2019年年底，突如其來的新冠肺炎疫情打亂了諸多行業原本的節奏，盡管疫情的暴發并不是汽車半導體行業變革的根本原因，但是疫情誘發的半導體短缺，使得半導體行業前所未有地被政府、行業相關方、制造商甚至終端消費者關注。在此背景下，《德勤半導體行業系列白皮書》指出，OEM廠商和半導體企業對于能力轉型的意識尤為迫切，實現汽車半導體自主可控是未來每一個身在其中的企業必須面對的戰略議題。
技術迭代驅動半導體行業高速發展
5G、物聯網等底層技術的不斷成熟將驅動下游細分領域的電動化、智能化不斷發展，從而持續推動全球半導體行業需求穩步增長。預計至2025年，全球半導體行業市場規模將達6300億美元。從垂直細分領域來看，伴隨著技術的進步，汽車、工業、通信及消費電子領域將迎來行業轉型，進而擴大對半導體的總需求量，其中汽車將成為拉動半導體行業增長的主要驅動力。未來5年，預測汽車半導體復合增長率約為10%，增速位居第一。
疫情影響下全球芯片供應鏈受到嚴重打擊，由于各國家及地區疫情恢復程度不同，供給側產能受到制約。
與此同時，疫情暴發刺激了消費電子需求，導致芯片企業產能達到峰值。2020年間，全球硅晶圓出貨量較2019年增長13.9%，出貨量創歷史新高。在下游需求的持續拉動下，截至2021年第三季度，全球晶圓廠產能利用率已約為95%，趨于產能峰值，致使短期內無法及時擴充產能。
面對旺盛的需求，供需端不平衡造成需求缺口。全球半導體行業具有強周期性，根據全球半導體庫存指數顯示，截至2021年第二季度，全球半導體庫存指數小于0.9，全球市場處于半導體嚴重短缺時期。
電動智能化增加汽車半導體需求
隨著汽車“新四化”進程不斷加快，全球新能源汽車市場將迎來快速增長，各國新能源汽車滲透率持續提升。預計至2025年，全球新能源汽車銷量突破2100萬輛，五年復合增長率約為37%。疫情并未阻止全球汽車產業電動化、智能化的腳步，基于不同發展目標，各國新能源汽車滲透率持續提升。
智能化、電動化趨勢提升了半導體對汽車的重要程度，加大了芯片在汽車中的應用。
然而，受疫情影響，車企對市場需求信心不足，降低了芯片采購量；與此同時，疫情暴發帶動消費電子需求激增。以2020年第一季度為例，全球筆記本電腦、電視、手機、汽車、服務器等出貨量均有大幅提升，面對激增的消費需求，車企下調的芯片訂單產能幾乎全轉移至滿足消費電子類生產需求，導致汽車出貨量降至谷底。
在供給側，車規級芯片產線整體產能有限，且廠商對于汽車芯片的生產線擴產意愿相對較弱。車規級芯片對安全性及穩定性需求高，主要使用成熟制程8英寸(200mm)產線生產，相比之下，強調性能的消費電子類芯片，則主要使用先進制程12英寸(300mm)產線生產；由于生產效率更高，覆蓋下游應用更廣，供給側產能擴張主要集中在12英寸(300mm)產能。以模擬芯片生產為例，先進制程(300mm)產線晶圓廠生產模擬芯片將比成熟制程(200mm)晶圓廠節約40%的成本，毛利率提高8%。
綜合可見，在汽車行業對芯片需求日益增長的背景下，汽車芯片短缺情況尤為突出，并給汽車行業帶來了巨大的經濟損失。據預測，2021年全球汽車減產810.7萬輛，帶來共計2100億美元的經濟損失。中國市場損失額預計約260億美元。
長期需求旺盛，國產替代趨勢明顯
本輪半導體短缺的主要原因是疫情環境下汽車半導體市場需求與供給不匹配，因此，最有效的解決方案為擴大供給側產能。然而，由于半導體生產線從建立到規模化生產的周期為1~2年，本輪半導體短缺將持續至2022年第二季度。
短期內，包括傳統OEM、新勢力OEM以及自主品牌OEM在內的多家車企紛紛采取一些短期應對措施以緩解半導體短缺帶來的生產壓力，主要舉措包括臨時替代和減配交付。雖然各家車企均提出不同類型的解決方案，但卻不是長久之計。無論是臨時替代方案還是車輛功能的減配方案，都將進一步提高車企研發成本，降低消費者購車信心。
從中長期而言，對于不同種類的汽車半導體，由于技術壁壘不同，緊缺程度和未來應對舉措將有所差異：微控制器(MCU)半導體緊缺程度最高，恢復存在挑戰；功率半導體(IGBT)緊缺程度中期有望緩解；用于電源管理等品類的模擬芯片緊缺程度正在逐步緩解。
汽車芯片未來發展趨勢
趨勢一：電動化、智能化發展推動汽車芯片需求增加。
與傳統燃油車相比，電動化、智能化轉型驅動汽車芯片整體數量顯著增加。據統計，至2022年，新能源汽車平均芯片搭載量為1459個。尤其在自動駕駛場景下，傳感器、控制類和存儲類芯片的使用量增長更加迅速。以傳感器芯片為例，自動駕駛級別越高，對傳感器數量要求越多，L3級別自動駕駛平均搭載8個傳感器芯片，而L5級別自動駕駛所需傳感器芯片數量增加至20個，車輛所需處理與存儲的信息量也隨之劇增。
趨勢二：電動化、智能化發展驅動單車芯片價值提升。
以電力系統作為動力源的新能源汽車，對電子元器件功率管理、功率轉換能力提出了更高要求，提升了汽車芯片的價值。隨著自動駕駛技術逐漸成熟，單車搭載芯片的價值也將更高。據統計，至2025年，汽車電子元器件BOM(物料清單)價值將有顯著提升，這主要來自新能源汽車電池管理及電動動力總成對電子元器件的需求(如逆變器、動力總成域控制器DCU、各類傳感器等)。
趨勢三：汽車電子電氣架構走向集中式，對芯片性能提出更高要求。
隨著車內ECU和傳感器數量增加，整車線束成本和布線難度也隨之大幅提升，汽車電子電氣硬件架構從傳統分布式朝著“集中式、輕量精簡、可拓展”的方向轉變。
來源：人民郵電報
來源：人民郵電報
