《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芯片之后,材料將成為汽車產(chǎn)業(yè)新問題

2021-03-15
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 芯片 材料 汽車產(chǎn)業(yè)

  十年前,汽車行業(yè)無法預(yù)見半導(dǎo)體短缺會干擾汽車生產(chǎn)。但我們可以預(yù)測,從現(xiàn)在開始的十年間,汽車制造商可能會面臨電動(dòng)汽車電池和其他必要組件所需材料的短缺。謝謝短缺的出現(xiàn)甚至可能比我們預(yù)測更早。

  車輛中電子設(shè)備含量的增加已將汽車公司與半導(dǎo)體行業(yè)緊密聯(lián)系在一起。2020年,半導(dǎo)體制造商預(yù)計(jì)第四季度將出現(xiàn)季節(jié)性疲軟,但并未增加產(chǎn)量。所以當(dāng)汽車需求突然激增時(shí),芯片制造商便無法迅速做出反應(yīng)。除了供應(yīng)鏈問題之外,半導(dǎo)體需要18周才能建成,這也是構(gòu)成現(xiàn)狀的另一個(gè)原因。汽車制造商現(xiàn)在正與大量芯片購買者(例如消費(fèi)電子公司)競爭有限的芯片供應(yīng)。

  從純供求的角度來看,材料是相似的?,F(xiàn)在,向零排放汽車的過渡使,推動(dòng)諸如石墨,鈷,鎳和錳等材料進(jìn)入了汽車制造商的視線。IHS Markit表示,預(yù)計(jì)到2020年,電動(dòng)汽車的需求將達(dá)到近250萬輛 , 然后到2021年將增長約70%。用于電動(dòng)汽車電池的材料并不容易獲得。用于鋰離子電池陽極的石墨最早可能在明年變得稀缺。

  根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Verified Market Research的數(shù)據(jù),2019年全球電動(dòng)汽車電池市場規(guī)模為351億美元,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到1334億美元 。根據(jù)Benchmark Mineral Intelligence的報(bào)告,電池行業(yè)對石墨的需求預(yù)計(jì)每年將以每年30%的速度增長,直到2022年出現(xiàn)赤字 。

  國際原材料開發(fā)公司Almonty的 首席執(zhí)行官Lewis Black解釋說,很難找到符合稀土元素(REE)要求的石墨和材料 ,因?yàn)檫@很難從地下提取 。像半導(dǎo)體工廠一樣,礦山需要數(shù)十億美元的投資和數(shù)年的建造時(shí)間。

  Black說:“稀土元素?zé)o處不在,但它們沒有在環(huán)保管轄區(qū)開采的原因是它們需要一定程度的滲水,這使得開采它們變得骯臟?!?“沒人希望它們出現(xiàn)在他們的后院。這些礦山的房屋價(jià)格低廉,比起美洲和歐盟,受社區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的影響較小。”

  中國幾乎開采和出口了17種稀土元素。Black解釋說,隨著中國繼續(xù)建立自己的高科技生態(tài)系統(tǒng),中國可能會決定出口稀土不符合該國的最大利益?!叭绻麄儧Q定不出口,那你就無能為力了。”他說。

  這是美國在審查美國供應(yīng)鏈時(shí)將要研究的問題之一 。根據(jù)行政命令,拜登政府希望評估美國對外國供應(yīng)和服務(wù)的依賴程度。另外,國會正尋求通過《美國CHIPS法案》將半導(dǎo)體制造推向岸上 。

  專注于石墨

  美國無法生產(chǎn)石墨,由于其在國家安全中的重要性及其供應(yīng)鏈的脆弱性,政府已將其指定為重要礦物。Benchmark估計(jì),到2028年,鋰離子電池負(fù)極材料所需的石墨數(shù)量將猛增至175萬噸,比2017年增加9倍。

  錫蘭石墨首席執(zhí)行官Bharat Parashar解釋說,石墨的限制就是材料的純度 。在斯里蘭卡發(fā)現(xiàn)了世界上最高等級的石墨。錫蘭石墨礦在那里開采,并已投資于環(huán)保和可持續(xù)的運(yùn)營。

  他解釋說,要想使可再生能源取得成功,儲存至關(guān)重要。當(dāng)前的技術(shù)表明,所有儲能產(chǎn)品都需要石墨作為陽極。因此,正在尋找電動(dòng)汽車電池/儲能電池的汽車制造商將面臨原材料競爭。

  “當(dāng)?shù)谝淮斡懻揫美國對外國資源的依賴]時(shí),它采取了一種更廣泛的方法來尋找國內(nèi)產(chǎn)品,”Black解釋說。當(dāng)前的倡議正在研究聯(lián)盟。

  “乍看之下,孤立的方法看起來并不那么好;開發(fā)一個(gè)礦山需要很長時(shí)間。僅在某些地區(qū)獲得許可證需要5年時(shí)間。對美國友好的公司有更多選擇。在十年之內(nèi),您可能會擁有強(qiáng)大而多樣化的競爭性供應(yīng)鏈。您不能使自己的客戶處于不利地位,因?yàn)槟鸁o法在價(jià)格上具有競爭力?!?/p>

  科技應(yīng)該進(jìn)入采礦業(yè)嗎?

  如果全球合作伙伴還不夠,擁有電池大廠或大量使用電池原材料的公司應(yīng)考慮縱向整合,即購買采礦業(yè)務(wù)?!袄纾厮估═esla)從事電池/儲能業(yè)務(wù),并打算建造大型工廠來生產(chǎn)自己的電池/儲能電池,如果他們希望所有計(jì)劃實(shí)現(xiàn)目標(biāo),那么絕對應(yīng)該考慮購買原材料來源?!?/p>

  創(chuàng)始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)認(rèn)為,特斯拉除了價(jià)格更實(shí)惠的電動(dòng)汽車外,還將在可持續(xù)能源和存儲方面發(fā)揮重要作用。馬斯克計(jì)劃逐步淘汰在其電池陰極中使用鈷,轉(zhuǎn)而使用磷酸鐵,鎳作為另一種陰極原料,后者高度集中在印度尼西亞,俄羅斯,加拿大和菲律賓。

  根據(jù)帕薩爾的說法,馬斯克還以大型項(xiàng)目(例如SpaceX)而聞名,他愿意放棄典型的供應(yīng)鏈實(shí)踐可能是其中一些轉(zhuǎn)型策略成功的唯一途徑。

  例如,如果要實(shí)現(xiàn)到2030年擁有至少1.5億輛電動(dòng)汽車的全球計(jì)劃,那么世界將需要約1000萬噸精煉石墨(至少12.5毫米粗石墨)和幾乎相同數(shù)量的其他關(guān)鍵礦物供不應(yīng)求。

  “周圍會有足夠的產(chǎn)品嗎?不,沒有考慮到足夠的發(fā)展?!彼f。

  在電子行業(yè)中,垂直集成再次盛行。電源管理公司Vicor Corp.擴(kuò)大了其在馬薩諸塞州安多佛的工廠,以便可以控制其流程和設(shè)計(jì)。高管們表示,Vicor將以更低的成本和更高的質(zhì)量更快,更高效地生產(chǎn)電力產(chǎn)品。

  “對于像Musk或[Jeff] Bezos這樣的人,可以想象,如果他們需要稀缺的原材料來生產(chǎn)各種產(chǎn)品,他們可能會-而且在我看來,他們必須-獲取貨源。” “如果要成功,無論您在談?wù)撌裁丛兀夹枰v向整合。”

  去年,基準(zhǔn)董事總經(jīng)理西蒙·摩爾斯(Simon Moores)告訴美國議員,那些控制這些關(guān)鍵原材料的人以及擁有制造和加工專門知識的人將保持21世紀(jì)汽車和能源存儲行業(yè)的工業(yè)力量平衡。

 

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