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【编者按】2021年，半导体行业依然在挑战中前行。后疫情时代、产能紧张、地缘政治等因素仍深刻地影响着全球半导体产业链及生态。2022年，全球半导体行业如何发展？新的挑战又会从何而来？为了厘清这些问题，集微网特推出【2021-2022专题】，围绕热点话题、热门技术和应用、重大事件等多维度梳理，为上下游企业提供参考镜鉴。
集微网消息，在过去几十年里，半导体行业出现过多次产能周期变化。尽管周期性是半导体行业的一个显著特征，但始于2020年下半年的全行业紧缺是空前的。
业内许多大厂预测，明年将保持产能持续紧张的状态。有分析师认为，全行业的产能缓解局面将会在2023年才出现。
特别是汽车领域，深受缺芯影响。
中汽协副秘书长陈士华此前对媒体表示，根据行业预测和供应商反馈，芯片供应虽较2021年三季度有所缓解，但个别芯片仍存在明显短缺，叠加2021年四季度市场需求较旺、企业补库需求较大，短缺态势仍将延续一段时间，短缺态势可能将持续至2022年下半年，最终可能达到一个紧平衡的状态。
全球电动汽车减产
全球汽车产业正朝电动化、智能化、网联化三大方向发展，在这一历史机遇下，新能源汽车将带动ADAS/自动驾驶、V2X、功率器件、高性能计算、网联芯片、电池管理、传感器等整个产业链加速发展。因而汽车电子占整车成本比重越来越高的当下，缺芯便意味着生产进度变缓甚至停产。
根据AutoForecast Solutions最新数据，截至2021年12月19日，由于汽车芯片供应短缺，已造成全球汽车减产1027.2万辆，预计全球2021年全年减产汽车1131万辆。其中中国市场累计减产198.2万辆；预计今年全年减产214.8万辆。
其他市场中，北美洲已减产汽车317.8万辆，预计2021年全年减产341.2万辆；欧洲市场已减产295.4万辆，预计全年将减产334.9万辆。除中国外的亚洲其他地区中，目前已减产174万辆，预计全年减产195.2万辆。
中国乘用车市场信息联席会（CPCA）数据显示，全球代工厂可以为中国400万辆新能源汽车 (NEV) 生产足够的半导体、微控制器单元和带有AI处理器的高端芯片。根据CPCA对2022年中国新能源汽车需求的预测，这还剩下100万辆汽车的缺口。
“阻碍汽车市场增长的汽车芯片短缺问题尚未缓解，”CPCA在本月初的一份研究报告中表示。 “最畅销的车型仍然需要芯片来加强生产，并执行积压的订单。”
缺货涨价
当前汽车制造商面临的风险正随着现代汽车对芯片的日益依赖而上升，现在每辆车需要的半导体总数达到几百个。在智能电动汽车的BOM成本中，芯片已经占据约40%-50%，占汽车BOM成本的绝大头。
事实上，目前大部分的车用芯片都只需要成熟制程，如MCU采用的是28/40/55/130纳米等成熟工艺，而主要的产能缺口也在于此。但由于车规级芯片的技术要求严苛，从晶圆到封测都有特殊要求，这决定了产能无法快速切换与扩张。
另一方面，中国汽车半导体仍存在自给率低下，主要芯片供应仍为国外大厂的情况，一旦疫情导致芯片厂生产异常，国内车企将动弹不得。
而缺货涨价潮也贯穿了2021年。自2020年第四季度以来，各大模拟IC厂商一直在提高报价，以反映不断上涨的代工和后端成本。2021年中有消息称，随着交付周期延长至6个月以上，模拟芯片供应商德州仪器和安森美均已上调芯片价格。另有消息称受德州仪器、安森美等IDM厂商最新的提价动作以及台积电决定从2022年起上调晶圆代工价格的推动，预计中国大陆和台湾地区的模拟IC厂商将跟进涨价。
此外，东南亚疫情在2021年呈现再度爆发趋势，素有“半导体重镇”之称的马来西亚牵动整个产业的神经。这里聚集了英特尔、ASE、AMD、恩智浦、ST、英飞凌、瑞萨等逾50家国际半导体公司，上述企业在当地都建有封测或IDM工厂。除了国际大厂投资建厂外，马来西亚也有本土的半导体封测厂。同时，马来西亚也是全球重要的被动元件生产国之一，美商AVX、中国台湾地区厂商旺诠、华新科，以及日商松下、村田都在当地设有工厂。大摩预估全球20%-30%的汽车、服务器封测需要在马来西亚完成。
市场调研机构IC Insights在报告中指出，由于供应紧张，预计2021年模拟IC平均售价将罕见地上涨4%，上一次涨价还是在2004年。
台媒援引业内人士报道称，模拟IC供应商为2021年下半年争取到的代工产能远远不能满足下游客户的需求，而他们被承诺的2022年产能支持只能满足70-80%的客户需求。此外，大多数国际IDM已将生产重点放在汽车芯片和工业控制芯片上也是模拟IC产能受限的原因之一。
车用芯片迎国产替代风口
调研机构Gartner日前发布的全球前25大汽车半导体企业中，欧洲有7家，美国有8家，日本有9家，而中国只有1家。同时，国内汽车半导体企业也正面临严峻的挑战，其中包括Bosch和Denso等占据Tier 1属性优势，Intel、NVIDIA、Qualcomm等则通过提供核心芯片在智能化汽车领域大力布局等。
爱集微咨询业务部总经理韩晓敏指出，虽然整体情况不是很乐观，但国内供应商在汽车领域的布局还是收到了成效，比如在汽车功率半导体供应链里进入到世界前列。《Automotive News》发布的全球汽车电子供应商100强报告显示，中国本土企业数量有8家。但这些企业主要集中在轮胎、结构件、饰件等非电子电气领域，与电子电气相关的仅有3家。不过，未来在新能源汽车发展以及国产品牌对供应链的需求两股力量驱使下，中国本土的汽车和Tier-1以及半导体企业将取得快速提升。
“车规验证的周期长且难度大，对供应商而言是门槛高，高门槛铸就了高壁垒，尤其是在车用半导体方面，国内外车企长期使用的都是国外几家龙头企业的产品，但现在已经开始出现了变化。”业内人士表示。
东方新能源主题基金经理李瑞指出，汽车智能化整体经历了0-1的产业孕育期后，正处在1-10的产业成长早期。他认为，智能化领域布局的思路，首先是最为关注的是决策环节的AI芯片，其次是传感器的激光雷达等，最后是底盘执行单元。目前，在AI芯片领域，黑芝麻智能、地平线等国内部分企业已具备一定规模，且与国内多家企业达成合作。
在感知方面，传感器中的激光雷达、毫米波雷达等备受关注。激光雷达方面，目前，华为、禾赛科技、速腾聚创、大疆子公司览沃、镭神智能等国内企业均有车规级产品量产。毫米波雷达方面，国内企业有承泰科技、楚航科技在布局，部分企业的产品已达到车规标准。
在底盘执行单元层面，800V的高压平台发展是未来趋势，基于此，功率半导体器件成为非常重要的元器件之一。目前，国内布局该领域的企业有比亚迪半导体、芯聚能、英诺赛科等。
汽车供应链重塑进行时
这场缺货危机凸显了汽车制造商、一级供应商（Tire 1）、半导体供应商及其晶圆代工厂之间调整产能和采购模式的必要性。
垂直整合的供应链管理模式或许是智能电动时代汽车供应链变革的重要方向之一。值得注意的是，在大部分的传统车企以及国内的造车新势力因为缺芯而深陷困境之时，电动汽车界的明星特斯拉相对而言却似乎并不缺芯，其三季度交付数据显示，同比大增73%。一大重要的原因就在于其强大的自研能力以及垂直整合的供应链管理能力。
中国机械工业联合会执行副会长陈斌指出，打破行业“壁垒”，打开企业“围墙”，才能打通“堵点”、连接“断点”。头部企业应发挥“链长”作用，敞开胸怀与产业链、供应链企业紧密合作，重塑融合共生的供应链新生态。
在这一变革之中，主机厂与芯片厂，这两个在原本汽车工业体系中不会碰面的层级正朝双方奔赴。
国内众多造车新势力效仿特斯拉，在核心部件上采取自研的方式。比如，蔚来和小鹏都开展了造芯项目，还在自动驾驶软件上投入巨大。而对于核心的三电系统，他们也在加强研发。传统车厂也在顺应这股潮流。比如，大众计划投资70亿欧元，到2025年将该部门扩充至1万人，同时计划将软件自研比例从10%提升至60%。在国内，则有上汽成立零束软件公司，专门从事自动驾驶平台的开发。
自研零部件的同时，很多汽车厂商选择直接与芯片厂商接触。大众给半导体厂商给出了为期12个月、18个月的契约。而特斯拉不仅可能采取对供应商预先付款的方式预定产能，甚至有意收购存储器厂商旺宏的6英寸厂，来解决车用芯片短缺问题。
通用汽车表示，正在与制造商建立直接关系。这种模式一旦在汽车行业展开，将使得传统的供应链体系发生巨大的改变，各级供应商的界限将变得模糊，Tier1的重要性将被削弱。
赛腾微电子总经理黄继颇对集微网表示，虽然整车厂的采购模式未来不太会发生巨大的变化，但是芯片企业在汽车供应链中已摇身一变成为了技术端的Tier 1。
百年汽车工业正逢变革，国产芯片替代正当时。
（校对/Sharon）
