Нягледзячы на тое, што ў другой палове 2021 года некаторыя аўтамабільныя кампаніі адзначылі, што праблема дэфіцыту чыпаў у 2022 годзе будзе вырашана, вытворцы арыгінальнага абсталявання павялічылі закупкі і пачалі весці перамовы адзін з адным, а таксама павялічылі вытворчыя магутнасці для вытворчасці чыпаў сталага аўтамабільнага класа. Прадпрыемствы ўсё яшчэ знаходзяцца на стадыі пашырэння вытворчых магутнасцей, і цяперашні сусветны рынак усё яшчэ сур'ёзна пакутуе ад недахопу ядраў.
Адначасова з паскоранай трансфармацыяй аўтамабільнай прамысловасці ў бок электрыфікацыі і інтэлекту, прамысловы ланцужок паставак мікрасхем таксама зведае кардынальныя змены.
1. Боль MCU з-за адсутнасці ядра
Азіраючыся на дэфіцыт ядраў, які пачаўся ў канцы 2020 года, можна сказаць, што ўспышка, несумненна, з'яўляецца асноўнай прычынай дысбалансу паміж попытам і прапановай аўтамабільных мікракантролераў. Нягледзячы на тое, што прыблізны аналіз структуры прымянення глабальных мікракантролераў (МК) паказвае, што з 2019 па 2020 год размеркаванне МК у аўтамабільнай электроніцы зойме 33% рынку прыкладанняў, у параўнанні з дыстанцыйным онлайн-офісам, распрацоўшчыкі мікрасхем, якія займаюцца распрацоўкай і ўпакоўкай мікрасхем, сур'ёзна пацярпелі ад такіх праблем, як спыненне эпідэміі.
У 2020 годзе заводы па вытворчасці мікрасхем, якія належаць да працаёмкіх галін прамысловасці, будуць пакутаваць ад сур'ёзнага дэфіцыту рабочай сілы і нізкай абарачальнасці капіталу. Пасля таго, як распрацоўка мікрасхем была пераўтворана ў патрэбы аўтамабільных кампаній, яна не змагла цалкам запланаваць вытворчасць, што ўскладніла пастаўку мікрасхем на поўную магутнасць. У руках аўтамабільных заводаў узнікае сітуацыя недастатковай магутнасці па вытворчасці аўтамабіляў.
У жніўні мінулага года завод STMicroelectronics у горадзе Муар (Малайзія) быў вымушаны закрыць некаторыя фабрыкі з-за наступстваў эпідэміі новага каранавіруса, і гэта непасрэдна прывяло да таго, што пастаўкі мікрасхем для сістэм Bosch ESP/IPB, VCU, TCU і іншых былі перапыненыя на працяглы час.
Акрамя таго, у 2021 годзе суправаджальныя стыхійныя бедствы, такія як землятрусы і пажары, таксама прывядуць да таго, што некаторыя вытворцы не змогуць вырабляць прадукцыю ў кароткатэрміновай перспектыве. У лютым мінулага года землятрус прычыніў сур'ёзную шкоду японскай кампаніі Renesas Electronics, аднаму з найбуйнейшых пастаўшчыкоў мікрасхем у свеце.
Няправільная ацэнка попыту на аўтамабільныя чыпы аўтамабільнымі кампаніямі ў спалучэнні з тым фактам, што заводы-пастаўшчыкі пераарыентавалі вытворчыя магутнасці аўтамабільных чыпаў на спажывецкія чыпы, каб гарантаваць кошт матэрыялаў, прывяла да таго, што мікракантролеры і камп'ютэрныя сістэмы (КМАС-датчыкі), якія маюць найбольшае перакрыццё паміж аўтамабільнымі чыпамі і масавай электроннай прадукцыяй, адчуваюць сур'ёзны дэфіцыт.
З тэхнічнага пункту гледжання існуе не менш за 40 відаў традыцыйных паўправадніковых прылад для аўтамабіляў, а агульная колькасць выкарыстоўваных ровараў складае 500-600, якія ў асноўным ўключаюць мікракантролеры, сілавыя паўправаднікі (IGBT, MOSFET і г.д.), датчыкі і розныя аналагавыя прылады. У аўтаномных транспартных сродках таксама будзе выкарыстоўвацца шэраг прадуктаў, такіх як дапаможныя мікрасхемы ADAS, CIS, працэсары штучнага інтэлекту, лідары, міліметровыя радары і MEMS.
Згодна з попытам на аўтамабілі, найбольш пацярпелым у гэтым крызісе дэфіцыту асноўных кампанентаў з'яўляецца тое, што традыцыйны аўтамабіль патрабуе больш за 70 мікрасхем MCU, а аўтамабільнымі мікрасхемамі MCU з'яўляюцца ESP (электронная сістэма стабілізацыі) і ECU (асноўныя кампаненты галоўнага мікрасхемы кіравання аўтамабілем). У якасці прыкладу Great Wall неаднаразова прыводзіла асноўную прычыну зніжэння продажаў Haval H6 з мінулага года, што азначае сур'ёзнае зніжэнне продажаў H6 за многія месяцы звязана з недастатковым пастаўкамі ESP Bosch. Раней папулярныя Euler Black Cat і White Cat таксама абвясцілі аб часовым прыпыненні вытворчасці ў сакавіку гэтага года з-за такіх праблем, як скарачэнне паставак ESP і рост цэн на мікрасхемы.
Нягледзячы на тое, што заводы па вытворчасці аўтамабільных чыпаў у 2021 годзе будуюць і запускаюць новыя лініі па вытворчасці пласцін, а таксама спрабуюць перанесці працэс вытворчасці аўтамабільных чыпаў на старую і новую 12-цалевую вытворчую лінію ў будучыні, каб павялічыць вытворчыя магутнасці і атрымаць эканомію ад маштабу, цыкл пастаўкі паўправадніковага абсталявання часта перавышае паўгода. Акрамя таго, патрабуецца шмат часу для наладкі вытворчай лініі, праверкі прадукцыі і паляпшэння вытворчых магутнасцей, таму новыя вытворчыя магутнасці, верагодна, будуць эфектыўнымі ў 2023-2024 гадах.
Варта адзначыць, што, нягледзячы на працяглы ціск, аўтамабільныя кампаніі ўсё яшчэ аптымістычна глядзяць на рынак. А новыя вытворчыя магутнасці чыпаў павінны вырашыць бягучы найбуйнейшы крызіс вытворчых магутнасцей чыпаў у будучыні.
2. Новае поле бою пад уплывам электрычнай выведкі
Аднак для аўтамабільнай прамысловасці вырашэнне цяперашняга крызісу мікрасхем можа толькі вырашыць вострую патрэбу ў існуючай асіметрыі попыту і прапановы на рынку. Ва ўмовах трансфармацыі электраэнергетычнай і інтэлектуальнай прамысловасці ціск прапановы аўтамабільных мікрасхем у будучыні будзе толькі павялічвацца ў геаметрычнай прагрэсіі.
З ростам попыту на інтэграванае кіраванне электрыфікаванымі прадуктамі, а таксама з момантам мадэрнізацыі FOTA і аўтаматычнага кіравання, колькасць мікрасхем для аўтамабіляў на новых крыніцах энергіі павялічылася з 500-600 у эпоху паліўных аўтамабіляў да 1000-1200. Колькасць відаў таксама павялічылася з 40 да 150.
Некаторыя эксперты ў аўтамабільнай прамысловасці заявілі, што ў галіне высакаякасных разумных электрамабіляў у будучыні колькасць мікрасхем для аднаго аўтамабіля павялічыцца ў некалькі разоў і перавысіць 3000 штук, а доля аўтамабільных паўправаднікоў у кошту матэрыялаў усяго аўтамабіля павялічыцца з 4% у 2019 годзе да 12% у 2025 годзе і можа павялічыцца да 20% да 2030 года. Гэта азначае не толькі тое, што ў эпоху электрычнага інтэлекту попыт на мікрасхемы для аўтамабіляў расце, але і тое, што гэта адлюстроўвае хуткі рост тэхнічнай складанасці і кошту мікрасхем, неабходных для аўтамабіляў.
У адрозненне ад традыцыйных вытворцаў арыгінальнага абсталявання, дзе 70% чыпаў для паліўных аўтамабіляў вырабляюцца па тэхналогіі 40-45 нм, а 25% — гэта нізкаспецыфікацыйныя чыпы вышэй за 45 нм, доля чыпаў, вырабленых па тэхналогіі 40-45 нм, для асноўных і высокакласных электрамабіляў на рынку знізілася да 25,45%, у той час як доля чыпаў, вырабленых па тэхналогіі вышэй за 45 нм, складае ўсяго 5%. З тэхнічнага пункту гледжання, сталыя высокакласныя чыпы, вырабленыя па тэхналогіі ніжэй за 40 нм, і больш прасунутыя чыпы, вырабленыя па тэхналогіях 10 нм і 7 нм, несумненна, з'яўляюцца новымі канкурэнтнымі абласцямі ў новую эру аўтамабільнай прамысловасці.
Згодна са справаздачай аб апытанні, апублікаванай Hushan Capital у 2019 годзе, доля сілавых паўправаднікоў ва ўсім транспартным сродку рэзка павялічылася з 21% у эпоху аўтамабіляў на паліве да 55%, у той час як доля мікракантролераў знізілася з 23% да 11%.
Аднак, пашыраныя вытворчыя магутнасці мікрасхем, пра якія паведамляюць розныя вытворцы, усё яшчэ ў асноўным абмежаваныя традыцыйнымі мікракантролерамі, якія ў цяперашні час адказваюць за кіраванне рухавіком/шасі/кузавам.
Для інтэлектуальных электрычных транспартных сродкаў значна павялічыўся попыт на чыпы штучнага інтэлекту, якія адказваюць за ўспрыманне і аб'яднанне дадзеных у аўтаномным кіраванні; сілавыя модулі, такія як IGBT (двухтранзістар з ізаляваным затворам), якія адказваюць за пераўтварэнне энергіі; і сэнсарныя чыпы для маніторынгу радараў аўтаномнага кіравання. Хутчэй за ўсё, гэта стане новым раўндам праблем "адсутнасці асноўных элементаў", з якімі сутыкнуцца аўтамабільныя кампаніі на наступным этапе.
Аднак на новым этапе аўтамабільным кампаніям перашкаджае не праблема вытворчых магутнасцей, выкліканая знешнімі фактарамі, а «захраслая шыйка» чыпа, абмежаваная тэхнічным бокам.
Калі ў якасці прыкладу возьмем попыт на чыпы штучнага інтэлекту, выкліканы інтэлектам, то аб'ём вылічэнняў праграмнага забеспячэння для аўтаномнага кіравання ўжо дасягнуў двухзначнага ўзроўню TOPS (трыльён аперацый у секунду), і вылічальная магутнасць традыцыйных аўтамабільных мікракантролераў ледзь можа задаволіць вылічальныя патрабаванні аўтаномных транспартных сродкаў. На аўтамабільны рынак выйшлі чыпы штучнага інтэлекту, такія як графічныя працэсары, FPGA і ASIC.
У першай палове мінулага года кампанія Horizon афіцыйна абвясціла аб афіцыйным выпуску прадукту трэцяга пакалення аўтамабільнага класа — чыпаў серыі Journey 5. Згодна з афіцыйнымі дадзенымі, чыпы серыі Journey 5 маюць вылічальную магутнасць 96TOPS, спажыванне энергіі 20 Вт і каэфіцыент энергаэфектыўнасці 4,8TOPS/Вт. У параўнанні з 16-нм тэхпрацэсам чыпа FSD (цалкам аўтаномная функцыя кіравання), выпушчанага Tesla ў 2019 годзе, параметры аднаго чыпа з вылічальнай магутнасцю 72TOPS, спажываннем энергіі 36 Вт і каэфіцыентам энергаэфектыўнасці 2TOPS/Вт былі значна палепшаны. Гэта дасягненне таксама заваявала прыхільнасць і супрацоўніцтва многіх аўтамабільных кампаній, у тым ліку SAIC, BYD, Great Wall Motor, Chery і Ideal.
Дзякуючы інтэлектуальным здольнасцям, інвалюцыя галіны была надзвычай хуткай. Пачынаючы з FSD ад Tesla, распрацоўка асноўных чыпаў кіравання штучным інтэлектам падобная на адкрыццё скрыні Пандоры. Неўзабаве пасля Journey 5 NVIDIA хутка выпусціла аднакрыштальны чып Orin. Вылічальная магутнасць павялічылася да 254TOPS. Што тычыцца тэхнічных рэзерваў, Nvidia нават прадставіла грамадскасці чып Atlan SoC з адзінкавай вылічальнай магутнасцю да 1000TOPS у мінулым годзе. У цяперашні час NVIDIA цвёрда займае манапольнае становішча на рынку графічных працэсараў асноўных чыпаў кіравання аўтамабілямі, захоўваючы долю рынку ў 70% круглы год.
Нягледзячы на тое, што ўваходжанне гіганта мабільных тэлефонаў Huawei на рынак аўтамабільнай прамысловасці выклікала хвалю канкурэнцыі ў індустрыі аўтамабільных чыпаў, добра вядома, што пад уплывам знешніх фактараў Huawei мае багаты вопыт распрацоўкі 7-нм SoC, але не можа дапамагчы вядучым вытворцам чыпаў прасоўвацца на рынак.
Даследчыя ўстановы мяркуюць, што кошт ровараў з чыпамі штучнага інтэлекту хутка вырасце са 100 долараў ЗША ў 2019 годзе да больш за 1000 долараў ЗША да 2025 года; у той жа час айчынны рынак аўтамабільных чыпаў са штучным інтэлектам таксама павялічыцца з 900 мільёнаў долараў ЗША ў 2019 годзе да 91 у 2025 годзе. Сто мільёнаў долараў ЗША. Хуткі рост рынкавага попыту і тэхналагічная манаполія высакаякасных чыпаў, несумненна, яшчэ больш ускладняць інтэлектуальнае развіццё аўтамабільных кампаній у будучыні.
Падобна попыту на рынку чыпаў штучнага інтэлекту, IGBT, як важны паўправадніковы кампанент (у тым ліку чыпы, ізаляцыйныя падкладкі, клемы і іншыя матэрыялы) у новых энергетычных транспартных сродках з суадносінамі выдаткаў да 8-10%, таксама аказвае значны ўплыў на будучае развіццё аўтамабільнай прамысловасці. Нягледзячы на тое, што айчынныя кампаніі, такія як BYD, Star Semiconductor і Silan Microelectronics, пачалі пастаўляць IGBT для айчынных аўтамабільных кампаній, пакуль што вытворчыя магутнасці IGBT вышэйзгаданых кампаній усё яшчэ абмежаваныя маштабам кампаній, што ўскладняе пакрыццё хуткарослага росту айчыннага рынку новых крыніц энергіі.
Добрая навіна заключаецца ў тым, што на наступным этапе замены IGBT транзістараў SiC кітайскія кампаніі не моцна адстаюць у канструкцыі, і чакаецца, што як мага хутчэйшае пашырэнне магчымасцей па распрацоўцы і вытворчасці SiC на аснове магчымасцей даследаванняў і распрацовак IGBT дапаможа аўтамабільным кампаніям і тэхналогіям. Вытворцы атрымаюць перавагу на наступным этапе канкурэнцыі.
3. Yunyi Semiconductor, інтэлектуальная вытворчасць на аснове асноўных кампанентаў
Сутыкнуўшыся з дэфіцытам мікрасхем у аўтамабільнай прамысловасці, кампанія Yunyi імкнецца вырашыць праблему паставак паўправадніковых матэрыялаў для кліентаў у аўтамабільнай прамысловасці. Калі вы хочаце даведацца пра аксэсуары Yunyi Semiconductor і зрабіць запыт, калі ласка, перайдзіце па спасылцы:https://www.yunyi-china.net/semiconductor/.
Час публікацыі: 25 сакавіка 2022 г.