對于電子供應(yīng)鏈來說，短缺和供應(yīng)受限并不是什么新鮮事，但對于汽車領(lǐng)先者來說，2020年以來的一系列事件、產(chǎn)品規(guī)劃方面的挑戰(zhàn)、多層供應(yīng)鏈的動態(tài)以及地緣政治因素，都導(dǎo)致了一場許多人所稱的“完美風(fēng)暴”——這場風(fēng)暴使我們深深陷入了全球半導(dǎo)體短缺的泥潭，并將一直持續(xù)到2021年下半年。
如何理解正在發(fā)生的這一切？我們可以為未來學(xué)到什么？畢竟，汽車正變得越來越復(fù)雜，隨著自動駕駛汽車的出現(xiàn)，這種復(fù)雜性只會增加新汽車設(shè)計中對半導(dǎo)體含量和關(guān)鍵電子元器件的需求。我們可以分析汽車電子的過去、現(xiàn)在和未來，以及該行業(yè)將需要如何改變，以防止或緩解短缺。
目前形勢的根源可以追溯到1970年的“準(zhǔn)時生產(chǎn)”（JIT），JIT最初是一種管理哲學(xué)，專注于按需求來生產(chǎn)產(chǎn)品，但現(xiàn)在已轉(zhuǎn)向盡量減少制造過程中的浪費。
這一理念在豐田的日本制造廠中得到了發(fā)展和完善，在過去的幾十年中，它已經(jīng)成為整個汽車工業(yè)的主要生產(chǎn)模式。當(dāng)然，這種方法的問題在于它的穩(wěn)定性取決于是否有一個持續(xù)和可靠的供應(yīng)來源。
汽車行業(yè)對其供應(yīng)鏈中典型部件的影響，使得它們能夠像這樣持續(xù)幾十年，幾乎沒有庫存，并專注于持續(xù)的成本效益。然而，當(dāng)這種供應(yīng)鏈模式擴展到更具靈活性的電子商品和標(biāo)準(zhǔn)集成電路時，出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)，后者擁有更廣泛的客戶群，包括消費類電子巨頭和智能手機制造商。
通信和5G價值鏈等平行產(chǎn)業(yè)對這些共同商品的供應(yīng)連續(xù)性和成本驅(qū)動因素都產(chǎn)生了重要的間接影響。值得注意的是，地緣政治緊張局勢和貿(mào)易協(xié)定最近的變化是最近不確定性和破壞的根源。
也就是說，在特朗普政府執(zhí)政期間，美國和中國之間的報復(fù)性關(guān)稅正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，并對與華為等特定公司的貿(mào)易實施了具體限制。隨著拜登新政府的就職，這一局面仍未得到解決。
隨著制裁的迫近，華為儲備了關(guān)鍵的射頻芯片從而確保他們能夠向中國的通信運營商們提供他們在2021年推出的5G技術(shù)。他們與臺積電合作，針對他們用于5G基站的7納米天罡通信芯片，在2019年年底增加了產(chǎn)量。
在2020年第四季度，當(dāng)與其他貿(mào)易制裁相結(jié)合時，中國領(lǐng)先的芯片制造商中芯國際（SMIC）的其他客戶也被迫向其替代供應(yīng)商下了大量訂單，從而耗盡了可用的產(chǎn)能。
除了這些變化的貿(mào)易政策及其連鎖反應(yīng)外，重大的不可預(yù)測的風(fēng)險事件繼續(xù)在汽車價值鏈中造成生產(chǎn)延誤或中斷。我們最近紀(jì)念了日本“3.11”十周年，即仙臺沿海9.0級大地震以及相關(guān)的海嘯和核電站災(zāi)難，這些災(zāi)難對豐田和其他汽車OEM的單一供應(yīng)來源產(chǎn)生了深遠影響。
在2016年，在日本南部又發(fā)生了一次大地震，豐田的裝配線也被關(guān)閉，進一步顯示了JIT方法在面對災(zāi)難時存在的弱點。
就這樣，我們來到了2020年，也就是世界受到全球大流行病打擊的這一年。
圍繞新冠肺炎帶來的需求急劇變化，人們進行了大量討論。消費電子產(chǎn)品的增長來自于新的智能手機、新的視頻游戲機，以及對那些需要技術(shù)才能在家工作的人的需求激增。
與此同時，在疫情最嚴重的幾個月里，由于人們購買的汽車減少，汽車需求下降。然而，沒有人預(yù)料到的是，第四季度的轉(zhuǎn)變出人意料地重新帶來了這一需求。
在之前的文章中，分析了汽車IC短缺的錯綜復(fù)雜之處，其中也包括Supplyframe的Design-to-Source Intelligence （DSI）網(wǎng)絡(luò)的的獨特視角。Supplyframe CMO Richard Barnett分享了自己在這個短缺季對汽車制造商的建議。
我們最近還與GlobalFoundries的汽車、工業(yè)和多重市場高級副總裁兼總經(jīng)理Mike Hogan進行了交談。他在最近的另一篇文章中分享了自己的見解。
在這篇文章中，我們研究了半導(dǎo)體制造的過程，以及試圖擴大這樣一個昂貴而特定的工藝所帶來的挑戰(zhàn)。
Hogan還分享了一些關(guān)于當(dāng)前短缺的其他觀點，指出隨著時間的推移，穩(wěn)定的需求使得汽車行業(yè)的JIT方法很容易行得通?？紤]到目前的短缺，Hogan提醒我們，這個模式已經(jīng)四十多年來沒有調(diào)整到考慮半導(dǎo)體供應(yīng)市場的波動和預(yù)期策略。
正如Hogan所說，問題的根源并不是總產(chǎn)能問題，而是消費電子等其他行業(yè)所倡導(dǎo)的眾多技術(shù)節(jié)點的產(chǎn)能問題。汽車OEM從 Tier 1那里購買多種電子產(chǎn)品，他們有各種各樣的供應(yīng)商，這些供應(yīng)商可能會也可能不會制造他們自己的芯片，但最終，晶圓廠對芯片的去向沒有任何可見性。
此外，OEM服務(wù)于多種目標(biāo)并面向多個Tier 1，所以即使他們也不能準(zhǔn)確地說，哪些芯片應(yīng)該給予更高的關(guān)注。Hogan還提到，隨著時間的推移，汽車制造商發(fā)生了兩大變化：
現(xiàn)代汽車的差速器是半導(dǎo)體技術(shù)。整個用戶體驗圍繞這些類型的芯片。正如他所說的，“這不再僅僅是關(guān)于電動窗戶”。
整個行業(yè)對整個供應(yīng)鏈沒有把握，也沒有對他們所依賴的技術(shù)有敏銳的理解。直到最近，供應(yīng)準(zhǔn)備時間還相對穩(wěn)定，但新冠肺炎大流行顯著地改變了需求和供應(yīng)，暴露了在可見度和理解方面的差距。Hogan總結(jié)這一點時說：“每個人都想要更多，但不能清楚地說明是什么（關(guān)于他們所需要的特定技術(shù)節(jié)點）”。
Hogan接著將數(shù)字經(jīng)濟描述為一個倒金字塔。每個人都更加依賴下一步，從電子產(chǎn)品到半導(dǎo)體再到晶圓廠。當(dāng)你到達底部，只有少數(shù)幾個玩家在供應(yīng)基礎(chǔ)上，他們可以制造汽車和其他電子行業(yè)所需的半導(dǎo)體。
在此之前，這些都是正確的，沒有人能看到這個結(jié)構(gòu)的問題。責(zé)任也被推到金字塔底部——關(guān)鍵的Tier 1和半導(dǎo)體供應(yīng)商，而汽車制造商則假設(shè)一定比例的產(chǎn)能是留給他們的，但事實并非如此。
Hogan建議汽車制造商采取更像智能手機制造商的行動，因為這些制造商知道他們的供應(yīng)從哪里來，流向哪里，并相應(yīng)地規(guī)劃他們的供應(yīng)鏈。
然而，這只是第一步。讓我們展望未來，超越眼前的短缺。
雖然這種短缺是一些直接因素造成的，但隨著時間的推移，其他趨勢將繼續(xù)給各個層次的汽車制造業(yè)帶來壓力。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，到2030年汽車電子將占車輛總成本的50%，比2010年增長了15%。
這與自動駕駛汽車的興起以及在其設(shè)計過程中所呈現(xiàn)的復(fù)雜電子技術(shù)是一致的。在我們與Hogan的討論中，他認為汽車制造商有責(zé)任推動供應(yīng)鏈的發(fā)展。具體來說，OEM可以利用這一機會為未來描繪一幅光明的圖景。
Hogan以特斯拉為例。他們設(shè)計自己的芯片和架構(gòu)，從零開始。這產(chǎn)生了兩個截然不同的好處：與供應(yīng)本身的連接，以及不需要與其他競爭對手或行業(yè)共享。
當(dāng)我們考慮到諸如MCU之類的東西時，OEM正在購買現(xiàn)成的技術(shù)，這種技術(shù)有被其他地方使用的風(fēng)險。成本較低，這要歸功于總量，但這里有一個危險的假設(shè)，即供應(yīng)可以在所有需求之間共享。
Hogan建議汽車OEM和Tier 1重新考慮他們的產(chǎn)品設(shè)計和平臺策略。他們可以改變架構(gòu)，給自己更多的控制權(quán)。談到自動駕駛汽車，通用汽車不想購買與福特或克萊斯勒相同的雷達芯片。這些競爭對手正在爭奪同樣的技術(shù)，而像特斯拉這樣的則是自己制造的。
Hogan預(yù)言了一種新的常態(tài)，他說我們唯一能確定的是，廣泛的變革是必要的，也是不可避免的。晶圓廠已經(jīng)看到一些OEM和Tier 1實現(xiàn)了更大的縱向整合，并致力于制造自己的芯片，這是一項關(guān)鍵戰(zhàn)略，旨在提高供應(yīng)鏈要素的彈性，并在供應(yīng)鏈要素脆弱時加以控制。
考慮到半導(dǎo)體對快速可伸縮性的不耐受性，霍根對未來持樂觀態(tài)度，稱事情會得到解決，但未來的領(lǐng)導(dǎo)者將尋求從平臺設(shè)計到供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的更大彈性和靈活性的設(shè)計，而考慮到供應(yīng)鏈的僵化性質(zhì)，較老的企業(yè)將需要更長的時間來調(diào)整。