本輪汽車半導(dǎo)體的供應(yīng)危機(jī)仍在持續(xù),日本、歐洲、北美等市場的供需失衡,導(dǎo)致整車制造商的減產(chǎn)與停產(chǎn)事故頻發(fā)。中國汽車市場的快速反彈,并沒有從根本上消除半導(dǎo)體的供應(yīng)危機(jī)。地緣政治日趨緊張,半導(dǎo)體特別是車載半導(dǎo)體的供應(yīng)危機(jī)在加深,國產(chǎn)化替代的虛實(shí)有待于驗(yàn)證。
日前,日本投行DBJ Research發(fā)布《車載半導(dǎo)體短缺的主要原因和穩(wěn)定采購的措施》的分析報(bào)告。從中國之外的角度,對汽車行業(yè)的半導(dǎo)體危機(jī)進(jìn)行了解析。
以下是翻譯全文。
內(nèi)容概要:
1. 2020年底顯現(xiàn)的半導(dǎo)體短缺狀況至今仍在持續(xù)。由于經(jīng)濟(jì)放緩加上新冠疫情影響,車載半導(dǎo)體的需求急劇下降。在此后的汽車生產(chǎn)恢復(fù)階段,除了由于優(yōu)先滿足遠(yuǎn)程設(shè)備對半導(dǎo)體的強(qiáng)勁需求,災(zāi)害造成的供應(yīng)限制使短缺狀況進(jìn)一步加劇。
2. 車載半導(dǎo)體長期短缺的主要原因之一是供應(yīng)鏈混亂。盡管2021年以來半導(dǎo)體供給量逐漸增加,但由于缺乏供需狀況信息,多重訂購成為常態(tài),導(dǎo)致在供應(yīng)鏈上產(chǎn)生了貨物積壓。
3. 要解決這一問題,必須掌握必要的零部件和適當(dāng)?shù)牟少徚?,值得考慮多家整車制造商共同擁有零部件的方案。我們認(rèn)為由此實(shí)現(xiàn)的供應(yīng)鏈上的合作和信息共享,將有助于穩(wěn)定采購今后新需要的半導(dǎo)體。
報(bào)告全文:
2020年底開始出現(xiàn)的半導(dǎo)體短缺危機(jī)至今仍在持續(xù),特別是車載半導(dǎo)體的采購更加困難,對整車制造商的生產(chǎn)和財(cái)務(wù)產(chǎn)生了負(fù)面影響。本文重新梳理了車載半導(dǎo)體短缺的來龍去脈,并在此基礎(chǔ)上認(rèn)為,目前半導(dǎo)體短缺的主要原因,是重復(fù)下單導(dǎo)致供應(yīng)鏈上的貨物擠壓造成的。同時,我們還研究了相關(guān)經(jīng)營者共同采取零部件信息共享等方案的可行性。
1. 車載半導(dǎo)體短缺的來龍去脈
導(dǎo)致車載半導(dǎo)體短缺的主要原因有三點(diǎn):第一點(diǎn)是中美貿(mào)易摩擦。2017年美國總統(tǒng)特朗普上任以來,中美貿(mào)易摩擦愈演愈烈。拜登總統(tǒng)上任后,這種狀況仍在持續(xù),特別是2020年12月,美方對中國實(shí)施10nm(納米,代表半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)的單位)以下半導(dǎo)體制造設(shè)備出口限制,迫使終端用戶重新審視其供應(yīng)鏈。
有報(bào)道稱,在管制措施出臺后,中國大陸代工廠代工的28/40/65nm產(chǎn)品,被轉(zhuǎn)移至中國臺灣和美國代工生產(chǎn),導(dǎo)致當(dāng)?shù)毓S開工率緊張。判斷產(chǎn)能緊張程度,90%的開工率是基準(zhǔn)線。2021年1-3月,小于45nm的尖端產(chǎn)品的代工廠開工率超過95%,大于45nm的代工開工率超過90%,當(dāng)時預(yù)計(jì)2021年10~12月之前可以全面開工(實(shí)際由于疫情并未按照既定的時間推進(jìn),小編注)。
第二點(diǎn)是,新冠疫情導(dǎo)致半導(dǎo)體的需求下降,迫使生產(chǎn)和銷售向汽車以外的用途轉(zhuǎn)移。由于中美對立,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)波動。自2018年開始,全球新車銷量下降,車載半導(dǎo)體的需求也在2020年開始出現(xiàn)下調(diào)。2020年3月出現(xiàn)的新冠疫情,使已經(jīng)處于下行態(tài)勢的汽車及車載半導(dǎo)體需求進(jìn)一步下降。
另一方面,新冠疫情引發(fā)的遠(yuǎn)程支持需求和居家辦公、學(xué)習(xí)等的需求,使PC、智能手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備,以及電視、游戲等民生產(chǎn)品的需求量大增。受此影響,半導(dǎo)體制造商將車載半導(dǎo)體的產(chǎn)能,轉(zhuǎn)移到電子設(shè)備和民生產(chǎn)品上。因此,2020年下半年,在汽車行業(yè)試圖增加產(chǎn)量時,汽車半導(dǎo)體的產(chǎn)能出現(xiàn)不足難以滿足汽車行業(yè)的需求。
第三點(diǎn)是,在彼時接連發(fā)生的一系列災(zāi)害造成了生產(chǎn)限制。2020年10月,旭化成電子的延岡工廠發(fā)生火災(zāi),最初認(rèn)為委托瑞薩電子和富士電機(jī)代工可以避免情況惡化,但2021年3月瑞薩電子子公司的那珂工廠也發(fā)生火災(zāi)。與此同時,恩智浦(NXP,荷蘭)、三星(Samsung,韓國)和英飛凌(Infenion,德國)等半導(dǎo)體制造商,在美國奧斯汀的工廠,由于創(chuàng)紀(jì)錄的寒流導(dǎo)致停電被迫暫時關(guān)閉。一連串的災(zāi)害變成致命傷害,使車載半導(dǎo)體出現(xiàn)了史無前例的嚴(yán)重短缺。
2. 車載半導(dǎo)體長期短缺的背景
2.1. 無法擴(kuò)大產(chǎn)能
汽車上搭載了各類半導(dǎo)體產(chǎn)品,本文將其統(tǒng)稱為車載半導(dǎo)體?;?022年4-6月期間半導(dǎo)體制造商的庫存水平,可以推定半導(dǎo)體的短缺狀況整體上正在緩解。但是,短缺緩解的程度因器件而異。
許多研究機(jī)構(gòu)預(yù)測,模擬器件和MCU將繼續(xù)短缺。這些基于28nm以上成熟工藝的產(chǎn)品,在汽車和工業(yè)設(shè)備這一細(xì)分市場上需要生產(chǎn)多種產(chǎn)品,半導(dǎo)體制造商不愿為增加產(chǎn)能而進(jìn)行投資(主要是利潤有限,小編注)。最尖端的5/3/2nm產(chǎn)品,則成為未來產(chǎn)能與利潤的重點(diǎn)。數(shù)據(jù)也說明,不同工藝節(jié)點(diǎn)的增產(chǎn)結(jié)構(gòu),存在著顯著差異。
但即使要擴(kuò)大投資,快速提升傳統(tǒng)制程半導(dǎo)體的產(chǎn)能,也很難采購到用于150-200mm生產(chǎn)的晶圓設(shè)備,因?yàn)樵谑袌錾狭魍ǖ闹圃煸O(shè)備越來越偏向于支持300mm晶圓。與此同時,因美國的禁運(yùn)措施而無法進(jìn)入尖端工藝半導(dǎo)體的中國制造商,加大采購150-200mm晶圓的制造設(shè)備,使得二手市場上的供應(yīng)也非常緊張。
這些因素是今后也難以消除的結(jié)構(gòu)性因素,我們認(rèn)為不能指望大規(guī)模的投資,可以立刻提高車載半導(dǎo)體的產(chǎn)能。
2.2. 難以提前提高庫存水平
針對半導(dǎo)體短缺的狀況,通過提高庫存水平尋求解決之道成為最自然的選擇。在我們進(jìn)行的2022年度設(shè)備投資計(jì)劃調(diào)查中,受原材料成本高漲和半導(dǎo)體供應(yīng)短缺等采購問題影響,作為重新審視的供應(yīng)鏈內(nèi)容,“海外供應(yīng)商的分散和多樣化”、“產(chǎn)品和零部件的標(biāo)準(zhǔn)化”、“確保戰(zhàn)略庫存”的回應(yīng)占比在增加。然而,目前半導(dǎo)體短缺的狀況,再次凸顯了供應(yīng)商提高傳統(tǒng)半導(dǎo)體庫存水平的難度。
原來,整車制造商和零部件供應(yīng)商之間更習(xí)慣于采取準(zhǔn)時化管理(Just in Time)的方式。這種合作的理念必須基于交易永遠(yuǎn)持續(xù)的關(guān)系才能進(jìn)行。在這種情況下,每家整車制造商都有各自的垂直供應(yīng)體系,并最終形成了經(jīng)連會(keiretsu)模式。它的優(yōu)點(diǎn)是訂單有保證,供應(yīng)商能迅速對來自整車制造商的需求作出回應(yīng)。但是,由于半導(dǎo)體等產(chǎn)品周期短、制造周期長,增加庫存風(fēng)險(xiǎn)變大,不符合以往的業(yè)務(wù)關(guān)系。
此外,在新冠疫情蔓延的2020年3月,半導(dǎo)體貿(mào)易公司方面經(jīng)歷了被取消確定訂單,難以應(yīng)對汽車供應(yīng)商的緊急訂購和提高庫存水平要求等的狀況。特別是2022年初以來,出現(xiàn)了半導(dǎo)體制造商、貿(mào)易公司要求汽車供應(yīng)商保證不取消未來訂單的情況,以及無法依靠經(jīng)連會關(guān)系進(jìn)行采購而維持下去的情況。
近年來,經(jīng)連會模式也在發(fā)生一些改變,除了在零部件的通用性上取得進(jìn)展外,還嘗試與IT公司等新參與者共同開發(fā)尖端技術(shù),以進(jìn)行旨在自動駕駛的軟件開發(fā)。
綜合這些情況,我們認(rèn)為,隨著汽車行業(yè)的采購和開發(fā)方式的多樣化,半導(dǎo)體行業(yè)也出現(xiàn)了一些經(jīng)營者基于庫存風(fēng)險(xiǎn)而被迫重新考慮業(yè)務(wù)關(guān)系。
3. 重復(fù)下單和供應(yīng)鏈上的貨物擠壓
從2020年到2021年,半導(dǎo)體制造商的車載半導(dǎo)體銷售額增長了約30%,銷量基數(shù)也增加了約20%,供貨量隨著汽車產(chǎn)業(yè)需求恢復(fù)而提升。盡管如此,半導(dǎo)體采購困難,仍然對當(dāng)下整車制造商的生產(chǎn)產(chǎn)生了負(fù)面影響。我們認(rèn)為,其主要原因是重復(fù)下單導(dǎo)致半導(dǎo)體競爭失序,進(jìn)而使得貨品擠壓在供應(yīng)鏈上。
按照既有的運(yùn)作模式,多數(shù)整車制造商并沒有直接向半導(dǎo)體制造商或經(jīng)銷商采購半導(dǎo)體,而是通過一級汽車供應(yīng)商或貿(mào)易公司進(jìn)行采購。在采購市場中發(fā)生零部件爭搶時,供應(yīng)商會雙倍或三倍訂購,從而導(dǎo)致構(gòu)成汽車零部件的各個子部件都會出現(xiàn)過剩和不足。即使僅缺少一個零部件,汽車零部件也無法完成,整個供應(yīng)鏈的吞吐量會隨之惡化。即使供給恢復(fù)了也會重新開始爭奪,打破供需平衡。從整車制造商的角度來看,半導(dǎo)體持續(xù)短缺說明零部件采購存在短板,為此會進(jìn)一步增加定量,而一級供應(yīng)商則需要進(jìn)一步與半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)行博弈,以此形成惡性循環(huán)。
我們認(rèn)為,由于這種信息不對稱,導(dǎo)致超出實(shí)際需求的重復(fù)下單已經(jīng)成為常態(tài)。不同于多數(shù)歐洲供應(yīng)商直接從半導(dǎo)體制造商處采購,日系車載半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的特征是有很多半導(dǎo)體貿(mào)易公司在參與,其優(yōu)點(diǎn)在于通過貿(mào)易公司可以在供應(yīng)鏈上設(shè)置庫存緩沖。但是,目前的半導(dǎo)體短缺反而導(dǎo)致了供應(yīng)商之間的庫存爭搶。
4. 構(gòu)建下一代汽車生態(tài)系統(tǒng)
在供應(yīng)鏈紊亂的情況下,有幾種方法可以謀求穩(wěn)定采購。
例如,大型空氣壓縮機(jī)制造商SMC公司的方法。它已宣布在巖手縣遠(yuǎn)野市的工廠附近新建一個“供應(yīng)公園”,并以優(yōu)先向其供應(yīng)為條件吸引供應(yīng)商。以部分承擔(dān)區(qū)域內(nèi)各公司的設(shè)備投資為方針,其優(yōu)勢在于減少供應(yīng)商側(cè)的投資額。即使在半導(dǎo)體的采購中,追溯到供應(yīng)鏈的上游并確保生產(chǎn)能力而不是必要材料的庫存,這一點(diǎn)可能有效。但是,如前所述,由于無法預(yù)計(jì)傳統(tǒng)半導(dǎo)體今后的投資回報(bào),可以想象很難通過圍堵供應(yīng)商來要求增加產(chǎn)能,無論成本由誰承擔(dān)。
又如,采取靈活積累庫存措施的大金工業(yè)。第一波新冠疫情發(fā)生后,中國采取了封控措施,它從采購受阻的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),一直致力于建立不中斷生產(chǎn)線的強(qiáng)大供應(yīng)鏈。除半導(dǎo)體外,還提高了可能缺貨的零部件等的庫存水平,并根據(jù)每個國家基地的生產(chǎn)狀況進(jìn)行適當(dāng)分配??梢哉f這是捕捉外部環(huán)境的變化,迅速將經(jīng)營判斷反映到采購戰(zhàn)略中的案例。然而,正如前節(jié)所述,整車制造商很少自行采購半導(dǎo)體。在通過貿(mào)易公司和一級供應(yīng)商的現(xiàn)行采購方式中,整車制造商很難根據(jù)供需環(huán)境的變化立即采取確保半導(dǎo)體庫存的措施。
像汽車這樣零部件數(shù)量較多的產(chǎn)品,即使僅缺少一件,最終產(chǎn)品的生產(chǎn)也會停滯不前。在沒有大規(guī)模設(shè)備投資防止因重復(fù)下單而導(dǎo)致的貨物積壓的情況下,可以考慮以供應(yīng)鏈上的參與者之間的信息共享為基礎(chǔ),由整車制造商們共同采購車載半導(dǎo)體。例如,整車制造商們訂購的產(chǎn)品信息,先由各方進(jìn)行匯總,然后向代工廠訂購。
為了落實(shí)這些措施,需要考慮許多困難的問題。例如,確定汽車制造商的需求、半導(dǎo)體制造商的生產(chǎn)狀況、不同產(chǎn)品種類的訂貨周期等。另外,還需要考慮個別設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體模塊產(chǎn)品和分立元件之間,庫存保有方法相異的問題。對此,可以通過采取半成品狀態(tài)庫存保有的靈活方法來消除,這將使供應(yīng)鏈中難以聚合的構(gòu)建庫存和采購情況變得清晰。
美國電子行業(yè)協(xié)會SEMI于2018年成立了GAAC(Global Automotive Advisory Council),以作為半導(dǎo)體制造商、整車制造商和汽車供應(yīng)商之間的信息共享平臺,討論已經(jīng)在進(jìn)行中。
我們認(rèn)為,通過信息共享和共同擁有零部件的合作機(jī)制,有助于采購電動汽車和自動駕駛汽車等下一代汽車所需搭載的半導(dǎo)體。今后的車載半導(dǎo)體市場將由掌管集成電子控制單元(HPC:High Performance Computer)計(jì)算功能等的ASIC、處理傳感的光電元件、可承受高電壓、大電流的半導(dǎo)體元件(功率半導(dǎo)體)等主導(dǎo)。為了促進(jìn)這種新型半導(dǎo)體模式的普及,需要構(gòu)筑穩(wěn)定的采購環(huán)境,需要水平和垂直方向的供應(yīng)鏈合作以及信息共享。
5. 總結(jié)
在本稿中,我們分析了車載半導(dǎo)體的持續(xù)短缺原因,主要是由信息不對稱導(dǎo)致供需錯配所致。此番采購困難表明,缺乏庫存狀況的信息共享機(jī)制是供應(yīng)鏈的漏洞,這可能是半導(dǎo)體產(chǎn)品采購的瓶頸。對于生產(chǎn)周期特別長的半導(dǎo)體,共享供需相關(guān)供應(yīng)鏈信息,有助于防止出現(xiàn)大幅度的供需缺口。在后續(xù)緊急狀態(tài)中,需要重新考慮供應(yīng)鏈的韌性以避免再次出現(xiàn)產(chǎn)品積壓。
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