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为什么缺芯?如何改善缺芯问题?小白一文看懂

从2020年第四季度以来,半导体行业最主要的问题就是芯片短缺,那为什么会缺芯呢?最主要原因就是疫情原因导致供需严重失衡。

2021年以来,相信不少人也经历了居家隔离的漫长时间,这时候人闲的久了就会发现,好像玩游戏的手机配置不够好,空调暖气不够爽,居家办公的设备跟不上……所以说,疫情影响使智能数码产品的需求不降反升,订单大幅增加;但与此同时,疫情的控制不得当也让很多芯片地区的制造商,如欧美地区、马来西亚和中国台湾等,出现停工停产现象,这使得本就紧缺的芯片更加雪上加霜;另外,加上美国针对华为的芯片禁令收紧造成华为囤积芯片,加紧向代工厂追加订单,能生产多少就生产多少,把产能全部挤占了,这也导致小米、OPPO、VIVO等也加紧囤货,这让紧张的产能更紧张了。

芯片短缺刚开始可能我们普通老百姓没啥感受,但去年三月份以来都切切实实感受到了:蔚来汽车宣布因芯片不足停产5日;福特汽车也因为缺芯,把肯塔基州的SUV工厂暂时关了;奥迪一万多员工无事可做;奔驰更是宣布部分车型涨价……

挑战同时而来的是机遇,虽然说对普通人来说,芯片短缺的后果就是数码智能产品减配置或者涨价,但对国内半导体产业来说,这是个逆袭发展的机会:中国作为全球最大的半导体市场,在生产方面差太远了,高端芯片基本依赖进口;国内订单的暴发加上疫情,也使国内的企业有了追赶的机会。

既然缺芯片,那能不能自己造芯片呢?国内的造车企业、造手机企业,甚至互联网大厂都已经在造芯自救。但是一步到位造核心芯片不太现实,因此先从小芯片下手:19年底小米率先早出了澎湃C1芯片(图像处理芯片);OPPO成立了芯片公司,据说今年也能推出和小米C1类似的芯片;VIVO也爆出用月薪15万招芯片设计师,内部代号为V1的图像处理芯片。但是造芯不是一个简单的加工,要快速缓解芯片短缺还是不太可能,如华为2004年的海思芯片到2016年的麒麟芯片仅研发设计就用了十几年,资金更是用了一千多亿元。所以说国内制造商自主研制核心处理芯片是长路漫漫,如今经历的是0到1的过程,是希望。

时间来到现在,芯片的需求已经减弱,过去几个月以来,一些细分市场已经的确出现了需求疲软的迹象:在大流行引发的对用于在线学校课程的低成本笔记本电脑的需求得到满足后,Chromebook的销量急剧下降。随着居家办公的人们升级了自己的WiFi设备,市场对互联网设备的需求同样也在放缓。同样,由于在家工作的家庭已经升级了他们的WiFi设备,对互联网设备的需求也在放缓。同样,随着疫情限制的放宽,欧洲和美国的消费者可以再次外出,液晶电视机和线上游戏设备的销售增长预计也会减少。但是汽车芯片仍是十分紧缺,表现为:由于芯片短缺,通用汽车不得不暂时放弃加热座椅作为车辆的一种选择;大众汽车CEO Herbert Diess 最近却表示今年仍会受到芯片荒影响,大众将持续减产新车;梅赛德斯奔驰将在德国暂停接受E级车的订单;今年3月,丰田将再次减少汽车产量等等。

汽车缺芯问题如此严重,汽车厂为避免这种被动局面,做出了不少史无前例的应对之策:

  1. 寻找汽车芯片的替代品或暂配某些功能
  2. 现由于长期的全球芯片短缺继续影响汽车生产,现代汽车正考虑采购家用电器IC控制器;也有韩国汽车巨头在测试尝试用控制器取代目前使用的控制器,因为汽车上使用的大多数芯片都暴露在极端温度和收到很大的外部冲击;同样,日产也在考虑为日前定制的芯片使用替代芯片。

  3. 绕过Tier 1,直接找芯片设计厂商
  4. 过去18个月证明了传统汽车供应链存在漏洞,全球最大的Tier 1厂商博世认为,汽车行业的半导体供应链不再适用。所以,现在汽车制造商开始转而思考半导体供应的新思路,他们开始绕过Tier 1,直接去找芯片设计厂商。

  5. 设计自研,打入半导体供应链
  6. 整车厂很多企业自己已经打入半导体供应链,例如特斯拉、比亚迪、中车时代等,都加入造芯的浩荡大军中,为实现芯片自由而奋斗。

  7. 车厂投资第三点半导体企业
  8. 随着SiC产品良率的不断提升以及供应链的完善,降低了其成本,同时,新能源车销量的提升,也使其在充电桩等多种应用中占据更广阔的市场。整车厂也盯准了这个契机,如小鹏汽车完成了瞻芯电子的独家投资融资,长城汽车作为领投方入股SiC衬底企业河北同光股份,上汽投资了SiC功率器件生产制造商积塔半导体等等。

  9. 与代工厂签订协议
  10. 一个半导体制造厂或晶圆厂/代工厂,耗资100亿至200亿美元,需要3至5年才能建成。而汽车厂也开始越来越多地推动与全球代工厂合作以确保芯片供应。例如说,福特汽车和GlobalFoundries于11月18日签署了一项不具约束力的协议,该协议可能涉及增加福特当前产品线的生产能力,并就可能对未来汽车至关重要的几类芯片进行联合研发,福特概述了将与 GlobalFoundries 联合研究的三类芯片:自动驾驶芯片、车载数据网络芯片和电池管理芯片。

    除此以外,全球供应链也在减弱,因为从美国和欧洲,再到日本和中国的政府都在寻求建立本土产能,以对冲竞争对手和像疫情全球大流行那样的干扰风险。这意味着客户可能会建立更大的芯片库存,以确保他们有足够的芯片可供使用。这表明,在全球化的供应链中,我们的效率会下降。芯片行业将建立起更多的产能。