车规级芯片结构性短缺追踪：投入产出不匹配影响投产动力

尽管许多汽车芯片供应充足，但一些核心芯片供应不足的问题仍在影响汽车行业。这种结构性短缺预计将持续到2025年，这对芯片制造商来说也是一个机会。然而，由于投入和产出的风险考虑，芯片制造商投资新产能的实际动机并不充分。根据汽车行业数据预测公司AutoForecast Solutions的数据，由于2023年的核心零部件短缺，全球产量可能会减少300万辆。对此，行业专家最近告诉《红色周刊》，新芯片产能的生产需要18至24个月的工厂建设周期和一段时间来提高产量。自2020年底出现“缺芯”现象以来，还不到两年时间，这表明新产能尚未释放，再加上对电动汽车的需求不断增加，“缺芯现象”势必会持续下去。行业半导体专家认为，国内汽车级芯片结构性短缺的实质性解决方案可能需要等到2025年。就本土芯片制造商的突破路径而言，短期的突破点不可避免地在功率类别。然而，基于目前芯片制造商的布局，许多公司的行动较慢，这与汽车级芯片产品研发周期长、投入产出比不匹配等问题有关。传统汽车公司和新势力正在调查IGBT和一些模拟芯片的短缺问题。为了应对2020年下半年爆发的汽车芯片短缺，全球和本地主要芯片公司都宣布了新的产能。根据生产周期，这些产能将在今年下半年逐步释放。然而，根据《红色周刊》的观察，目前“缺芯”仍对汽车生产产生重大影响。丰田最近宣布，由于汽车芯片持续短缺，丰田在日本的三家装配厂的部分生产线将暂停。丰田12月的全球生产计划已降至75万辆，比去年12月的实际产量下降了约6%。根据AFS的预测，由于芯片短缺，到今年年底，全球汽车市场的累计减产量将攀升至427.85万辆。预计到2023年，全球汽车行业将减少200-300万辆汽车的产量。同样，当地汽车公司也面临芯片短缺的问题。《红色周刊》致电广州汽车集团（601238）作为投资者，广州汽车集团相关工作人员表示，“目前，MCU会有点紧张。”根据广州汽车集团今年5月的投资者关系活动记录，广州汽车的芯片短缺主要来自英飞凌、意大利、法国、，和Enzip。与去年的全面“芯片短缺”相比，今年的汽车级芯片出现了结构性短缺。《红色周刊》致电上汽集团（600104）作为投资者，相关工作人员表示，“今年的芯片短缺与去年的大规模芯片短缺不太一样。今年主要是不同零部件的芯片短缺。车企面临的情况应该是相似的。”与传统车企相比，汽车制造业的新势力似乎没有受到核心缺乏的影响。《红色周刊》从造车新势力销售人员处了解到，“蔚小理”新车交付不受芯片影响，芯片供应相对充足。《红周刊》以消费者身份咨询了理想汽车在北京的销售人员，表示“现在就订购理想L8和L9，春节前交付。理想芯片有自己的工厂来确保供应链，没有因为芯片短缺而延迟车辆交付。“小鹏汽车销售人员表示，小鹏的芯片相对丰富，不会因为芯片问题而延长交付周期。NIO汽车销售人员则表示，他们不再受芯片影响。如果预订ET5，提货周期约为5个月，主要是因为ET5的订单比其他车型多，所以时间更长。对此导体行业专家陈琦告诉《红色周刊》，目前，汽车电子产品的短缺仍然相当紧张，主要用于ECO（智能发动机控制）系统的车载MCU和IGBT等功率半导体用于电子……

控制系统以及一些用于车身控制的模拟芯片也相对缺乏。相对而言，IGBT、MOSFET等功率半导体后续产能增加后，国产替代率将提高，供需将逐步平衡。然而，MCU和各种传感器等芯片的供应仍然严重依赖外国制造商，因此短期内仍相对紧张。与年初相比，供应链正在逐步恢复正常，最紧张的时间点已经过去。德邦证券电子首席分析师陈海进告诉《红周刊》，目前车企芯片短缺主要是由于缺乏汽车电源管理芯片、汽车MCU芯片、汽车IGBT模块、SiC模块等。随着其他消费需求减弱，晶圆厂的产能增速逐渐下降，这在一定程度上缓解了汽车芯片短缺的问题。目前，汽车电源管理芯片在一些领域的供需状况有所改善，如车灯LED驱动器、电机驱动器芯片等。然而，MCU、大功率IGBT模块和SiC模块在一些关键领域的供应并不十分顺利。陈海进认为，造车新势力由于初期销量较小，受缺芯影响较小。业内人士向《红色周刊》分析称，目前造车新势力并不因为产销量小而缺少芯片。当总产量增加时，芯片短缺的问题将变得更加明显。由于新车制造商大量使用高科技，对一些芯片的需求更大。功率芯片国产替代进程缓慢是一个短期突破点，而汽车芯片短缺意味着这是一个国产替代的机会。根据中泰证券的研究报告，预计到2025年，全球汽车半导体市场规模将超过800亿美元，2021至2025年的复合增长率将达到15%。关于国产芯片的使用，《红周刊》联系了岚图汽车的相关销售人员，后者表示目前该芯片正在与华为合作。上汽集团证券部一名工作人员也表示， “我们有国产芯片的替代解决方案，但有些零件仍然无法满足。自从芯片短缺开始以来，已经进行了国产替代项目，并将考虑国产芯片。一些芯片也可以考虑从两个地方供应，但并不是所有的芯片都能被替代，因为更换汽车级芯片并不是那么简单，而且需要大量的设备水平l验证，尤其是安全性。例如，对高温和高冷进行两次测试需要一年时间，“刘源告诉《红色周刊》，传统汽车制造商非常保守，通常不容易采用新制造商的芯片，因为汽车公司对芯片的可靠性和稳定性要求很高，一般的测试和认证周期需要3-5年。黑芝麻（000716）智能首席营销官杨宇新表示，”大多数汽车制造商目前正在认证当地供应商。如果一个供应商不容易培训和成熟，那么汽车制造商考虑用另一个国内供应商取代它的意愿就会降低。因此，如果2025年芯片无法安装在汽车上，相关芯片公司可能会面临重大挑战。“刘源认为，目前汽车行业正处于芯片结构性短缺之中，一些数字芯片已经逐渐缓解，但可能要到2026年汽车半导体短缺才能完全缓解“已经缓解，对国产替代的需求一直在增加，供应商多元化和跨国化，以确保他们不受地缘因素等各种不确定性的影响。汽车芯片制造商的机会是率先进入新的汽车品牌，因为新品牌的供应商越来越少。目前，汽车半导体市场主要由海外大厂主导，国产车的崛起和国产厂商的加速布局为各细分赛道的国产替代带来了机遇。由于汽车芯片种类繁多，《红周刊》基于电动化和智能化的优势，对芯片制造商的布局和生产现状进行了梳理。

天风证券在其研究报告中指出……

中国汽车级芯片在汽车计算和控制芯片中的自主率不到1%，其中传感器为4%，功率半导体为8%，存储器为8%。汽车级MCU的国产化率约为5%。从替代国产芯片的突破点来看，陈琦告诉《红色周刊》，“国产车级芯片的短期突破点不可避免地是功率芯片，因为这些都是易于控制和提高产能的标准产品。”在电动化浪潮中，半导体的增长主要来自功率半导体，根据Strategy Analytics的数据，功率半导体在汽车半导体中的比例已从传统燃料汽车的21%上升到纯电动汽车的55%，跃升为占比最大的半导体器件。根据知名分销商富昌电子2022年第三季度的数据，英飞凌和安森美等制造商的MOSFET和IGBT等产品的最大交付周期为54周。通常情况下，IGBT的交付周期为8-12周，持续的长交付周期为国产替代提供了机会。根据中泰证券最近的一份研究报告，在国产汽车级芯片中，功率半导体和CIS的国产化进程相对较快，功率半导体电路具有较高的灵活性；车规MCU、仿真和存储芯片的国产化率仍然相对较低，国内大部分厂商都处于进口窗口期。后续国产更换速度最快，其次是MCU和存储；在车规SoC方面，华为、地平线等国内厂商在产品和客户方面不断取得突破，未来高算力、高能效的高端SoC国产化空间很大。陈海进向《红色周刊》指出，国产汽车级芯片的发展机遇有望从车身仿真芯片、电源芯片等领域开始。目前，国内已有部分厂商针对汽车规格开发了LED驱动芯片、电机驱动芯片等。在功率器件领域，中国中车时代半导体和星半导体等国内制造商也在大量运输其IGBT模块。此外，在隔离芯片领域，纳米芯片微控制器在车载级隔离芯片方面也有不错的表现，取得了一定的突破。亚创电子在中国已经进口了用于车灯的LED驱动芯片、电机驱动芯片等国内外客户。刘源表示，未来的无人驾驶阶段可能只需要真正的高端芯片，因为无人驾驶阶段需要大量的计算能力和对传感器的高要求，需要使用更高端的CPU和GPU。目前，我们还没有看到太多的需求，因为汽车市场仍处于自动驾驶的孵化期。英伟达和AMD在GPU领域深耕多年，相对领先。然而，由于地缘和其他因素必须促进汽车芯片的国产化，中国仍有机会。此外，国内电动汽车市场相对领先，未来需求也很大。“陈海进认为，在高端芯片领域，国产替代的难度在于验证时间和客户接受度等问题。国产制造商的产品需要批量发货，并经过一些客户的验证，国产替代才能加速。此外，高端芯片对供应链的要求也很高ny汽车规格芯片需要汽车规格级别的晶圆代工厂和更复杂的封装工艺，而目前国内晶圆厂还没有开发出非常完整的汽车规格体系。在陈琦看来，高端汽车芯片应该类似于自动驾驶芯片、算法芯片、智能座舱芯片、高端激光雷达、4D毫米波雷达芯片、MCU和模拟控制芯片，具有较高的使用率和价值。大多数自动驾驶和算法芯片由车企自主研发，其中一些依赖小康和华为等外部供应商。一些汽车公司也依赖地平线（Horizon）和黑芝麻（Black Sesame）等公司。陈琦提到，在三大传感器中，图形传感器的CIS制造商主要是豪厄尔和安赛美；图形ISP芯片依赖于海思；目前，船上高端激光雷达并不多，国内供应商包括禾赛科技；

毫米波雷达拥有成熟的供应商，4D毫米波正在崛起。MCU芯片的国内供应商包括新旺微，而小华半导体正在加快其发展，但主要依赖STM、恩智浦和瑞萨等外国公司。模拟控制和信号芯片主要由德州仪器等欧美大厂生产，车规PHY芯片主要由美漫电子和博通生产，在国内基本处于空白。明年的IGBT汽车芯片订单已经售罄，国内工厂已同意增加对汽车级芯片的投入。然而，摩根士丹利最近在亚太汽车半导体报告中表示，Renesa Semiconductor和Ansemy等一些汽车半导体供应商已发布订单削减命令，以减少第四季度的一些芯片测试订单，这表明汽车芯片供应可能正进入过剩状态。对此，《红周刊》作为投资者从国内汽车芯片制造商处了解到，IGBT汽车芯片产能仍然比较紧张，存在MCU去库存的情况。《红色周刊》致电时代电气，询问IGBT目前的供需情况。相关工作人员表示，“明年的所有订单都已预订完毕，一些长期客户已经预订了2025年的订单，海外市场可能与国内市场有些不同。并表示，如果没有特殊事故，明年新能源汽车的增长肯定会超过今年，趋势不会改变。关于MCU的供需情况，尽管广汽集团表示MCU的供应端目前略显紧张。然而，兆易创新（603986）证券部的一名工作人员表示，“目前MCU的市场正在去库存，因此MCU在不久的将来削减订单是正常的。目前的供需情况实际上与以前不同，总体上应该不会短缺。”。“新海科技证券部的一位工作人员表示，汽车业务在收入中的比例仍然相对较小，多个项目仍处于进口阶段。某汽车公司的一位高管最近表示，芯片短缺导致芯片价格飙升，主机厂的采购成本增加。关于关于汽车芯片涨价的问题，时代电气证券部工作人员表示，一些新合同可能会考虑涨价因素，但仍需综合考虑，如客户的重要性，有可能以新价格签订新合同。《红色周刊》观察到，一些芯片公司已经通过固定增发进入汽车级芯片市场。10月14日，士兰微披露了再融资计划，募集资金65亿元，用于建设12英寸芯片生产线、SiC功率器件生产线和汽车半导体封装项目。该公司表示，主要是由于对新能源汽车未来市场的乐观预期，正在加紧布局。汽车半导体封装项目将由控股子公司成都世兰实施。该项目达到产能后，将新增年产720万个汽车级功率模块。陈琦告诉《红色周刊》，四蓝微决心在车桂路上转型，也是一家IDM类型的公司，在商业模式上与一些设计公司相比，在整个认证过程中具有一定优势。石兰小额证券部工作人员表示，石兰小额定增项目建设期为3年。

可以同步验证，并且一些验证已经完成。不同的类别可能有不同的验证周期，每个产品都有一个验证过程。这个过程可能更长，也可能更短。除了思兰微，还有多家芯片公司通过固定增长进入汽车芯片行业。近期，新鹏微新增近10亿元布局高压功率控制芯片、高压隔离驱动芯片、智能IGBT和SiC器件等领域，正在支持建设整车级密封测试生产线。从pe……

从国内制造商来看，根据东北时代的数据，在今年1-9月乘用车功率模块安装排名中，比亚迪（002594）半导体、星半导体和时代电气的市场份额分别为21.1%、15.8%和12%，分别排名第二、第三和第四。

数量少、前期“烧钱”、认证周期投入产出不匹配，影响了生产积极性。不过，多位业内人士告诉《红周刊》，汽车级芯片的国产替代确实带来了机遇，但芯片制造商的生产热情并不高。刘源向《红周刊》分析称，汽车芯片占整个晶圆代工的6%-10%，汽车芯片业务被认为是一个体量较小的边缘业务。据《红色周刊》报道，汽车级芯片的利润率比消费电子芯片低约11%。与此同时，汽车芯片是半导体行业的小客户，仅占全球芯片产能的6%至10%。对此，《红周刊》向时代电气证券部工作人员求证，他们表示，“产销增加后，不存在利润低的问题。前期投入的设备价格昂贵，包括产量和产能利用率，也有一定影响。”，汽车芯片也存在验证周期长、难度大等问题。陈琦指出，与消费电子的供应商体系相比，汽车级芯片的要求过于严格。因此，在短期内，之前专注于消费类芯片的半导体公司将很难直接获得汽车级资质认证，也没有与汽车制造商建立互信体系。而且，目前汽车规格层面对产能的需求远小于消费者层面，投入太大。认证周期很长，投入的能源和产出并不完全匹配。因此，每家公司都缺乏动力，尤其是晶圆制造厂。目前，中国只有几条新的FAB生产线，但仍处于投资的早期阶段。陈琦表示，对于车辆规格的产品供应，无论是设计公司还是OEM零件的FAB，都必须通过标准，甚至所使用的原材料，如硅片，也必须通过标准。各大汽车公司在整个过程中都建立了极其严格和可控的供应商管理体系。他们不仅应该能够追踪T1供应商，甚至他们的供应商也应该在可控和可追踪的系统内。即使是一些材料和设备也必须是可控的，因此总体节奏较慢。此外，正如陈海进向《红色周刊》分析的那样，芯片公司在研发中面临着高度的不确定性。由于芯片的研发和芯片生产过程需要大量投资，如果开发的产品没有市场或不满足客户的需求，对芯片公司来说将是一个重大打击。此外，国内公司目前处于追赶地位，其产品与海外芯片制造商仍有一定差距。我们相信，汽车公司和芯片制造商可以提前建立更多的合作和沟通，以匹配产品需求。汽车公司可以帮助芯片制造商定义产品，而芯片制造商可以帮助汽车公司定制和降低成本，促进国内供应链的发展。根据美国半导体行业协会最近发布的一份报告，《红色周刊》（Red Weekly）发现，美国半导体公司将约五分之一的年收入用于研发，2021达到502亿美元。《红色周刊》梳理了多家汽车级半导体制造商的研发数据。根据今年第三季度报告的数据，韦尔股份（603501）的研发费用达到17.67亿元，其中天悦先进的研发费用占比最高，为32.39%。有几家公司的研发费用比例低于20%。

从生产工艺的角度来看，刘源表示，国外领先的汽车……

芯片公司通常采用IDM模型，该模型集设计、制造、封装和测试于一体。每个制造商都在一站式流程中完成所有这些。随着需求的增加和扩大生产的投资，如果未来几年需求减少，产能就无法像逻辑芯片制造商那样灵活调整。IDM模型决定了生产和扩张是相对保守的。即使投入生产，工艺也相对复杂，扩张周期也没有那么快，就像消费电子产品一样。收费电子芯片相对灵活

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