# 深度解析：汽车缺芯背后的真相 By [youtubor.eth](https://paragraph.com/@youtubor) · 2022-08-08 --- 今年，汽车圈被芯片短缺的阴霾所笼罩，即使到现在及未来短期内也没有非常明显的改观迹象。汽车产业涉及多而长且复杂的上下游产业链，任何一环掣肘都会让整个汽车行业面临困难。小小一颗芯片已让很多供应商供货紧张，让OEM减产甚至停产提价，一系列骚操作让很多人摸不到头脑。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/c610411001b46c2ca0eb0528d01fdea765936a93c982bc54f7ec839f6d28bf65.jpg) **先看一组数据** ---------- 下面是2020年全球汽车市场的销售数据，总销量为6220万辆---这份数据虽然数据不一定严谨，比如国内销量也很坚挺的长城汽车就没列出，但还是具有一定的参考意义。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/166d28bc8ee67630250db99b16a82141daa327c08d44faa82d5520b2eef86a17.jpg) 2021年全球汽车销量虽然还没，但大概率也不会差，要不是今年芯片短缺可能更好，而在每辆车的成本中，汽车半导体的占比逐渐变高。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/9e1c27c0d10cffe935286016c72bb8a489b02a13c17c6f7cdf13375b1d46ae08.jpg) **汽车上芯片类型、数量及制程分析** ------------------- \*\*制程：\*\*每辆车中根据功能复杂度的不同，整车的芯片数量在500~1500个左右，且大都是40nm制程及以上的芯片： ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/6fdc50c580494792c2c2e97b4260ff3cf641044e9f9d0cbd36558f5bcad13e4e.jpg) \*\*芯片类型：\*\*汽车上有动力域、娱乐域、底盘域、车身域、自动驾驶域等。每个域在当前分布式的E/E架构下都需要很多控制器和传感器。芯片涉及功率芯片比如IGBT、存储芯片、微控芯片、模拟输入器件等。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/813f1c71d32162eb47831f9ce26cde49bda1c5112336cd491e54646a31b9f550.jpg) \*\*数量对比上：\*\*从动力形式的角度看，BEV->HEV->ICE所需的汽车半导体数量一般是两倍关系。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/4078bfb5c1c4e8e344614e871f11dbbaae22f8aea68985a06c16a57e15babd63.jpg) 另外据某份报告披露，xEV的占比在未来几年将会快速增长： ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/20884888c242a4f8899e9f34f7ae11efbc0dffa31433e129d38b68830a1b7429.jpg) 而从自动驾驶的等级角度看，L4/L5的车型所需要的电子器件则是L0的8~10倍。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/e3f376746917ef1564ab44f86ce9b75abe828d1c7a74e660b7642e58977f4819.jpg) 同样随着时间的推移，汽车智能化、网联化进程将不断渗透。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/3c5caa6dd49a38f10881f7de0fc06c9c8be77f93ed05f0be90b34d1ef86d73a9.jpg) 以上的种种数据，无疑都在说明汽车半导体尤其是芯片的需求在未来将越来越大。据预测，到2040年汽车半导体的潜在市场规模在1500~2000亿美元左右。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/fccf4aaa778d30c6a163ff8741f5917c4aef1173e141ab80a06538df14408737.jpg) **芯片制造过程及汽车芯片的特殊性** ------------------- 芯片的制造过程主要涉及如下几部分： ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/9e3b5fffc098ae7217f992631bf5a36bc620ea9b4d2552f9f02e7c355c7982b1.jpg) 想具体了解的可观看如下这个视频： [https://www.zhihu.com/video/1459664556184629248](https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.zhihu.com/video/1459664556184629248) 那对于非从事汽车行业的人来说，陌生的汽车芯片相比我们常见的消费电子芯片差别在哪呢？首先汽车芯片由于其应用的特殊性及所处环境的复杂性，必须具有很高的可靠性、零缺陷并且还要符合一系列的标准，比如ISO26262、AECQ100、ISO16949等等。其主要在如下6大方面与消费电子存在差别：半导体开发、封装、产品设计、产品验证、产品生产和测试、供应。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/d7913c6bb45a1f8494dc62045c5878b940652f6db0c63a3b2b835542c6e0f459.jpg) 细化到指标主要包含如下几方面： ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/fe0d74db039d8b71c2c964c9afa7ff47610a6a3eb22d04058a1a8551f06eaa36.jpg) 拿温度范围、工艺处理及电路设计方面来说，汽车级芯片仅次于军用级，其整体的要求和成本也是相对偏高的。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/266aeb984efae8db82117058bebf0268799a41fffef6fd243c4a88ba4e6c50e9.jpg) 例如，凌飞凌为xEV业务专门设计的散热和封装。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/a303dc64c79b52e7acbcea2013def21075004513954eff7c1bbf3c06d175b4ff.jpg) 总之汽车芯片由于复杂和恶劣的使用环境，需要很高的EMC抗干扰特性、特殊的处理以保证高可靠性、零失效，同时还必须满足汽车行业的种种标准。 **汽车芯片的主要玩家** ------------- 汽车半导体供应商主要有五个，其在汽车传感器、功率器件、微控制器等部分的市场份额分别如下： ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/3c77327d37f8a8e2486e6459a563708dd1de96e2e47b687e92d0810ee0e68fb9.jpg) 其芯片供应商扮演的角色在汽车半导体产业链中一直为Tier2的角色。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/779a76025fce511bbad50529c08d11876e779ed4948ae4eaf7525e05ff021275.jpg) **汽车芯片短缺因素分析** -------------- 汽车芯片的短缺主要经历了如下几个阶段 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/468f0d322b04d0753a19395b6c819956304ad1ea83b78bfb8984480d9144da82.jpg) 1、疫情：首先疫情是导致此次芯片短缺的起点。在家办公、工厂减产甚至停工，世界经济一度陷入停摆。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/8e1cfaa550bdf94c4609229a1a6a0cc30a602b4cf082419882c65e4f7ab79353.jpg) 2、事故和自然灾害因素：“屋漏偏逢连夜雨，船迟又遇打头风”，例如2021年3月一场大火烧毁了瑞萨在日本的一家300mm的晶圆厂。2021年2月，德克萨斯州一场严重冬季风暴导致几家晶圆厂关闭，其中就包括英飞凌和NXP两家。而台湾则因遭遇干旱，政府的定量供水则从另一方面影响着台积电（TSMC）旗下一些大型晶圆厂。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/debf8a1c1c8f3571668b4549c960edaced242d01cb6ff25b024ca90904566282.jpg) 3、紧张局势：毛衣战，大家都懂的，老美的制裁使一些消费电子制造商大幅提高了芯片库存水平，以期度过这艰难的时刻。这种存货的方式导致半导体需求激增了5%至10%，相当于汽车市场芯片销量的三分之一。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/041767f7396c82537e525406cb31ebd860dc1b62e52be93fdb62186831ca2d87.jpg) 4、新四化和消费电子需求的叠加：先进制程的芯片，许多汽车制造商并不需要。但消费电子有些芯片的制程跟汽车差不多，例如，5G部署需要大量的射频半导体，这些半导体与汽车芯片的制程差不多。随着新四化、5G等在后续几年的推广，这种叠加需求将使OEM或Tier1体会到芯片的持续短缺。5、缺乏新产能：近年来，半导体行业通过整合和实现更大规模的发展而日趋成熟。其产能适度但稳步增长-每年增长约4%，疫情稳定后，汽车行业的复苏和强劲需求，汽车半导体当前总产能几乎耗尽。6、供应链的部分问题：半导体供应商在汽车行业发挥着关键作用，在汽车芯片供应链条中，半导体供应商将芯片出售给Tier1系统供应商，然后Tier1将功能集成到模块中并将系统集成方案给到汽车制造商(OEM)进行组装。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/5fd7306689e57c0e8718ab00d78b944f665462ddc48cd56271418d0f7f1ef163.jpg) 这样的主要方式导致Tier1无法准确把握OEM的需求使Tier2不能较好的做好产能规划。这在后面新四化的进程中，可能会让汽车行业的供应链发生一定的变化并越来越完善。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/759245250fcf8ff8642662431da6461f4e894e743df5ec1c73f05c25d94ba658.jpg) **总结** ------ 在短期内，目前还没有看到任何改善的迹象。很多供应商为了保供，会进行芯片的多方案Backup，但这额外增加了很多软件调试、产线切换和验证工作。一般半导体生产的典型交货时间超过四个月，通过将产品转移到另一个生产基地来增加产能通常会增加六个月（即使在现有工厂中也是如此）。切换到其他制造商（例如更换代工厂）通常会增加一年或更长时间，因为芯片的设计需要进行更改以匹配特定制造工艺。此外，汽车行业的供应商替换有复杂的资格认证过程。难！！！ ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/0a6c6e44af9f9d806495b6154300a73026654b06c2e028b650de8050174c8120.jpg) 参考文献：麦肯锡、德勤、KPMG、英飞凌等 --- *Originally published on [youtubor.eth](https://paragraph.com/@youtubor/yCSucdA0zyFk8btTH1VO)*