为什么现在买车,永远需要等

最近去过4S店的朋友,一定都不会对“等”这个字感到陌生。因为目前无论是哪家4S店,基本都没有现车可供销售,只能通过“下定”的方式等待厂家排产,时间通常为1-6个月不等。而当你询问销售人员等待的原因时,销售则会将问题归结于芯片没货,这个让普通消费者一头雾水的理由上。那么对于一台通过消耗汽油或者电能就可以行驶的“铁疙瘩”来说,为什么一定要使用芯片呢?此外,汽车的芯片为何在今年开始疯狂缺货了呢?

 

随着环保法规对汽车能源消耗要求的提高,原本汽车通过各种纯机械方式控制的模块,便开始出现了性能上的不足。例如无法精准控制喷油量、不能按照车辆时时负载切换更合适的挡位,这些都会导致车辆无法以最高效率的方式去做功,从而对油耗产生负面影响。因此,能更精确控制发动机喷油量、点火正时,以及换挡逻辑的车用芯片便开始成为了汽车上的必要装备。

此外,车上各种主动安全辅助配置,也是需要车用芯片的。比如ESP(车身电子稳定系统)就会通过芯片来整合轮速传感器、角度传感器、陀螺仪等各项数据,并以此来感知车辆是否处于失控、或即将失控的状态。如果监测到车辆即将失控,ESP芯片便会通过计算得出使用多大力去制动哪几个车轮可以使车辆恢复正轨。而这样整合多方位、多功能的操作,显然是无法通过纯机械方式来实现的。

与此同时,科技的进步也让很多原来只存在于科幻电影中的配置,出现在了如今的车上。而这些高科技配置,自然也是需要通过芯片加以运算才能够实现的。比如毫不起眼的舒适进入功能,就需要电调座椅能够与ECU和发动机进行通信,从而保证车辆点火时座椅能够向前移动,并在熄火时向后移动。其中与ECU进行通信就是芯片的主要工作。

而像是ACC自适应巡航这样的功能,就更离不开芯片的算力了。当毫米波雷达以及摄像头识别到数据后,芯片会直接将这些数据进行转译,并将这些数据发送给ECU,随后ECU再通过运算来控制车辆何时需要刹车,何时需要加速,以及当前该以怎样的时速行驶。除了这些“高深”的功能外,像是看似简单的液晶仪表、中控屏幕,也同样需要在芯片的帮助下,才能实现如同手机一般丰富的智能功能。目前一台车通常需要500-1500个大大小小的车用芯片才能满足消费者各项习以为常的使用功能。

而回归硬件本身,其实车用芯片与电脑里的CPU、GPU,以及手机里的SOC都是相同的东西。从硬件层面来讲,芯片是半导体元件产品的统称,主要由硅制成,通过光刻机在上面“画”出N多个能够实现计算、传输电讯号的逻辑门、触发器,使其具备运算功能。其中制作工艺以微米和纳米来表示,越先进的芯片,制作工艺数字就会越小,这主要是因为制作工艺越小,相同面积的芯片上就可以被安装越多的计算单元。像是同等面积上,采用7纳米制作工艺的芯片,计算单元就会比14纳米更多,因此7纳米就要比14纳米更先进。

 

在了解了车载芯片的用途后,大家肯定会好奇,为什么手机、电脑这些消费级电子产品都没有出现大规模缺货的情况,而车企为何会出现严重的短缺呢?下面,我们就来看看车企是如何一步一步走向芯片短缺窘境的……

2020年初,本打算欢庆春节的中国,却因为一场突如其来的大规模新冠疫情弄得人心惶惶,病毒感染速度远超人们的想象,很快全世界就笼罩在了新冠疫情的阴霾之下。由于最好的防御措施就是居家隔离,因此为了抵抗新冠,全球各个国家和地区都选择了停产停工。在这个时间节点上,自然也不会有人去经销商购买新车,全球车市的销量自然也就出现了大幅下滑。其中,中国车市的销量在2020年2月份直接暴跌了87.5%,从1月份的141.8万台暴跌到了21.1万台。

面对坠入冰点的销量,以及根本看不到头的新冠疫情,大部分车企为了降低库存并缓解现金流压力,都纷纷在2020年6月前后,找到汽车芯片代工厂,在宁愿赔付违约金的前提下,决定砍掉之前下定的芯片订单。彼时,作为全球最大芯片代工厂的台积电也向车企们发出了警告,建议汽车厂家不要如此武断,因为如果汽车芯片被大规模砍单,那工厂就得将这部分荒废的产能转到民用消费级电子上,但由于二者的制程不同,使用的晶圆大小和光刻机也不同,因此一旦花功夫进行转型,那短时间内是不可能再转回来生产车用芯片的。不过,当时根本卖不出去车的车企怎么可能听得进劝导,于是大家还是纷纷毅然决然地选择了砍单。

看到这里也许很多人会认为,台积不愿意让车企砍单,是因为他们想多挣钱。可事实上,对于像台积电这样的芯片代工厂来说,汽车芯片的利润完全不值一提。因为相比起消费级电子市场的芯片来说,车用芯片不仅价格十分低廉,价格区间普遍在零点几美金到15美金左右,而且车用芯片对耐用度的要求还要比消费级芯片高出成百上千倍,最终车用芯片的利润率只能做到5%左右,跟消费级电子市场25-30%的利润率完全比不了。因此,在当时消费级芯片都做不过来的前提下,台积电生产汽车芯片的意愿本来就不高。

所以在面对车企的砍单行为时,台积电虽然嘴上说着不愿意被砍单,可心里却乐开了花,因为这部分产能在调整过后,就可以生产既走量又赚钱的消费级芯片了。在2020年第二季度的财报上,虽然台积电失去了汽车芯片制造业务,但整体营收却只减少了不到2%。而在工厂完成转型后,台积电2020年第三季度的营收环比就上涨了16.9%,达到了121.4亿美元。由此可见,代工汽车芯片是一件多么费力不讨好的事情啊!尤其是在当时消费级电子芯片需求旺盛,电脑显卡、PS5疯狂加价的年代!

可令所有车企都没有想到的是,随着中国普及疫苗,抗击疫情大获成功;外加其他国家彻底放弃抵抗全面开放,自第三季度开始,全球车市出现了大幅的回暖。车企和经销商手中积压的库存也逐渐被消费者买走,曾经堆积如山的芯片库存也在逐渐被消耗着,似乎一切都在向着好的方向发展。然而车市复苏的速度远超过了车企的预想,芯片的库存很快就变得紧张起来。面对即将无“芯”可用的情况,车企在今年年初又找到了芯片代工厂,请求它们“调转船头”,重新开始制造汽车芯片。

但只要你仔细看了上面的文字就会知道,调整芯片生产种类谈何容易。所以即使芯片厂答应重新开始为车企代工芯片,其真正出货的时间至少也需要3个月之久。就这样,全球各大车企纷纷出现了不同程度的芯片荒。屋漏偏逢连夜雨的是,2020年底除中国大陆外,几乎全世界的芯片代工厂都因为疫情的反复,经历了一波又一波的停工,最终导致芯片供给端的欠产窟窿越来越大,几乎成为了一个看不到头的无底洞。

在缺货的芯片种类中,最严重的就要数MCU芯片(微控制单元)了。其中运算能力较差的8位MCU芯片用于实现空调控制、雨刷控制、天窗控制、车窗升降等低阶控制功能;16位的MCU,则应用在动力传动系统和底盘机构上,例如ESP(车身电子稳定系统)和ECU(电子控制单元);32位的MCU,则主要应用于多媒体信息系统、自适应巡航控制(ACC)、驾驶辅助系统、ADAS等高阶控制功能。

以ESP芯片为例,目前市面上大部分车型的ESP芯片都是由博世提供的。不过与华为一样,博世虽然提供芯片,但并不涉及芯片的生产,而是将图纸交给像是台积电、三星这样的芯片代工厂负责生产。也就是说,提供芯片的博世并不能掌控芯片的产能和交付日期,那么作为下游采购者的汽车厂家就更无可奈何了。

像是ESP芯片的缺货,就让很多车企出现了新车“造不出来”的情况。毕竟除了中国市场以外,绝大部分市场都是强制要求车辆配有ESP的。而ECU芯片缺货所造成的影响则更加严重,因为如果没有ECU芯片,发动机根本就无法与变速箱协同工作,那造出来的汽车甚至连最基本的驾驶功能都实现不了。

面对全世界各地车企的芯片缺货问题,各国政府、车企代表、零件提供商都纷纷开始向芯片代工厂施压。然而很尴尬的是,生产芯片并不是工人搬砖,不是说多给点钱,多抽几鞭子就有更多产能的。因为对于一直处于全自动化生产的芯片而言,工厂此前就是以每天24小时,一周7天的满负荷状态在生产。现如今就算外界压力很大,生产线也不能突破时间维度,搞出一天36小时,一周9天……不过在多方压力下,像是台积电这样大厂也做出了妥协,通过多停掉一些本属于其他领域的芯片制造产能,将生产线转化为了车用芯片制造。根据台湾媒体报道,目前台积电的产能已经优先分给了汽车芯片和苹果三季度的订单。这也是台积电首次将汽车芯片的优先级排到了第一序列。

不过由于前期芯片缺货的“口子”被拉得过大,所以即使工厂将所有能够生产芯片的光刻机都满负荷运转,也无法在短时间内弥补曾经车企所犯下的决策性错误。为了进一步帮助车企渡过芯片缺货难关,像是台积电、三星电子和UMC都在如火如荼地建设全新的芯片代工厂。可从零开始搭建也意味着新工厂的施工工期将会长达12-15个月左右,所以这也意味着车辆缺“芯”的问题还将会持续一段时间。

 

在如此缺“芯”的情况下,2021年全球汽车产量预计将减产390万辆,汽车行业收入损失将达1100亿美元。其中,中国市场近几个月的汽车产量也遭受到了重创,同比下降30%左右。不仅如此,国内的乘用车库存也下降到了50万辆左右的水平,而正常水平应该在100万辆左右。那么在前景如此糟糕的情况下,各大车企又遭受了多大的冲击呢?

原创文章,作者:buffalo106,如若转载,请注明出处:http://www.buffalotone.com/?p=1114

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