分析師預(yù)計(jì)，2022 年汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商收入將增長 27.4%，從 2021 年的 466 億美元增至 2022 年的 594 億美元。

Techinsights 表示：“汽車專用半導(dǎo)體技術(shù)的供應(yīng)壓力，特別是那些基于舊工藝節(jié)點(diǎn)（例如 28 納米、40 納米等）的技術(shù)正在緩解”。

分析師認(rèn)為，人們更好地理解了電動汽車平臺的要求，特別是在電力電子和處理需求方面。

關(guān)鍵在于汽車制造商和半導(dǎo)體供應(yīng)商之間新建立的關(guān)系。

現(xiàn)在，半導(dǎo)體供應(yīng)商可以更好地了解需求，并可以規(guī)劃資本支出，而無需擔(dān)心產(chǎn)能過度建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)。

ADAS/自動駕駛、先進(jìn)信息娛樂、遠(yuǎn)程信息處理和連接的趨勢將繼續(xù)推動每輛車的半內(nèi)容不斷增長，這是需求不斷增長的基礎(chǔ)。

Techinsights 表示：“擁有處理器、電源、模擬器件、內(nèi)存和其他半導(dǎo)體產(chǎn)品最佳組合的半導(dǎo)體供應(yīng)商最有能力利用與 OEM 的戰(zhàn)略關(guān)系，這將有助于抓住 2023 年及以后的增長機(jī)會。”

臺積電：建議汽車芯片轉(zhuǎn)向先進(jìn)節(jié)點(diǎn)

臺積電歐洲總經(jīng)理Paul de Bot本周在德國路德維希堡舉行的第27屆汽車電子大會上表示，汽車行業(yè)的芯片和采購芯片的方式都變得越來越復(fù)雜。

de Bot表示，長期以來，汽車行業(yè)一直被認(rèn)為是技術(shù)落后者，只注重落后工藝，但實(shí)際上，汽車行業(yè)在2022年開始使用5納米工藝—— 距離5納米進(jìn)入量產(chǎn)僅兩年。

據(jù)All-Electronics報(bào)道，de Bot建議汽車制造商盡快開始計(jì)劃轉(zhuǎn)向先進(jìn)節(jié)點(diǎn)。

de Bot強(qiáng)調(diào)：“不可能為汽車行業(yè)預(yù)留閑置產(chǎn)能”——他指出，IC行業(yè)的高資本要求意味著它必須保持較高的產(chǎn)能利用率。因此，如果訂單被取消，代工廠必須立即尋找替代品以保持高利用率。

de Bot告訴汽車制造商，制造、封裝、測試和交付IC可能需要六個(gè)月的時(shí)間 ，這會影響靈活性，并使規(guī)劃訂單數(shù)量變得非常重要。

汽車行業(yè)對芯片行業(yè)的重要性還相當(dāng)?shù)汀５谝患径龋�臺積電只有7%的收入和全球芯片行業(yè)產(chǎn)量的10%來自汽車。

到2030年，預(yù)計(jì)汽車IC將占半導(dǎo)體行業(yè)總產(chǎn)量的15%。但汽車芯片轉(zhuǎn)向先進(jìn)工藝也并非易事。

麥肯錫估計(jì)，到2030年，90nm及以上汽車芯片仍將占汽車芯片總需求的67%，其全球供應(yīng)量將在2021-2026年期間達(dá)到5%的復(fù)合年增長率，這表明此類芯片在未來幾年仍將保持供應(yīng)緊張狀態(tài)。

汽車供應(yīng)鏈參與者正在將先進(jìn)工藝的芯片整合到新車型中，這涉及全面的新設(shè)計(jì)、認(rèn)證和批量生產(chǎn)，從而改善汽車芯片嚴(yán)重短缺的局面。

通常，美國、歐洲、日本和韓國的主流汽車制造商需要3-5年的時(shí)間才能為傳統(tǒng)車型設(shè)計(jì)、測試和驗(yàn)證新芯片，并且他們將逐步走上為傳統(tǒng)車型和新電動汽車采用新工藝芯片的道路。比如：像特斯拉這樣的電動汽車制造商在設(shè)計(jì)新的電動汽車芯片方面擁有更高的靈活性，并且更愿意采用更先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)。

那么，如果汽車制造廠采用先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)需要克服哪些困難？

成本飆升。手機(jī)采用先進(jìn)制程是為了更好的性能，在保證功耗、發(fā)熱在允許范圍內(nèi)的性能表現(xiàn)。但汽車的使用場景相對固定，基本上就是簡單地顯示車輛信息、設(shè)置、地圖、音樂、視頻等場景，對芯片性能要求相對不高，且汽車內(nèi)部有著廣闊的空間，芯片面積不用太過于限制，芯片發(fā)熱也不用擔(dān)心，車輛內(nèi)部有足夠的空間給芯片添加更高規(guī)格的散熱部件，控制芯片溫度；功耗自然也不是問題，芯片那點(diǎn)功耗在汽車本身的耗能面前可以說是微不足道。

采用先進(jìn)制程的技術(shù)需要面臨風(fēng)險(xiǎn)和成本壓力，除去制造成本之外，5納米和3納米都增加了新的可靠性挑戰(zhàn)，飆升的成本確實(shí)令汽車應(yīng)用無法承受其重。

車規(guī)級認(rèn)證時(shí)間長且困難。在汽車這樣的熱、振動和其他物理效應(yīng)所致應(yīng)力不能完全預(yù)測的應(yīng)用中，挑戰(zhàn)變得更加復(fù)雜。在服務(wù)器機(jī)架中，如果內(nèi)部溫度過高，個(gè)別服務(wù)器可以將負(fù)載轉(zhuǎn)移到其他服務(wù)器。同樣，如果一部智能手機(jī)被放在高溫的車?yán)铮�超過一定溫度它就會關(guān)機(jī)，直到溫度降到預(yù)設(shè)的極限以下才能重啟。汽車內(nèi)的熱量會對從內(nèi)存延遲到電路老化加速等所有方面產(chǎn)生很大影響，需要對芯片進(jìn)行車規(guī)級認(rèn)證。

從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、流片、封測、車規(guī)認(rèn)證和打造算法工具鏈，到功能安全認(rèn)證，自動駕駛軟件包開發(fā)再到完善支持行業(yè)生態(tài)，這是一個(gè)車規(guī)級芯片需要經(jīng)過的完成流程。

在芯片設(shè)計(jì)階段，一個(gè)車規(guī)芯片在設(shè)計(jì)之初要符合很多相應(yīng)的流程認(rèn)證。比如設(shè)計(jì)階段就要過設(shè)計(jì)流程的認(rèn)證，人員的認(rèn)證，包括服務(wù)器都是有比較嚴(yán)苛的要求。在樣片到量產(chǎn)之間，還要經(jīng)過復(fù)雜的認(rèn)證，包括功能安全專家認(rèn)證、功能安全流程認(rèn)證和產(chǎn)品認(rèn)證，這個(gè)周期可能還需要兩年的時(shí)間。

早期失效率測試就需要八百多顆芯片，而整體測試流程大概在半年，如果有失效可能需要從頭再來，一個(gè)認(rèn)證在順利的情況下至少需要一年的時(shí)間，如果中間一些問題可能要重新做測試。現(xiàn)在汽車行業(yè)芯片追求的失效率是零，一百萬的芯片失效率是零，這是相當(dāng)嚴(yán)苛的條件。而消費(fèi)類或者在工業(yè)類芯片的失效率，都是幾百上千的指標(biāo)。但通過車規(guī)驗(yàn)證的芯片才能上車，這個(gè)周期是無法跳過的。

當(dāng)然，這并不是車企不追新的全部，因?yàn)橛袝r(shí)候車企們也無法追新。

供應(yīng)商的限制。大部分的汽車芯片并不是車企們自產(chǎn)，而是由供應(yīng)商提供，這屬于車企無法控制的一部分。比如在2020年這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，英偉達(dá)能提供量產(chǎn)的最好的高性能自動駕駛芯片是采用臺積電12nm工藝打造的Xavier，而這時(shí)候的電腦顯卡、手機(jī)處理器基本普及7nm工藝。12nm屬于相對落后的制程工藝。另外，從供應(yīng)商交樣給車企們做匹配到實(shí)際推出也需要一定的時(shí)間，而車企開發(fā)新車型也需要提前準(zhǔn)備。如果開發(fā)新車型的時(shí)候新工藝芯片沒有面世，那也有可能會錯(cuò)過第一批新工藝芯片。

不過，盡管挑戰(zhàn)重重，但在缺芯時(shí)期，礙于成熟工藝的汽車芯片仍然供不應(yīng)求，全球一些汽車制造商正在著手使用先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)制造芯片，特別是對于新車型和電動汽車。

從結(jié)果看，目前的5nm制程芯片處于研發(fā)或發(fā)布狀態(tài)，逐漸開始進(jìn)入量產(chǎn)階段；不過7nm芯片中，已有Orin、FSD、EyeQ5、8155等芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，其他芯片則在未來幾年陸續(xù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，這預(yù)示著先進(jìn)制程車用芯片開始進(jìn)入量產(chǎn)加速期。

與此同時(shí)，臺積電、三星兩家掌握尖端先進(jìn)晶圓制造工藝的晶圓代工廠將從中受益，特別是臺積電，在統(tǒng)計(jì)的14款芯片中，有11款已采用或計(jì)劃由臺積電代工，僅安霸和特斯拉等少數(shù)企業(yè)選擇由三星代工。