shí)間，因此產(chǎn)能緊缺恐將持續到2023年。

  
  

• 2021年起整車(chē)廠(chǎng)開(kāi)始恐慌性囤積芯片庫存，該情況已延續至2022年。又加上整車(chē)廠(chǎng)彼此間芯片零組件短缺博弈產(chǎn)生的長(cháng)鞭效應，造成汽車(chē)芯片或多或少被放大訂單需求，造成目前市場(chǎng)混亂與對未來(lái)需求高估的伏筆。因此供需正?；芸赡軐⒁鹊?023年，甚至推遲到2024年。

對未來(lái)的期待：時(shí)光不棄，依舊可期

• 汽車(chē)芯片，從設計、項目啟動(dòng)開(kāi)始，到最終整車(chē)交付給消費者，通常要五年時(shí)間。且從技術(shù)壁壘上看，因為汽車(chē)關(guān)乎乘客的生命安全，所以汽車(chē)芯片對可靠性、可驗證性、整個(gè)系統的安全性有著(zhù)非常高的要求，這與手機等消費類(lèi)芯片以及通信類(lèi)芯片有著(zhù)明顯不同。

• “缺芯”雖在繼續，前路依舊漫漫。但我們需要在不確定中反思過(guò)去、尋找機會(huì )，才更值得期待。隨著(zhù)芯片廠(chǎng)商產(chǎn)能的爬坡，隨著(zhù)供應鏈的潛在問(wèn)題被發(fā)現并被逐步改變，隨著(zhù)汽車(chē)大市場(chǎng)的整體向好，春天終會(huì )到來(lái)，我們不必悲觀(guān)。人間尤其溫柔，春天將皆是浪漫。