אמנם במחצית השנייה של 2021, חלק מחברות הרכב ציינו כי בעיית המחסור בשבבים ב-2022 תשתפר, אך יצרני ה-OEM הגדילו את הרכישות ומנטליות המשחק זה עם זה, יחד עם אספקת כושר ייצור שבבים בוגר ברמת רכב. עסקים עדיין נמצאים בשלב של הרחבת כושר הייצור, והשוק העולמי הנוכחי עדיין מושפע קשות מהיעדר הליבות.
במקביל, עם השינוי המואץ של תעשיית הרכב לקראת חשמול ומודיעין, גם השרשרת התעשייתית של אספקת השבבים תעבור שינויים דרמטיים.
1. הכאב של MCU מתחת לחוסר הליבה
כעת במבט לאחור על המחסור בליבות שהחל בסוף 2020, ההתפרצות היא ללא ספק הגורם העיקרי לחוסר האיזון בין היצע וביקוש של שבבי רכב. אמנם ניתוח גס של מבנה היישומים של שבבי MCU (מיקרו-בקר) עולמיים מראה כי משנת 2019 עד 2020, הפצת ה-MCU ביישומי אלקטרוניקה לרכב תתפוס 33% משוק היישומים במורד הזרם, אך בהשוואה למשרד מקוון מרוחק ככל במעלה הזרם. מעצבי שבבים מודאגים, מפעלי יציקת שבבים וחברות אריזה ובדיקות הושפעו קשות מבעיות כמו השבתת המגיפה.
מפעלי ייצור שבבים השייכים לתעשיות עתירות עבודה יסבלו ממחסור חמור בכוח אדם ומחזור הון ירוד בשנת 2020. לאחר שעיצוב השבבים במעלה הזרם הוסב לצרכים של חברות רכב, הוא לא הצליח לתזמן את הייצור באופן מלא, מה שמקשה כדי שהשבבים יימסרו לתפוסה מלאה. בידי מפעל הרכב מופיע המצב של כושר ייצור רכב לא מספיק.
באוגוסט אשתקד נאלץ מפעל Muar של STMicroelectronics במואר, מלזיה לסגור כמה מפעלים עקב השפעת מגיפת הכתר החדשה, והכיבוי הוביל ישירות לאספקת שבבים עבור Bosch ESP/IPB, VCU, TCU ו מערכות אחרות נמצאות במצב של הפסקת אספקה במשך זמן רב.
בנוסף, בשנת 2021, אסונות הטבע הנלווים כמו רעידות אדמה ושריפות יגרמו גם לחלק מהיצרנים שלא יוכלו לייצר בטווח הקצר. בפברואר אשתקד גרמה רעידת האדמה נזק חמור לרנסאס אלקטרוניקס היפנית, אחת מספקיות השבבים הגדולות בעולם.
ההערכה המוטעית של הביקוש לשבבים לרכב על ידי חברות הרכב, יחד עם העובדה שהמפעלים במעלה הזרם המירו את כושר הייצור של שבבים ברכב לשבבי צריכה על מנת להבטיח את עלות החומרים, הביאו ל-MCU ו CIS שיש להם את החפיפה הגבוהה ביותר בין שבבי רכב ומוצרים אלקטרוניים מיינסטרים. (חיישן תמונה CMOS) נמצא במחסור רציני.
מנקודת מבט טכנית, ישנם לפחות 40 סוגים של התקני מוליכים למחצה מסורתיים לרכב, והמספר הכולל של אופניים בשימוש הוא 500-600, הכוללים בעיקר MCU, מוליכים למחצה כוח (IGBT, MOSFET וכו'), חיישנים ועוד. מכשירים אנלוגיים. גם רכבים אוטונומיים ישמשו סדרת מוצרים כגון שבבי עזר ADAS, CIS, מעבדי AI, לידארים, מכ"מים גלי מילימטרים ו-MEMS.
לפי מספר הביקוש לרכב, המושפע ביותר במשבר המחסור המרכזי הזה הוא שמכונית מסורתית זקוקה ליותר מ-70 שבבי MCU, וה-MCU לרכב הוא ESP (מערכת יציבות אלקטרונית) ו-ECU (רכיבים עיקריים של שבב הבקרה הראשי של הרכב) ). אם ניקח לדוגמא את הסיבה העיקרית לירידת Haval H6 שניתנה על ידי Great Wall פעמים רבות מאז השנה שעברה, Great Wall אמרה כי הירידה החמורה במכירות של H6 בחודשים רבים נבעה מההיצע הבלתי מספק של ה- Bosch ESP בו השתמש. החתול השחור והחתול הלבן הפופולרי בעבר אוילר הודיעו גם על השעיה זמנית של הייצור במרץ השנה עקב בעיות כמו קיצוץ באספקת ESP ועליית מחירי שבבים.
למרבה המבוכה, למרות שמפעלי שבבי רכב בונים ומאפשרים קווי ייצור פרוסות חדשים ב-2021, ומנסים להעביר את תהליך השבבים האוטומטיים לפס הייצור הישן ולקו הייצור החדש של 12 אינץ' בעתיד, על מנת להגדיל את כושר הייצור. להשיג יתרונות לגודל, עם זאת, מחזור האספקה של ציוד מוליכים למחצה הוא לרוב יותר מחצי שנה. בנוסף, נדרש זמן רב להתאמת קו הייצור, אימות המוצר ושיפור כושר הייצור, מה שהופך את כושר הייצור החדש ליעיל ככל הנראה בשנים 2023-2024. .
ראוי להזכיר שלמרות שהלחץ נמשך זמן רב, חברות הרכב עדיין אופטימיות לגבי השוק. ויכולת ייצור השבבים החדשה מיועדת לפתור את משבר כושר ייצור השבבים הגדול ביותר הנוכחי בעתיד.
2. שדה קרב חדש תחת מודיעין חשמלי
עם זאת, עבור תעשיית הרכב, פתרון משבר השבבים הנוכחי עשוי רק לפתור את הצורך הדחוף באסימטריה הנוכחית של ההיצע והביקוש בשוק. מול השינוי של תעשיות חשמל וחכמה, לחץ האספקה של שבבי רכב רק יגדל באופן אקספוננציאלי בעתיד.
עם הביקוש הגובר לבקרה משולבת ברכב במוצרים מחושמלים, וברגע שדרוג ה-FOTA והנהיגה האוטומטית, שודרג מספר השבבים לרכבי אנרגיה חדשים מ-500-600 בעידן רכבי הדלק ל-1,000 ל-1,200. גם מספר המינים גדל מ-40 ל-150.
כמה מומחים בתעשיית הרכב אמרו כי בתחום הרכבים החשמליים החכמים המתקדמים בעתיד, מספר השבבים לרכב בודד יגדל פי כמה ליותר מ-3,000 חלקים, ושיעור מוליכים למחצה לרכב בעלות החומר של הרכב כולו יגדל מ-4% ב-2019 ל-12 ב-2025. %, ועשוי לגדול ל-20% עד 2030. זה לא רק אומר שבעידן המודיעין החשמלי, הביקוש לשבבים לרכבים עולה, אלא שזה גם משקף את העלייה המהירה בקושי הטכני ובעלות השבבים הנדרשים לרכבים.
בניגוד ליצרניות OEM מסורתיות, שבהן 70% מהשבבים לרכבי דלק הם 40-45nm ו-25% הם שבבים בעלי מפרט נמוך מעל 45nm, שיעור השבבים בתהליך ה-40-45nm עבור כלי רכב חשמליים מיינסטרים ומתקדמים בשוק יש ירד ל-25%. 45%, בעוד ששיעור השבבים מעל תהליך 45nm הוא רק 5%. מנקודת מבט טכנית, שבבי תהליך בוגרים מתחת ל-40nm ושבבי תהליך מתקדמים יותר של 10nm ו-7nm הם ללא ספק תחומי תחרות חדשים בעידן החדש של תעשיית הרכב.
על פי דו"ח סקר שפרסמה Hushan Capital בשנת 2019, שיעור מוליכים למחצה בכוח בכל הרכב גדל במהירות מ-21% בעידן של רכבי דלק ל-55%, בעוד שבבי MCU ירדו מ-23% ל-11%.
עם זאת, כושר ייצור השבבים המתרחב שנחשף על ידי יצרנים שונים עדיין מוגבל ברובו לשבבי ה-MCU המסורתיים האחראים כיום לבקרת מנוע/שלדה/גוף.
עבור כלי רכב חכמים חשמליים, שבבי בינה מלאכותית האחראים על תפיסת נהיגה אוטונומית והיתוך; מודולי כוח כגון IGBT (טרנזיסטור כפול שער מבודד) האחראי על המרת הספק; שבבי חיישן לניטור מכ"ם בנהיגה אוטונומית הגדילו מאוד את הביקוש. סביר להניח שזה יהפוך לסבב חדש של בעיות "חוסר ליבה" שחברות הרכב יתמודדו איתן בשלב הבא.
עם זאת, בשלב החדש, מה שמפריע לחברות הרכב אולי לא בעיית כושר הייצור שמפריעה לו גורמים חיצוניים, אלא "הצוואר התקוע" של השבב שמוגבל על ידי הצד הטכני.
אם ניקח לדוגמה את הדרישה לשבבי בינה מלאכותית שהביאה המודיעין, נפח המחשוב של תוכנת נהיגה אוטונומית כבר הגיע לרמת TOPS הדו-ספרתית (טריליון פעולות בשנייה), וכוח המחשוב של MCUs מסורתיים לרכב בקושי יכול לעמוד בדרישות המחשוב של כלי רכב אוטונומיים. שבבי AI כגון GPUs, FPGAs ו-ASICs נכנסו לשוק הרכב.
במחצית הראשונה של השנה שעברה, הורייזן הודיעה רשמית כי מוצר הדור השלישי שלה לרכב, השבבים מסדרת Journey 5, שוחרר באופן רשמי. על פי נתונים רשמיים, לשבבי סדרת Journey 5 הספק מחשוב של 96TOPS, צריכת חשמל של 20W ויחס יעילות אנרגטית של 4.8TOPS/W. . בהשוואה לטכנולוגיית התהליך של 16 ננומטר של שבב FSD (פונקציית נהיגה אוטונומית מלאה) ששוחרר על ידי טסלה ב-2019, הפרמטרים של שבב בודד עם הספק מחשוב של 72TOPS, צריכת חשמל של 36W ויחס יעילות אנרגטית של 2TOPS/W שופר מאוד. הישג זה זכה גם בחסד ובשיתוף פעולה של חברות רכב רבות כולל SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery ואידיאל.
מונע על ידי אינטליגנציה, התפתחות התעשייה הייתה מהירה ביותר. החל מה-FSD של טסלה, פיתוח שבבי הבקרה הראשיים של AI הוא כמו פתיחת תיבת פנדורה. זמן קצר לאחר מסע 5, NVIDIA הוציאה במהירות את שבב Orin שיהיה בעל שבב יחיד. כוח המחשוב גדל ל-254TOPS. במונחים של רזרבות טכניות, Nvidia אפילו הציגה תצוגה מקדימה של שבב Atlan SoC עם כוח מחשוב בודד של עד 1000TOPS לציבור בשנה שעברה. נכון לעכשיו, NVIDIA תופסת בתוקף עמדת מונופול בשוק ה-GPU של שבבי בקרה ראשיים לרכב, ושומרת על נתח שוק של 70% כל השנה.
אמנם כניסתה של ענקית הטלפונים הסלולריים Huawei לתעשיית הרכב עוררה גלים של תחרות בתעשיית שבבי הרכב, אבל ידוע שתחת הפרעה של גורמים חיצוניים, ל-Huawei יש ניסיון עיצובי עשיר ב-7nm תהליך SoC, אך אינו יכול לעזור ליצרני השבבים המובילים. קידום שוק.
מוסדות מחקר משערים כי ערכם של אופני AI chip עולה במהירות מ-100 דולר ב-2019 ל-1,000 דולר+ עד 2025; במקביל, גם שוק שבבי הבינה המלאכותית לרכב יגדל מ-900 מיליון דולר ב-2019 ל-91 ב-2025. מאה מיליון דולר. הצמיחה המהירה של הביקוש בשוק והמונופול הטכנולוגי של שבבים בסטנדרט גבוה, ללא ספק יקשה עוד יותר על הפיתוח החכם העתידי של חברות הרכב.
בדומה לביקוש בשוק שבבי הבינה המלאכותית, ל-IGBT, כמרכיב מוליכים למחצה חשוב (כולל שבבים, מצעים מבודדים, מסופים וחומרים אחרים) ברכב האנרגיה החדש עם יחס עלות של עד 8-10%, יש גם השפעה עמוקה על ההתפתחות העתידית של תעשיית הרכב. למרות שחברות מקומיות כמו BYD, Star Semiconductor ו- Silan Microelectronics החלו לספק IGBT לחברות רכב מקומיות, לעת עתה, כושר הייצור של IGBT של החברות הנ"ל עדיין מוגבל בהיקף החברות, מה שמקשה על לכסות את מקורות האנרגיה המקומיים החדשים העולים במהירות. צמיחת שוק.
החדשות הטובות הן שלמול השלב הבא של החלפת IGBT של SiC, חברות סיניות אינן רחוקות מאחור בפריסה, והרחבת יכולות התכנון והייצור של SiC המבוססות על יכולות מו"פ של IGBT בהקדם האפשרי צפויה לסייע לחברות הרכב טכנולוגיות. היצרנים מקבלים יתרון בשלב הבא של התחרות.
3. Yunyi Semiconductor, ייצור אינטליגנטי ליבה
מול המחסור בשבבים בתעשיית הרכב, Yunyi מחויבת לפתור את בעיית האספקה של חומרים מוליכים למחצה ללקוחות בתעשיית הרכב. אם אתה רוצה לדעת על אביזרי Yunyi Semiconductor ולבצע בירור, אנא לחץ על הקישור:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
זמן פרסום: 25-3-2022